电风扇遥控器设计

摘    要 红外遥控技术大大提高了劳动生产率、降低了成本、减轻了工人劳动强度、改善劳动条件。而微机技术出现，使现代科学得到了质的飞跃，给现代工业测控领域带来了一次新的革命。红外遥控系统是通过红外线的精准定位控制模式来控制被控对象，整个控制系统主要集合了数字电路以及模拟电路。硬件电路则包括了红外发射电路以及红外接受电路两部分。发射电路主要将红外信号通过键盘输入、编码调制以及红外发生器等一系列硬件电路传输给接受电路，而接收电路则解调、解码等电路来识别所接受的红外信号。电风扇作为一种老牌的电器，具有价格便宜、摆放方便、体积轻巧等特点，占有大部分的市场份额，市场的需求促使了电风扇的发展，精准的遥控开关 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 能够提高电风扇的工作性能，提高舒适性、稳定性。 本设计以AT89C51单片机作为核心，综合了单片机中断系统、定时器、计数器等功能，结合红外光的优点设计出了一款电风扇遥控装置。针对不同功能的遥控操作实现途径，红外遥控发射器通过识别不同的红外光线频率来区别不同功能的操作。红外遥控接收器则经过识别红外线频率、查表识别具体要操作要求，完成对被控对象的实时控制。 关键词：红外遥控；电风扇；数字电路；模拟电路；AT89C51 Abstract Infrared remote control technology greatly improves labor productivity , reduce costs , reduce labor intensity and improve working conditions . The emergence of computer technology , so that modern science has been a qualitative leap to the modern field of industrial measurement and control has brought a new revolution. Infrared remote control is an infrared remote control system to control the use of the controlled object system, the entire system consists of digital and analog circuits composed of two parts . Emitting portion includes a keyboard matrix , coded modulation , LED infrared transmitter ; receiving portion comprises an infrared light emitting LED , demodulation, decoding circuit . As a veteran of electrical fans with cheap, convenient place , lightweight characteristics, occupy most of the market share, market demand led to the development of electric fans , precise remote control switch designed to enhance the fan work performance, improved comfort and stability. The design AT89C51 microcontroller as the core , combines the advantages of microcontroller interrupt system , timers, counters and other features, combined with infrared light designed an electric fan remote control device. For remote operation type , the remote transmitter via the transmission frequency of the infrared light to distinguish between the different control operations . Identification of the remote receiver via infrared light receiving frequency control operation is judged to complete the infrared remote control transmitter and receiver process. Key words: Infrared remote control; fans; digital circuits; analog circuits; AT89C51 目  录 摘  要    I Abstract    II 第1章  绪  论    1 1.1  家电遥控技术的研究背景    1 1.2  遥控技术国内外研究现状及发展趋势    1 1.3  红外通信技术概述    3 1.4  本文研究的具体内容    3 第2章  工作原理及总体设计    5 2.1  红外遥控发射部分    6 2.2  红外信号接收部分    6 2.3  红外编码    7 2.3.1  红外编码 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 设计    7 2.3.2  二进制信号的调制    8 2.3.3  二进制信号的解调    8 2.3.4  二进制信号的解码    9 第3章 硬件设计    10 3.1  时钟电路    10 3.2  复位电路    10 3.3  按键及其接口电路    11 3.4  红外遥控原理及其设计    12 3.5  红外发射电路    13 3.6  红外遥控接收电路    13 3.6.1  红外信号接收电路    14 3.6.2  控制部分电路    14 3.4  电源电路    16 第4章 软件设计    17 4.1  模块化程序简介    17 4.2  遥控发射主程序设计    18 4.3  红外接收主程序设计    19 第5章 软件调试    22 5.1  仿真环境    22 5.2  仿真实现    23 结  论    26 致  谢    27 参考文献    28 附录（程序清单）    29 第1章  绪  论 1.1  家电遥控技术的研究背景 随着科学技术的高速发展，人们对物质文化的追求日益增高，各种具有高科技技术元素的电子产品已经融入人们的日常生活之中。遥控技术的出现给人们的生活带来了很多便利，人们摆脱了传统按键模式的操作方式，仅需要按下遥控器就可以实现对设备的实时操作。传统模式的遥控器利用了专属的遥控编码程序以及与之相对应的解码调制电路来实现对被控对象的控制。虽然操作简单、维护方便快捷，然而仅仅适用于某一专属设备，控制对象单一，而新型的以单片机为控制核心的红外遥控装置则打破这一弊病，程序编写灵活多变、控制对象多样。红外遥控技术的出现，不仅大大提高了劳动生产率，降低了成本，而且减轻了人们的劳动强度，改善了劳动条件。而微机技术的出现，则使现代科学研究得到了质的飞跃，给现代工业测控领域带来了一次新的革命。红外遥控器装置以其体积小、重量轻、便携带、能耗低、稳定性强、耗费低等诸多优点而成为当今社会必不可少的控制装置。 电风扇与人们的日常生活息息相关，其是人们渡过炎热酷暑夏天必不可少的家用电器，虽然现在空调在城市中已经相当普遍，并有替代电风扇的趋势，但由于大部分家庭消费水平的限制，介于电风扇的重要性，其将很长一段时间在中小城市以及乡村家电行业中占据不可小视的地位。市场的需求促使了电风扇的发展。随着科技的发展，智能化程度日益增高，电风扇也加入了智能化元素，智能化增进了电风扇在人们生活中的实用价值。因此，对于电风扇的开发和设计依然有着较大的实用价值。随着一系列技术的成熟，诸多厂家将一些新型的科技元素注入到了电风扇中，使得其人性化程度更高，更加贴近人们的生活。如在安全防范技术、智能化设定技术、照明技术、语音技术等等，如此丰富多彩的功能大大的提高了电风扇在家用电器市场中的竞争力。精准的遥控开关设计能够提高电风扇的工作性能，提高舒适性、稳定性。给人们的生活带来诸多便利。 1.2  遥控技术国内外研究现状及发展趋势 遥控控制技术的发展是以通信技术、电子技术以及控制技术为基石发展起来的。遥控控制器既可以实现离散信号的传送，例如电风扇开关信号，也可以以实现连续信号的传送，例如电风扇风速实时监测与管理。遥控装置的起源是源于著名发明家尼古拉·特斯拉，其与1898年研发除了第一台遥控器。自此到60年代初期，由于科学技术的滞后，以及市场需求较少，遥控技术始终无法得到快速的发展。70年代末期，由于数字电子技术、模拟电子技术、计算机通信技术等理论以及制造工艺的成熟，遥控技术才发生了翻天覆地的发展。直到今天，各种新型的遥控技术面世，大大的改变了人们的生活理念以及思想模式。遥控传输模式大致上经历了从有线传输到无线传输，从振动子波源到红外线光波传输，最后到将计算机总线控制位核心的红外遥控传输这几个主要的阶段。无论利用而厚重传输方式，将所要实时的信号精准的传送出去，并且能够快速准确的对被控对象进行控制是非常重要的。早起的无线传输方式，由于容易受到外界电磁波的干扰，信号输出会受到很大的影响，这样带来了操作方面的失误。其与红外线相比较，所能够携带的信息量少，易受到外界干扰。目前研究出的较为理想的遥控方式是光控方式，利用红外线遥控方式取代传统的以超声波模式的遥控方式，是今后所要研究的主流趋势。 现阶段家用电器大多数采用红外遥控装置来实现对设备的可行控制，红外遥控装置以其精准的控制手段，抗干扰能力强等优点而被人们广泛接受使用。价格低廉，编码简单，近距离的遥控使用红外遥控非常有优势。由于红外一体化接收头的出现，大大降低了红外遥控的成本和技术难度，目前不仅在家电领域，在玩具、安防等领域也有广泛的应用。红外遥控系统主要由红外遥控发射装置、红外接收设备、遥控微处理机等组成。因此，遥控系统是一涉及单片机的数字系统。遥控控制器在一定的程度上一高了人们的工作效率，增加了人们的生活环境，提高了人们的生活质量。遥控由高产的发明家Robert Adler在五十年代发明的。红外遥控技术的发展是始于上世纪七十年代，其一出现就收到了国内外学者的广泛关注，红外遥控技术的核心原理是利用红外线传到信号，将信号指令以红外频率的方式进行可行的传输。红外遥控具有独立性、物理特性与可见光相似性、无穿透障碍物的能力及较强的隐蔽性等特点。随着红外遥控技术的开发和迅速发展，很多电器都应用了红外遥控，而电风扇也不例外。从单纯的在电风扇面板上通过按钮控制，到短距离(10M以内)的遥控，虽然改变不大，但其带来的便利无疑是巨大的。而红外遥控技术的成熟，也使得遥控电风扇变得设计简单，价格低廉。 现阶段国内红外遥控电子元器件的竞争很激烈，导致了价格的低廉，表面上有利于消费者，可是长期恶性竞争，互相压价格，必将导致产品质量的下降，最终损害的只能是消费者。红外遥控的前景依然看好，不过红外遥控的现状不容乐观。红外遥控是单工的红外通信方式，整个通信中，需要一个发射端和一个接收端。信号发送端口主要是通过单片机将待发送的信号调制解码成一系列可以被识别的脉冲信号，通过红外接受端口将所发送的信号接受识别，以此实现对被控对象的可行控制。整套红外控制系统的成本低廉，易被广大普通的消费者所接受使用。不仅如此，红外控制装置可靠性高，抗干扰能力强，红外接受端不仅可以实现对信号的接受，还可以实现对其进行放大、矫正、整形等等功能，近十年，由于高科技的迅猛发展，为红外遥控技术的发展带来巨大的推动力，其在各行各业得到了广泛的应用，特别是与人们联系最为紧密的家用电器产业，随着经济的发展，人们的生活水平逐渐提高，如今人们对物质文化的追求不仅仅是满足是实用性了，还需要在其智能型、舒适性以及方便快捷性等做文章。红外遥控技术的出现正好符合现阶段人们所追求的物质文化需求。 1.3  红外通信技术概述 无线遥控技术按照传输波形的不同可以将其分为：声控遥控、超声波遥控、无线电波遥控以及红外线方式遥控。无线电波式的遥控方式控制精确度差，容易对附近的手机通讯以及电视机信号造成一定的影响，严重时会带来极大的噪声，甚至会影响其正常使用，除此之外，自身也容易受到其他电波的影响，控制会带来许多误动作，因此，由于其诸多的缺点而在现实生活中使用较少。超声波式遥控控制由于自身频率带宽较小，自身所能涵盖的信息量小，传输信号过程中也容易受到外界电波的干扰，因此超声波式遥控系统在现实中投入的也较少，未被大量使用。声波遥控由于其识别能力差，在空气中容易损耗掉，故使用较少。现阶段广为流传的红外线遥控方式一起抗干扰能力强、易于被识别、制造成本低廉、传输信息量大以及控制精确无误等一系列有点而被人们广泛接受使用，红外线遥控技术是以将信号以红外线的形式来进行传输信息。同时随着数字电子技术以及模拟电子技术的迅猛发展，以单片机为新型控制核心的装置在红外遥控中的应用越来越普遍，单片机可以将红外信号以数字的表达形式来进行传递，利用红外线来制造的遥控装置成本小、重量轻、体积小，通过数字编码以及二进制调制等方式可以实现对复杂信息的有效控制，如此不仅抗干扰能力强、不易产生误动作、整个控制过程中所消耗的能量低，达到了节能的效果；红外线遥控系统不会将传输的信号泄露于环境之外，同时不会对其他通讯设备以及电视机等设备造成信号干扰，不会影响其他设备的正常使用。易识别、传输效率高、稳定性强，控制精准无误。所以现阶段普遍的家用电器中都是以红外线为信号传输载体来实现对被控对象的有效控制。 从结构上来说，红外线遥控控制系统主要包括有信号发射器、集成一体化信号接收端口、单片机控制系统、扩展接口等等几部分组成。红外线遥控器通过单片机调制解码功能来实现对信号的编码，通过编码将原有的信号以数字的形式表达出来。红外遥控接收端口不仅仅可以接受发射端发出的信号，还可以将信号进行校正、调整、放大以及解码为可以实现对被控装置控制的脉冲信号。用于实现对被控对象控制的遥控编码脉冲信号是一组以串行方式来表达的二进制码编码，现在存在如下需要解决的难 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ：如何精确无误的接收红外线遥控通信信息；解码编程软件的优化设计、系统控制程序的优化可行设计。 1.4  本文研究的具体内容 本文写作中给出了基于单片机遥控控制系统的硬件、软件设计与实现 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 。硬件部分主要包括基于PROTEUS的系统原理图的设计、仿真。软件设计主要包括C语言在程序设计中的应用,用键盘输入电风扇索要执行的操作，并且通过红外线进行传输控制信号。 本文通过如下几部分进行介绍： 1.研究与学习单片机的相关知识，本详细学习AT89C51的功能以及结构。 2.研究国内外遥控开关的发展趋势，了解其在设计中的一些具体的要求以及特点。 3.研究遥控开关的硬件设计，了解其在本次设计中具体的硬件电路、硬件模块。 4.研究基于单片机的遥控开关的软件设计。 5.建立protues仿真模型，调试系统，使其满足本次设计的要求。 第2章  工作原理及总体设计 红外遥控系统是集中集光、电于一体的系统。其工作原理是用户按键信号经单片机编码处理后转化为脉冲信号，经由红外发射头发送出去；接收端由红外一体化接收头实现对接收信号的放大解调并还原为数据流，经由单片机解码后对相关IO口进行操作，从而完成整个遥控操作。 整个系统主要是由电源电路、红外发射电路、红外接收电路、LED 显示电路等部分组成。系统硬件由以下几部分组成：红外数据发射电路，键盘采用普通按键键盘，按键统一接在单片机P0口。整体设计思路为：根据扫描到不同的按键值对发射脉冲编码赋值后AT89S51将按照数据处理要求从P3.5输出控制脉冲与 T0 产生的8KHz的载波（周期是26us）进行调制，经NPN三极管对信号放大驱动红外发光管将控制信号发送出去。红外数据接收则是采用HS38B一体化红外接收头，内部集成红外接收、数据采集、解码的功能，只要在接收端INT0检测头信号低电平的到来，就可完成对整个串行的信号进行分析得出当前控制指令的功能。然后根据指令去操作电风扇工作，总体如图2-1所示 图 2-1 系统总体结构框图 2.1  红外遥控发射部分 单片机不工作时一直处于低功耗状态，采用了空闲节电工作方式。当遥控器的某一按键被按下以后，外部中断1产生中断，唤醒单片机进入工作状态，查询键盘按下的是哪一个按键，当确认按键后，控制软件启动定时器T0、T1，T1作为发射时间控制器，T0作为红外线发射频率控制器，T0定时溢出时中断程序使红外管接口电平反转一次，写入定时器的初值不同，在输出端口就得到不同的发射频率。T1定时溢出时中断程序关闭关闭T0定时器，停止红外线发射。其设计原理框图如下。 图 2-2 红外遥控发射设计原理图 2.2  红外信号接收部分 单片机红外遥控接收器主要有单片机、红外遥控接收电路、状态指示电路、控制电路以及单片机的一些外围电路组成。利用单片机中的T0作为红外脉冲计数器，T1作为计数时间控制器。当电路中红外接收管接收到第一个红外脉冲时，外部中断1被触发，启动计数器T0和定时器T1。定时溢出，中断程序关闭计数器T0，读入计数值并进行判断，确定操作对象（遥控按键）对其进行反转操作，控制电路对所控制的负载进行开或关。还可对接收电路实行上锁功能，对控制电路上锁后，遥控器不能对控制电路实施遥控功能。其设计原理方框图如下图2-3所示: 图 2-3 红外信号接收设计原理图 2.3  红外编码 2.3.1  红外编码标准设计 本设计中采用不同的脉宽宽度来实现二进制信号的编码，编码由发送单片机来完成。以间隔0.56ms、脉宽为0.565ms、周期为1.125ms的组合表示二进制的“1”；以间隔1.685ms、脉宽为0.565ms、周期为2.25ms的组合表示二进制的“0”，其波形如图2-4所示。 图 2-4 二进制信号“1”和“0”的编码 遥控编码脉冲信号由引导码、识别码、识别反码、控制码、控制反码信号组成。引导码也叫起始码，由宽度为5ms的高电平和宽度为3ms的低电平组成，用来标志遥控编码脉冲信号的开始。如图2-5所示。 图 2-5 信号引导码 识别码也可称之为系统识别码，识别码指令可以用来指示当前遥控控制器的操作种类，以此区别各种各样的遥控控制系统，防止与之不相对应的遥控器对当前控制系统进行误操作。控制码也可称之为功能实现码，通过控制码可以实现对被控对象所要实现功能的具体控制，接受端口接受功能实现码的二进制编码，通过查表来实现各种不同的功能操作，系统识别反码与控制操作反码与之对应的是识别码与控制码各自的反码，串行二进制数据码时序图如下图2-6所示。 图 2-6 串行数据码时序图 2.3.2  二进制信号的调制 二进制信号的调制仍由发送单片机来完成,如图2-7所示，A是二进制信号的编码波形，B 是频率为38KHz (周期为26μs) 的连续脉冲，C 是经调制后的间断脉冲串(相当于C = A×B)，用于红外发射二极管发送的波形。图2-7中，待发送的二进制数据为101。图中脉冲个数仅为示意非真实情况。 图2-7 二进制信号的调制 2.3.3  二进制信号的解调 HS38B的解调可理解为:脉冲信号串时输入时,输出端显示的电平为低电平,否则输出端口电平为高电平。可直接与单片机串行输入口及外中断相联，以实现随时接收遥控信号并产生中断，然后由单片机对编码还原。 2.3.4  二进制信号的解码 通过单片机可以实现红外载体所存储的二进制信号码的解码调制，单片机将红外接受端口所接受的信号进行解码识别，然后查表得到与之相对应的具体实现功能，如图2-8，把波形E 解码还原成原始二进制数据信息101。 图2-8  红外接收头接收及输出波形 第3章 硬件设计 3.1  时钟电路 时钟电路是单片机控制系统中必不可少的硬件电路，单片机的有效运行的基准频率是通过外界增设的时钟电路的振荡来提供的。石英晶体振荡性能良好，运行时抗外界干扰能力极强，工作频率极其稳定。所以，通常选择石英晶体来产生单片机的基准工作频率。通过基准频率来控制单片机最小工作系统中频率的准确性。同时，石英晶体还可产生振荡电流，向单片机输入时钟脉冲信号。单片机都可以组成一个内部振荡电路的高增益反相放大器，其中引脚XTAL1 和XTAL2 分别对应着此放大电路的输入端口以及输出端口。这个放大电路与具有反馈功能的石英晶体或者陶瓷谐振器共同组成了自激振荡器，以此为单片机提供脉冲信号，设置的脉冲信号也就是单片机运行的速度，在此次设计中，我们将晶振频率设置为12MHz，换句话说就是单片机的工作速度为12MHZ/S，对于目前单片机来说，其工作频率是存在一定的范围的，最高不能超过24MHz，否则将会影响系统的稳定性。图3-1为本次设计的单片机晶振电路[9]。本设计中我们采用的是石英晶体，电容为22pF。                             图3-1 单片机晶振电路 3.2  复位电路 复位电路可以对单片机控制系统的累积误差进行有效消除，是单片机控制系统中必不可少的硬件电路，单片机在工作运行中难免会出现程序运行错误或操作出错等使得整个系统难以运行的情况，复位电路是每一个系统必不可少的电路，它是系统可行与否的先行官，下面就复位电路的作用及其方式展开描述。在此时必须进行复位操作来弥补，复位操作执行之后，系统重回地址为0000H处执行，复位信号需从单片机RST引脚输入进来，本次设计利用了按键式电平复位电路，如下图3-3所示。导致这些最主要的原因可能是复位电路设计不当造成的，因此设计一个很好的复位电路对于单片机控制系统的运行来说非常的重要，这是控制系统运行的基本点。 图3-3 复位电路 3.3  按键及其接口电路 （1）独立按键接口 如图2-8所示为独立按键接口电路，在独立按键接口中，其按键是直接与单片机的输入/输出I/O口相连接的。 图3-4 独立式按键接口 （2）矩阵式按键接口 图3-5矩阵式按键电路 矩阵式按键键盘中，分为行线和列线两种，行线和列线与矩阵按键开关的两端相连接，其中行线是连接到＋5V电源上。矩阵键盘相比独立式键盘其扩充的量大大增加，例如常见的4*4矩阵键盘占用的I/O口为4+4=8个，当需要扩充为20键输入时只需要4+5=9个I/O口，而采用独立式键盘的时候要分别用掉16个I/O口和20个I/O口，由于单片机的I/O口数量有限，很难将大量的I/O口用于，显然矩阵键盘能够大大的减少系统I/O口的使用，当没有按键按下时，行线会处于高电平状态；当有按键动作时，行线和列线将导通。这是矩阵式按键来识别按键是否按下的关键策略。，为了识别按键，必须将矩阵键盘中的行线和列线信号进行配合起来，经过适当的处理后，才能按键闭环的位置。 3.4  红外遥控原理及其设计 红外线遥控系统的发射端口电路主要组成部分是通过红外发光二极管通以电源，一次驱动其可以发出可被识别的红外线光电波，红外线遥控系统的的接收端口电的主要组成部分是由红外线光波接收器件二极管、三极管以及硅半导体材料的光电池所组成，它们将发射端所发射的信号通过单片机解码等操作，转换为可以被识别的信号。 信号发射端口一般是由指令键盘按钮、指令编码调制系统、电源模块以及系统驱动电路等几部分所构成的。放按下指令键盘按钮，就可以输出不同的功能，实现对被控对象的实时有效的控制。单片机将所传输的信息进行二进制解码等等操作，就可以保证红外线的顺利可靠的传输，而不易受到外界的影响。如此保证的红外遥控系统的顺利可靠运行。红外接收端主要是将发射端所发出的信号进行接收、解码操作，以使得其被系统所识别。 下图3-6表示出了红外遥控系统的主要组成部分以及工作原理，如图所示，红外系统主要包括有键盘、解码与调制、红外遥控器、光电放大电路以及单片机解码电路等几部分组成。而整个接收部分将完全由上述的PC838红外一体化收头来完成，本设计的发射部分采用成品遥控器来发送控制信号。 图3-6  红外遥控系统框图 3.5  红外发射电路 红外信号发射端口的组成部分一般是使用了Ga、As等金属材料而制成的红外光波发射二极管，其自身能够承载很大的电流，光波发射强度大，在传播的过程中出现损耗小，传输的距离长，抗干扰能力强。这里采用的SIR333是GaAlAs红外发射二极管，其特点 是体积小、功耗低、高发射强度、高可靠性、发射角度45°、SIR333管子直径5mm。红外遥控系统广泛应用于军工、民用、工业制造等等领域，市场占有率高，是现代化生活不可或缺的电子产品之一。 单片机通过软件编程将调制好的脉冲信号从P3口第6脚（P3.5）将数据输出。因此电路由红外发射头，一个NPN8050的三极管和两个限流电阻组成。根据红外发射头工作时的电流需要，采用280倍的放大器S8050。同时红外发射头的串接电阻在100欧姆数量级，这里采用68欧姆。8050的基极接千欧级电阻，这里选用5.1K欧姆的电阻。红外数据射发射电路图如3-7所示。 图3-7红外驱动发射电路 3.6  红外遥控接收电路 本部分电路是该设计中硬件电路的重点部分，系统由红外接收电路，单片机电路，设备驱动电路，状态显示电路组成。整体框图见图 5. 遥控信号的还原是通过P3.1输入二进制脉冲码的高电平与低电平及维持时间，当接收头接收信号时，单片机产生中断，并在P3.1口对信号电平进行识别，并还原为原发送数据，这在后面的软件设计中会具体介绍到。数据流通过单片机处理后送驱动控制部分。并通过数码管显示用电设备的个数。 3.6.1  红外信号接收电路 HS38B是用于红外遥控接收的小型一体化接收头，它的主要功能包括放大,选频,解调几大部分,要求输入信号需是已经被调制的信号。经过它的接收放大和解调会在输出端直接输出原始信号的反相信号。其不需要任何外接元件，就能完成从红外线接收到输出与TTL电平信号兼容的所有工作，而体积和普通的塑封三极管大小一样，从而使电路达到最简化,灵敏度和抗干扰性都非常好。它适合于各种红外线遥控和红外线数据传输，中心频率38.0kHz。接收器对外只有3个引脚：从左至右依次为OUT、GND、VCC。OUT脚即图示1号脚与单片机IO口直接相连。芯片如图 3-18所示。 红外接收头内部放大器的增益很大，很容易引起干扰，依次在接收头的供电脚上必须加上滤波电容。故红外接收部分电路如下： 图3-8 HS38B引脚 图3-9红外接收头电路 3.6.2  控制部分电路 单片机收到红外接收头解调后的信号后，对其进行解码，从中解出控制码，此时系统将转至对具体设备的控制工作。本设计中受控设备为四个，采用LED灯模拟，且受控设备电源为9V因此如何防止供电电源与受控设备电源间的干扰也是需要考虑的部分。 在控制部分采用了隔离驱动电路，用光电器件作为隔离元件，利用光耦来隔离两路电源，以防止电流噪声影响单片机的工作。光电耦合器是由发光二极管和光敏三极管组合起来的器件，发光二极管是把输入边的电信号变换成相同规律变化的光，而光敏三极管是把光又重新变换成变化规律相同的电信号，因此，光起着媒介的作用。由于光电耦合器抗干扰能力强，容易完成电平匹配和转移，又不受信号源是否接地的限制。所以应用日益广泛。光电隔离的目的是割断两个电路的电气联系，使之相互独立，从而也就割断了噪声从一个电路进入另一个电路的通路。光电隔离是通过光电耦合器实现的。外壳有金属的或塑料的两种。发光二极管和光敏三极管之间用透明绝缘体填充，并使发光管与光敏管对准，以提高其灵敏度，光电耦合器的电路符号如图3-10所示。 图3-10光电耦合器原理图 光电耦合器的输出端口与输入端口之间是相互不干扰的，两者之间相互不影响对方的所传输的信号，通常使用光电耦合器是为实现以下两个主要功能： 电平转换：TTL电路与电源电路之间不需另加匹配电路就可以传输信号，从而实现了电平转换。 隔离：输出端口与输入端口之间是相互不干扰的，两者之间相互不影响对方的所传输的信号。 光电耦合器中光敏三极管的基极有引出和不引出两种形式。基极引出通常是经一个电阻接地。通过连接接地电阻就可以实现对光电耦合器的灵敏度以及控制速度进行有效控制，总的来说，电阻越小，响应速度越高。我们这里采用的是一种无引出的光电耦合器。图20显示了单个受控设备的连接情况： 图3-11受控设备与单片机光电隔离 3.4  电源电路 由于本设计不需要高功率电源，所以采用三端稳压器足以满足要求。设计整体框架如下图3-12所示。由于在本电路中须要两个不同电压供电，所以采用了两个固定三端稳压器，7805和7809。在设计中分出了2个支路，一个输出的电压为9V，另外一个输出的电压为5V。5V的电压源提供电能给音乐播放器，在市电供电的情况下，如何设计一个把220V交流电改变成5V的直流稳压电源是至关重要的一步，它将关系到控制系统的稳定性与安全性。接下来，将具体介绍设计一个具有5V直流稳压电源的电路方法，根据之前给出的设计指标要求，该稳压电源电路需要由降压变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路等一序列电路组合而成，最后输出的电压才能满足要求所需。 。 图3-12 电源电路框图 第4章 软件设计 4.1  模块化程序简介     模块化程序设计将是将所要编写的程序进行模块化，与传统的逐一编写程序不同，模块化程序的编写是通过主程序来调用子程序，如此编写程序的方式，易于修改，易于多人编写，这样就增加了程序的编写效率。以程序索要实现的各个功能为模块来实现程序的可行设计，这种编程方式被称之为程序模块化编写方式。模块化的目的是为了降低程序复杂度，使程序设计、调试和维护等操作简单化，而在模块化C程序设计的过程中包含*.c和*.h两种重要的文件。 （1）C语言源文件*.c     提到C语言源文件，大家都不会陌生。因为我们平常写的程序代码几乎都在这个XX.C文件里面。编译器也是以此文件来进行编译并生成相应的目标文件。目标文件是将我们要执行的所有程序源代码都存储于其中的一个重要文件，我们可以将理想过程中的模块化程序看成是一个黑盒子，我们只需关心外表，而无需关心其内部组成结构以及所包含的元素，换而言之就是仅需关心模块化程序自身具备的功能，而不管模块化程序的实现方式以及设计的过程。 （2）C语言头文件*.h 将文件名设置为LCD.C文件，LCD文件向程序驱动中心提供主程序与子程序之间的驱动源程序代码Lcd.C PutChar(char cNewValue) ，所设定的文件中部应该包括实质性的可以被利用的程序，该文件的主要作用就是起到介绍的作用。介绍每个主程序与子程序之间的衔接口，以及调用模块源代码的主要位置，主程序首先是初始化红外接收端口，然后检测是否接收到红外信号，如果接收到红外信号，如果接收到红外信号就进入中断，因为外部程序以及调用程序，增加了我们调用其它程序代码的功能，为了增加程序设计的效率，头文件的设计是必不可少的。 上述例子当中的头文件包含编写方法为：   #ifndef _（对应的*.C英文名称大写）_H_     #define _（对应的*.C英文名称大写）_H_     extern void LcdPutChar(char cNewValue);        #endif 4.2  遥控发射主程序设计     遥控发射主程序首先是初始化键盘和红外发射端，然后判断按键是否按下，如果有键盘按下就让其对应的按键编码通过红外发射管发射出去；子程序是让单片机等待按键按下发送编码信号，如果检测到信号就让其按循序发射引导码、发射引导码、用户码数据码以及数据的反码，如图5-1所示。 图5-1 遥控发射主程序流程图 图 5-2为红外发送子程序的流程图。它每被调用一次便将累加器中的八位二进制数据发送出去。程序从高位开始依次发送累加器中的二进制数据。为‘0’则先发送1.68ms的低电平，为‘1’则先发送0.56ms的低电平。然后打开中断，利用八位自动重装初值定时器使T0口为产生周期26ms的脉冲，脉冲持续时间为0.56ms。脉冲发送完毕，关中断。直至八位数据发送完，本次发射子程序退出。 图5-2 遥控发射子程序流程图 4.3  红外接收主程序设计     红外接收主程序的设计过程中，首先是初始化红外接收端口，然后检测是否接收到红外信号，如果接收到红外信号，如果接收到红外信号就进入中断，延时0.14ms，如果计数N小于等于8，脉宽等于1.125ms就接收“0”；如果计数N大于8，脉冲等于2.25ms就接收“1”；如果计数N大于30，脉冲大于4.2ms则计数过长自动离开，红外接收主程序如下图5-3所示。 图5-3 红外接收主程序流程图     红外遥控接收部分读码子程序利用码‘1’和‘0’的电平特性对接收头输出的信号进行解码。以八位二进制码为一个循环。在高电平到达后0.8ms对P3.1口电平采样，取反后即为二进制原码，将其逐位保存到累加器中。电平采样后软件延时等待下一个高电平的出现。等八位数据全部读取完毕退出子程序。 图5-4 红外接收子程序流程图 第5章 软件调试 在protues软件下实现对遥控开关电风扇的仿真模拟。具体要求如下： 1.能遥控电风扇的开、关； 2.能控制和显示电风扇风速的档次； 3.能设定电风扇开启时间，如60min、30min和10min，时间达到立即切断电风扇电源。 5.1  仿真环境     Protues软件操作环境如下图6-1所示，在里面新建File，通过调用子模块来完成对电风扇仿真模型的搭建。 6-1  仿真环境 搭建的仿真模型整体框图如下6-2所示， 6-2  仿真整体模型搭建 5.2  仿真实现   键盘的在protues软件下设计如下图6-3所示，通过按下键盘来实现换档调速以及暂停开启的功能，此次设计分为了1档、2档、3档以及0档，其中3档的风速最大，而0档时风扇不转动。 6-3  键盘模型搭建     运行protues仿真模型，最初，系统的档位显示为0档，定时时间显示为FF，如下图6-4以及6-5所示。   6-4  启动仿真软件档位显示 6-5  启动仿真软件定时时间显示     按下档位设置键盘，可以将风扇的档位设置为“1”“2”“3”档，档位越大，风速越大，如图6-6所示。         6-6  设置电风扇档位“1”“2”“3”档     按下定时时间设置按钮，就可以设置电风扇运行的时间，如下图6-7所示，将风扇的运行时间设置为“60”“30”“19”分钟，运行时间达到后，电风扇立刻停止运行，电源被切断。     6-7  定时时间设置“60”“30”“19”分     通过以上仿真结果可以看出，本次设计满足要求，能够通过遥控开关，设置电风扇的档位，控制电风扇开与关动作，同时可以设置电风扇的运行时间。 结  论 整个设计所涉及到的内容过多，过程非常繁琐，但是它给我的收获却是丰富的。通过调查研究，收集有关资料和大家的沟通和交流，加上老师同学的帮助，了解到此系统的适用条件，此设备的选用标准，以及各种器件芯片的适用性等等，在完成这次设计的步伐上铺上了扎实的台阶。 本篇设计详细介绍了基于单片机的红外遥控开关的工作原理、基本结构；分析了红外遥控技术的原理，清晰的总结出红外发射电路和接收电路的工作原理和技术要求。并针对其特点，采用脉冲个数编码方法，通过设定码宽和遥控码数据帧间隔，成功解决了数据帧接收时的可靠问题，实现了对电风扇的可靠控制。笔者在导师的精心指导和项目组成员的密切配合下，经过数月分析、设计及调试，终于完成了本课题的任务。设计初期既查阅了大量相关资料，也借鉴了以往同类控制器的开发经验。仿真电路经过多次 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 的更改，对一些关键技术进行了分析，充分考虑了软件驱动性能及系统稳定性、扰动对仿真电路的影响，在设计方案和器件选择上打破传统的思路，采用了尽量将硬件软件化的设计思路， 完成了基于单片机的红外遥控开关的研发工作。 致  谢 经过几个月的努力，我们在卢老师的耐心帮助和自己的努力下终于完成了此次设计，并按设计要求实现了遥控器的各项功能。通过这次设计使我们从中学到到了很多课本上学不到的知识，了解了红外遥控器的现状和发展趋势，并学会了用单片机开发产品的完整的过程，明白了设计的概念。同时感谢班级所有的同学，正是因为有你们的陪伴，使得四年的本科学习生活丰富多彩，那些回忆还深深记忆在我的脑海：篮球场拼搏洒汗，考试周挑灯夜读，食堂里欢声笑语。在此祝愿所有支持和帮助我的人生活如意、身体健康、家庭幸福，祝愿各位即将毕业的同学事业有成、前途似锦、家庭幸福。     在这次设计中，卢老师不厌其烦的给我讲解问题和修正错误，在此表示衷心的感谢！值此毕业之际，谨以此文献给我的本科学习生涯，献给帮助、支持以及关心过我的人，献给那些提及和没提及到的人，谢谢你们！ 参考文献 [1] 李建华.实用遥控器原理与制作.北京: 人民邮电出版社,1996． [2] 苏长赞.红外线与超声波遥控.北京: 人民邮电出版社,1995． [3] 舒经文.最新彩电机芯及其遥控系统的原理与维修.北京:电子工业出版社,1993． [4] 王明亮等.广播.电视调频发送技术,上、下册.北京:中国广播电视出版社,1993． [5] 梁延贵.遥控电路可控硅触发电路语音电路分册 北京: 科学技术文献出版社,2002． [6] 李华.MCS-51系列单片机实用接口技术.北京: 航天航空大学出版社,1999. [7] 邱关源.电路.高等教育出版社.1989.第三版. [8] 焦李成.电流模式信号处理的进展与展望.电子学报.1992.20(7)：87－92． [9] 张肃文,陆兆文. 高频电子电路.高等教育出版社.1993.第三版. [10] 康光华,陈大钦. 电子技术基础（模拟部分）.高等教育出版社.1999.6.第四版. [11] 陈汝全.  电子技术常用器件手册.北京:机械工业出版社,1994． [12] 鲁兵,杨楚民. 基于单片机系统的显示接口.机械与电子出版社,1992． [13] TOM PETERS and LORY BELL.The Future Of Potable Devices Is The‘PITs’[J] COMPUTERS IN LIBRARIES  MARCH 2006. 42(3)22-25． [14] J.M.Kahn, J.R.Barry,”Wireless Infrared Communications” Proc.IEEE, vol.85,p.265 1997. [15] S.Jivkova, M.Kavehrad, ”Receiver Designs and Channel Characterisation for Multi−Spot High−Bit−Rate Wireless Infrared Communications” IEEE Trans. On Communication, vol.49,p.2145 2001. [16] 余永权.模糊控制技术与模糊家用电器[M].北京:北京航空航天大学出版社.2000.12． [17] 黄布毅.崔光照.模糊控制技术在家用电器中的应用[M].北京:中国轻工业出版社.1998.1． [18] 沈耀忠.任志纯.半导体开关元件原理及应用[M].北京:电子工业出版社.1996.6． 附录 （程序清单） 伪定义:             KEYX0  EQU  P1.0             KEYX1  EQU  P1.1             KEYX2  EQU  P1.2             KEYX3  EQU  P1.3             KEYY    EQU  P0 主程序和中断程序入口:             ORG        0000H                         LJMP    START             ORG        0003H                         LJMP    INTEX0             ORG        000BH                         RETI             ORG        0013H                         RETI             ORG        001BH                         RETI             ORG        0023H                         RETI             ORG        002BH                         RETI 初始化程序: CLEARMEMIO:  CLR        A             DEC        A             MOV        P0,A             MOV        P1,A             MOV        P2,A             MOV        P3,A CLEARMEM:    MOV        IE,#00H             SETB        EX0             SETB        EA             RET ; 主程序: START:      LCALL      CLEARMEMIO             LCALL      LOOP ; MAIN:        JB          P3.0,MAIN             LCALL      DLX             CLR        P2.7             LCALL      DELAY             SETB        P2.7             LJMP        MAIN             NOP             NOP             LJMP        STAR   INTEX0:    CLR        EX0             JNB        P3.1,READ1 READOUTT0:  SETB        EX0             RET1 ; READ1:      CLR          A             MOV          DPH,A             MOV          DPL,A HARD1:      JB          P3.1,HARD11             INC          DPTR             NOP             NOP             AJMP        HARD1 HARD11:      MOV        A,DPH             JZ          READOUTT0             CLA        A READ11:      INC        A READ12:      JNB        P3.1,READ12             MOV        R1,#06H READ13:      JNB        P3.1,READ13             DEC        A             DEC        A             JZ          FUN0             DEC        A             JZ          FUN1             DEC        A   JZ          FUN2             DEC        A             JZ          FUN3             DEC        A             JZ          FUN4             DEC        A             JZ          FUN5             DEC        A             JZ          FUN6             DEC        A             JZ          FUN7             NOP             NOP             LJMP        READOUTT0 ; FUN0:        CPL        P0.0             LJMP        READOUTTP FUN1:        CPL        P0.1             LJMP        READOUTTP FUN2:        CPL        P0.2             LJMP        READOUTTP FUN3:        CPL        P0.3             LJMP        READOUTTP FUN4:        CPL        P0.4             LJMP        READOUTTP FUN5:        CPL        P0.5             LJMP        READOUTTP FUN6:        CPL        P0.6             LJMP        READOUTTP FUN7:        CPL        P0.7             LJMP        READOUTTP RET; 延时程序: DELAY:        MOV        R0,#OFFH DELAY1:      DJNZ        R0,DELAY1 RET; 延时10ms DL10MS:      MOV        R1,#14H DL10MS1:      LCALL      DELAY               DJNZ        R1,DL10MS1 RET; 调光延时时间控制 DLX:          MOV          R2,B DLX1:        LCALL        DELAY               DJNZZ        R2,DLX1 RET; 调光控制程序 LOOP:        MOV          A,P1               SUBB          A,#0FFH               JZ            LOOP7 MOV          A,P1               SUBB          A,#0FEH               JZ            LOOP6               MOV          A,P1               SUBB          A,#0FDH               JZ            LOOP5               MOV          A,P1               SUBB          A,#0FCH               JZ            LOOP4                    MOV          A,P1               SUBB          A,#0FBH               JZ            LOOP3               MOV          A,P1               SUBB          A,#0FAH               JZ            LOOP2               MOV          A,P1               SUBB          A,#0F9H               JZ            LOOP1               MOV          A,P1               SUBB          A,#0F8H               JZ            LOOP0 RET; LOOP7:        MOV          B,#01H               RET LOOP6:        MOV          B,#02H               RET LOOP5:        MOV          B,#04H               RET LOOP4:        MOV          B,#06H               RET LOOP3:        MOV          B,#08H               RET LOOP2:        MOV          B,#0AH               RET LOOP1:        MOV          B,#0CH               RET LOOP0:        MOV          B,#0DH               RET ; END