基于单片机的红外遥控电扇设计.doc

基于89C2051单片机的红外遥控电风扇控制系统设计及程序
概述

   遥控电风扇是 90年代初期在广东珠江三角洲地区作做大量的研发和生产，并有专门的掩模芯片作为主控芯片使用，现本人用单片机作了接收和发射的配套使用的系统方案。红外遥控电路现在已成为一种设计电路的时尚,现简单地介绍了红外线遥控发射、接收系统的原理，给出用 89C2051作为遥控接收系统解码器的一种巧妙实现方法，以及完整的51汇编程序代码。包括发射、接收的原理图及其编程的主程序、发送程序、接收程序、定时中断程序的流程过程，从而完成此设计的要点，参考流程方框图的构思过程，可以编写应用软件。遥控电风扇控制系统分为两大部分：遥控器和电风扇控制板，下面分别加以描述。

一、遥控器

  为了能远离距的控制电风扇，采用了红外遥控器。通常红外遥控器由发射和接收两部分组成，发射部分由单片机 80C2051等构成。接收部分装在电风扇的控制器内，由89C51等构成。

1. 工作原理及组成部分

(1)CPU 采用AT89C2051单片机，AT89C2051的功能:

   和 MCS-8051产品兼容、2KB可重编程闪速存储器、耐久性:1000写/擦除周期、2.7V~6V的操作范围、全静态操作：0Hz~24MHz、两级加密程序存储器、128×8位内部RAM、15根可编程I/O引线、6个中断源、可编程串行UART通道、直接LED驱动输出、片内模拟比较器、低耗空载和掉电方式。

（2）电源采用4节7号电池来提供电源，并用一个二极管（IN4148）进行降压。

（3）调制部分：采用CD40106进行缓冲放大并整形.发送的数字信号与38K的载波进行相与，将其调制在一起,整形并缓冲放大,经过8050进行放大驱动红外发射管,使其发射红外光。

(4)红外发射方原理见图（1）所示。
2.红外发射

（1）发射部分包括键盘矩阵、编码调制、红外发送器。使用89C2051芯片 将按键信号调制在 38KHz 的载波信号上通过三极管放大后发射出去。红外编码为： 全码 =引导码+系统码+系统反码+数据码数据反码。89C2051 的 P1口构成矩阵式键盘，用T1产生定时中断，驱动P3.3产生一个38K的方波，作为红外线的调制基波。将发送的数据和P3.0进行逻辑与后，经过40106整形，用三极管驱动红外发射管发射。

(2)按键功能

K1：低档、中档、高档；键值为 01H

K2彩灯：键值为 02H

K3：自然风、睡眠风、正常风键；值为03H

K4定时；键值为04H

K5开/关机；键值为05H

(3)当无键按下时，延时10秒后进入待机状态，系统处于低功耗模式。当有按键按下时，INT0中断产生中断，同时唤醒CPU进行工作状态。

3.红外发射的编码方式

   遥控发射器专用芯片很多，根据编码格式可以分成两大类，这里我们以运用比较广泛，解码比较容易的一类来加以说明，现以日本 NEC的uPD6121G组成发射电路为例说明编码原理。当发射器按键按下后，即有遥控码发出，所按的键不同遥控编码也不同。这种遥控码具有以下特征：

(1)采用脉宽调制的串行码，以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms的组合表示二进制的“0”；以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms的组合表示二进制的“1”。

“0”和“1”组成的32位二进制码经38kHz的载频进行二次调制以提高发射效率，达到降低电源功耗的目的。然后再通过红外发射二极管发射。

(2)遥控编码是连续的32位二进制码组，其中前16位为用户识别码，能区别不同的电器设备，防止不同机种遥控码互相干扰。该芯片的用户识别码固定为十六进制0FFH；后16位为8位操作码（功能码）及其反码。

(3)遥控器在按键按下后，周期性地发出同一种32位二进制码，周期约为108ms。一组码本身的持续时间随它包含的二进制“0”和“1”的个数不同而不同，大约在45～63ms之间。

(4)其相关的波形图如下:
4.硬件设计

硬件设计见电路原理图（3）所示。
5.软件设计

(1)采用中断的处理程序完成整个系统的操作，INT0中断处理完成键盘扫描以及发送。

(2)程序流程图：
二、 电风扇控制板

1.工作原理及组成部分: 红外接收部分包括光电转换放大器、解调、解码电路。

(1)CPU板将单片机、控制、键盘组合在一起完成了人机对话。 用 AT89C51单片机来作主芯片控制，采用红外T1838接收头，用双向可控硅MC97A6控制电机档位，具有红外遥控功能。

(2)电源部分：交流220V经变压器降压为2×8V，全波整流后再由三端稳压器LM7805稳压，供给控制板。

(3) 电风扇控制板框图

2.设计方案

(1)控制部分

K1：低、中、高档，相应的指示灯亮。参见（图6）

K2：控制彩灯，相应的指示灯亮

K3：自然风、睡眠风、正常风控制 。参见（图8）、（图9）、（图10）

K4: 定时30分钟，1小时，2小时，4小时。相应的指示灯点亮。参见（图7）

K5：具有开机功能和关机功能
(2)风类

自然风的处理流程
睡眠风的处理流程
正常风的处理流程 :

(3)工作方式：分为手动和遥控两种方式。

4.硬件设计：参见（
5.软件设计:

(1)红外遥控输入在 P3.2（INT0），面板按键P3.3（INT1）。

(2) 遥控的解码过程：
单片机收到一个中断后,开始计数， 然后在主程序有一个判断子程序,首先判断是否＞8MS,是否有高电平，再判断是否>4MS的低电平，然后再判断是否是0或1，循环32次完成,32个码的接收和存储。

(3)程序流程图 :

;=============电风扇红外发射（遥控器）程序=====================================
;按键说明：
;K1：低风档，键值为 01
;K2：中风档，键值为 02
;K3：高风档，键值为 03
;K4：彩灯档，键值为 04
;K5：自然风档，键值为05
;K6：睡眠风档，键值为06
;K7：正常风档，键值为07
;K8：定时档，键值为08
;K9：开关机，键值为9
;采用 4×1.5V 供电，用89C2051作CPU芯片，当没有按键按下时，进入待机状态
;按键采用INT0进行中断，只采用了8个按键
;==============================================================================
$include(2051RAM.INC)
;$include(REG51.INC)

 ORG 0000H
 JMP MAIN
 ORG 0003H   ;INT0的中断入口
 JMP KEY_INT0
 ORG 000BH   ;T0的中断入口
 JMP FM_T0
 ORG 0100H
;---
;进入主程序
;------------------------------------------------------------------------------
MAIN: MOV R0,#7FH  ;预使用单元清0
 CLR A
MAIN0:
 MOV @R0,A
 DJNZ R0,MAIN0  ;清缓冲的地址单元值
 MOV SP,#60H

 MOV P1,#00001111B  ;将P1置输入
 CLR KEYON  
 CLR IT0   ;设置电平触发
 SETB PT0  
 SETB EX0
 SETB EA  
 MOV 40H,#0FFH
 MOV 41H,#0FFH
 MOV 42H,#0FFH
 CLR DATAOUT    
 CLR FMOUT   ;38K的中断初始值
 MOV TMOD,#02H  ;T0的工作方式2
 MOV TH0,#0F7H  ;送初值 
 SETB FMOUT  
 CLR TR0   ;1/3的高电平标志
 MOV R2,#02H   ;2/3的循环次数
 DJNZ 40H,LOOP1
 DJNZ 41H,LOOP1
 DJNZ 42H,LOOP1
 MOV PCON,#01H  ;进入待机
LOOP1: JMP MAIN

;=============================================================
;中断程序：完成其按键按下的标志位
;=============================================================
KEY_INT0:
 PUSH ACC
 PUSH PSW
 CLR EX0
 MOV A,P1  
 CPL A  
 ANL A,0FH
 MOV R2,A   ;将行号存入R2中
 MOV P1,#0F0H  ;将列置输入端
 MOV A,P1  
 CPL A
 ANL A,#0F0H   ;取列号并存入A中
 MOV R1,#03H   ;置列初号
 MOV R3,#03H   ;置循环次数
 CLR C
PINT01: RLC A   ;取列号
 JC PINT01  
 DEC R1
 DJNZ R3,PINT01

PINT02: MOV A,R2   ;取行号
 MOV R2,#00H
 MOV R3,#03H   ;置循环次数
PINT03: RRC A  

 JC PINT04
 INC R2
 DJNZ R3,PINT03
PINT04: MOV A,R2
 CLR C  
 RLC A  
 RLC A
 ADD A,R1
 MOV SENDBUF+2,A  ;键号存于32H单元中
 CPL A
 MOV SENDBUF+3,A  ;存键号的反码
 MOV SENDBUF,#0FFH  ;系统码在30H单元中
 MOV SENDBUF+1,#00H  ;系统反码在31H单元中
 LCALL SEND
 SETB ET0   ;发送引导码
 SETB TR0   ;启动T0
 LCALL PP   ;发送一帧数据.包括系统码和数据码
 CLR TR0   ;当发送完后关断定时器
 CLR ET0   ;关T0的中断
 SETB EX0   ;执行完后打开外INT0
 MOV 40H,#0FFH
 MOV 41H,#0FFH
 MOV 42H,#0FFH
 POP PSW
 POP ACC
 RETI
;=============================================================================
FM_T0: JB F0,IT01
 DJNZ R2,GRET
 MOV R2,#2
IT01: CPL FMOUT
 CPL F0
GRET: RETI
;==============================================================================  
;引导脉冲子程序
SEND: SETB DATAOUT
 LCALL DY9000us
 CLR DATAOUT
 LCALL DY4500us
 RET
;==============================================================================

;发送四个缓冲单元中的内容程序：

PP: MOV R3,#4  ;发送的字节数
 MOV R1,SENDBUF
PP0: MOV R2,#08H  ;让其循环8次
 MOV A,@R1  ;将数据首址
 CLR C  ;清CY
PP1: RRC A  ;右环移带进位
 JC ONE  ;若C等1
ZER0: SETB DATAOUT  ;若C等0
 CALL DY562us
 CLR DATAOUT
 CALL DY562us

ONE: SETB DATAOUT
 CALL DY562us
 CLR DATAOUT
 CALL DY1687us
 DJNZ R2,PP1
 INC R1
 DJNZ R3,PP0  ;等四个字节的发送完
 RET
;========================================================================= 
DY1687us:
 MOV R31,#38
L2:     PUSH    R31
L3:     DJNZ    R31,L3
        POP     R31
        DJNZ    R31,L2
        RET
;=============================================================== 
DY562us:
 MOV R31,#20
L22:    PUSH    R31
L33:    DJNZ    R31,L33
        POP     R31
        DJNZ    R31,L22
        RET 
;==========================================================================
;延时9000us子程序:
DY9000us:
 MOV R31,#91
L2A:    PUSH    R31
L3A:    DJNZ    R31,L3A
        POP     R31
        DJNZ    R31,L2A
        RET
;==============================================================================
;延时4500us子程序 
DY4500us: 
 MOV R31,#67
L2B:    PUSH    R31
L3B:    DJNZ    R31,L3B
        POP     R31
        DJNZ    R31,L2B
        RET 

DY10S: MOV R6,#10
L2C: MOV R4,#2
L3C: MOV R5,#248
 DJNZ R5,$
 DJNZ R4,L3C
 DJNZ R6,L2C
 RET
END

INC文件内容

 ;-------------------------------------------------------------------------------
; AT89C2051 内存RAM分配  Fiel = 2051ram.INC
;-------------------------------------------------------------------------------
$SAVE
$NOLIST

R31  DATA 1FH

KEYON  BIT 20H.0  ;按键按下的标志

SENDBUF  DATA 30H  ;定义发送系统码缓冲的地址

FMOUT  BIT P3.3  ;38K输出
DATAOUT  BIT P3.0  ;数据输出

$RESTORE目 录
第一章 总 论 1
第一节 项目名称及承办单位 1
第二节 研究工作的依据与范围 2
第三节 简要研究结论 3
第四节 主要经济技术指标 5
第二章 项目提出的背景及必要性 7
第一节 项目提出的背景 7
第二节 项目建设的必要性 13
第三章 市场预测与需求分析 19
第一节 车用生物燃气市场发展分析 19
第二节 有机肥市场分析 23
第四章 建设规模与产品方案 29
第一节 建设规模 29
第二节 产品方案 29
第五章 厂址选择与建设条件 31
第一节 厂址方案 31
第二节 建设条件 32
第六章 工艺技术方案 40
第一节 项目组成 40
第二节 生产技术方案 40
第三节 生产设备 53
第七章 原辅材料供应 56
第一节 原辅材料供应 56
第二节 公用设施 58
第八章 工程建设方案 59
第一节 总图运输 59
第二节 建筑结构工程 62
第三节 公用工程 70
第九章 环境保护、劳动安全卫生 75
第一节 环境保护 75
第二节 劳动安全卫生 77
第十章 节能与消防 84
第一节 节 能 84
第二节 消 防 89
第十一章 企业组织与劳动定员 92
第一节 企业组织 92
第二节 劳动定员 92
第三节 人员培训 93
第十二章 项目实施进度计划 94
第十三章 建设项目招标方案 95
第十四章 投资估算与资金筹措 97
第一节 投资估算 97
第二节 资金筹措 98
第十五章 财 务 评 价 100
第十六章 社会影响分析 105
第一节 社会效益分析 105
第二节 社会风险分析 106