基于紅外傳感器的遙控風(fēng)扇的設(shè)計(jì)

1、 課 題 設(shè) 計(jì) 論 文課題名稱: 傳感器應(yīng)用技術(shù) 班級： P12電氣四班 姓名： 王浩 王開放 學(xué)號：201203120196 201203120232指導(dǎo)教師： 李紅艷 2014年 6 月 24 日目錄 目錄1概述2關(guān)鍵詞2一、遙控器31.1 工作原理及組成部分3 1.2 紅外發(fā)射31.3 紅外發(fā)射的編碼方式41.4 硬件設(shè)計(jì)5 1.5 軟件設(shè)計(jì)5二、電風(fēng)扇控制板 62.1 工作原理及組成部分 62.2 設(shè)計(jì)方案 72.3 硬件設(shè)計(jì) 82.4 軟件設(shè)計(jì) 9三、心得體會 13基于紅外傳感器的遙控風(fēng)扇的設(shè)計(jì)概述遙控電風(fēng)扇是 90年代初期在廣東珠江三角洲地區(qū)作做大量的研發(fā)和生產(chǎn)，并有專門的掩模芯

2、片作為主控芯片使用，現(xiàn)本人用單片機(jī)作了接收和發(fā)射的配套使用的系統(tǒng)方案。紅外遙控電路現(xiàn)在已成為一種設(shè)計(jì)電路的時(shí)尚,現(xiàn)簡單地介紹了紅外線遙控發(fā)射、接收系統(tǒng)的原理，給出用 89C2051作為遙控接收系統(tǒng)解碼器的一種巧妙實(shí)現(xiàn)方法，以及完整的51匯編程序代碼。包括發(fā)射、接收的原理圖及其編程的主程序、發(fā)送程序、接收程序、定時(shí)中斷程序的流程過程，從而完成此設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，參考流程方框圖的構(gòu)思過程，可以編寫應(yīng)用軟件。遙控電風(fēng)扇控制系統(tǒng)分為兩大部分：遙控器和電風(fēng)扇控制板，下面分別加以描述。關(guān)鍵詞：遙控。一、遙控器  為了能遠(yuǎn)離距的控制電風(fēng)扇，采用了紅外遙控器。通常紅外遙控器由發(fā)射和接收兩部分組成，發(fā)射部分

3、由單片機(jī) 80C2051等構(gòu)成。接收部分裝在電風(fēng)扇的控制器內(nèi)，由89C51等構(gòu)成。1.1工作原理及組成部分(1) CPU 采用AT89C2051單片機(jī)，AT89C2051的功能:   和 MCS-8051產(chǎn)品兼容、2KB可重編程閃速存儲器、耐久性:1000寫/擦除周期、2.7V6V的操作范圍、全靜態(tài)操作：0Hz24MHz、兩級加密程序存儲器、128×8位內(nèi)部RAM、15根可編程I/O引線、6個(gè)中斷源、可編程串行UART通道、直接LED驅(qū)動(dòng)輸出、片內(nèi)模擬比較器、低耗空載和掉電方式。（2） 電源采用4節(jié)7號電池來提供電源，并用一個(gè)二極管（IN4148）進(jìn)行降壓。（3）

4、 調(diào)制部分：采用CD40106進(jìn)行緩沖放大并整形.發(fā)送的數(shù)字信號與38K的載波進(jìn)行相與，將其調(diào)制在一起,整形并緩沖放大,經(jīng)過8050進(jìn)行放大驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管,使其發(fā)射紅外光。(4) 紅外發(fā)射方原理見圖（1）所示。（圖 1 ）遙控器原理框圖1.2紅外發(fā)射（1）發(fā)射部分包括鍵盤矩陣、編碼調(diào)制、紅外發(fā)送器。使用89C2051芯片 將按鍵信號調(diào)制在 38KHz 的載波信號上通過三極管放大后發(fā)射出去。紅外編碼為： 全碼 =引導(dǎo)碼+系統(tǒng)碼+系統(tǒng)反碼+數(shù)據(jù)碼+數(shù)據(jù)反碼。89C2051 的 P1口構(gòu)成矩陣式鍵盤，用T1產(chǎn)生定時(shí)中斷，驅(qū)動(dòng)P3.3產(chǎn)生一個(gè)38K的方波，作為紅外線的調(diào)制基波。將發(fā)送的數(shù)據(jù)和P3.0進(jìn)

5、行邏輯與后，經(jīng)過40106整形，用三極管驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管發(fā)射。(2)按鍵功能K1：低檔、中檔、高檔；鍵值為 01HK2彩燈：鍵值為 02HK3：自然風(fēng)、睡眠風(fēng)、正常風(fēng)鍵；值為03HK4定時(shí)；鍵值為04HK5開/關(guān)機(jī)；鍵值為05H(3)當(dāng)無鍵按下時(shí)，延時(shí)10秒后進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，系統(tǒng)處于低功耗模式。當(dāng)有按鍵按下時(shí)，INT0中斷產(chǎn)生中斷，同時(shí)喚醒CPU進(jìn)行工作狀態(tài)。1.3紅外發(fā)射的編碼方式   遙控發(fā)射器專用芯片很多，根據(jù)編碼格式可以分成兩大類，這里我們以運(yùn)用比較廣泛，解碼比較容易的一類來加以說明，現(xiàn)以日本 NEC的uPD6121G組成發(fā)射電路為例說明編碼原理。當(dāng)發(fā)射器按鍵按下后，即

6、有遙控碼發(fā)出，所按的鍵不同遙控編碼也不同。這種遙控碼具有以下特征：(1)采用脈寬調(diào)制的串行碼，以脈寬為0.565ms、間隔0.56ms、周期為1.125ms的組合表示二進(jìn)制的“0”；以脈寬為0.565ms、間隔1.685ms、周期為2.25ms的組合表示二進(jìn)制的“1”?！?”和“1”組成的32位二進(jìn)制碼經(jīng)38kHz的載頻進(jìn)行二次調(diào)制以提高發(fā)射效率，達(dá)到降低電源功耗的目的。然后再通過紅外發(fā)射二極管發(fā)射。(2)遙控編碼是連續(xù)的32位二進(jìn)制碼組，其中前16位為用戶識別碼，能區(qū)別不同的電器設(shè)備，防止不同機(jī)種遙控碼互相干擾。該芯片的用戶識別碼固定為十六進(jìn)制0FFH；后16位為8位操作碼（功能碼）及其反碼

7、。(3)遙控器在按鍵按下后，周期性地發(fā)出同一種32位二進(jìn)制碼，周期約為108ms。一組碼本身的持續(xù)時(shí)間隨它包含的二進(jìn)制“0”和“1”的個(gè)數(shù)不同而不同，大約在4563ms之間。(4)其相關(guān)的波形圖如下:（圖 2）遙控編碼1.4硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)見電路原理圖（3）所示。(圖3)遙控器電路原理圖1.5軟件設(shè)計(jì)(1)采用中斷的處理程序完成整個(gè)系統(tǒng)的操作，INT0中斷處理完成鍵盤掃描以及發(fā)送。(2)程序流程圖：（圖 4）遙控器軟件流程圖二、 電風(fēng)扇控制板2.1工作原理及組成部分: 紅外接收部分包括光電轉(zhuǎn)換放大器、解調(diào)、解碼電路。(1) CPU板將單片機(jī)、控制、鍵盤組合在一起完成了人機(jī)對話。 用 AT89C

8、51單片機(jī)來作主芯片控制，采用紅外T1838接收頭，用雙向可控硅MC97A6控制電機(jī)檔位，具有紅外遙控功能。(2) 電源部分：交流220V經(jīng)變壓器降壓為2×8V，全波整流后再由三端穩(wěn)壓器LM7805穩(wěn)壓，供給控制板。(3) 電風(fēng)扇控制板框圖 （圖 5 ）電風(fēng)扇控制板框圖2.2設(shè)計(jì)方案(1) 控制部分（圖 6）電機(jī)引線圖K1：低、中、高檔，相應(yīng)的指示燈亮。參見（圖6）K2：控制彩燈，相應(yīng)的指示燈亮K3：自然風(fēng)、睡眠風(fēng)、正常風(fēng)控制 。參見（圖8）、（圖9）、（圖10）K4: 定時(shí)30分鐘，1小時(shí)，2小時(shí)，4小時(shí)。相應(yīng)的指示燈點(diǎn)亮。參見（圖7）K5：具有開機(jī)功能和關(guān)機(jī)功能

9、0;(圖7)定時(shí)時(shí)循環(huán)圖(2) 風(fēng)類自然風(fēng)的處理流程 : ( 圖 8) 自然風(fēng)的循環(huán)圖睡眠風(fēng)的處理流程 : ( 圖 9) 自然風(fēng)的循環(huán)圖正常風(fēng)的處理流程 :(圖10)正常風(fēng)循環(huán)(3)工作方式：分為手動(dòng)和遙控兩種方式。2.3硬件設(shè)計(jì)：參見（圖11）（圖 11）電風(fēng)扇控制板電路原理圖2.4軟件設(shè)計(jì):(1) 外遙控輸入在 P3.2（INT0），面板按鍵P3.3（INT1）。(2) 遙控的解碼過程：(圖12)編碼(圖13)數(shù)據(jù)幀圖形   單片機(jī)收到一個(gè)中斷后,開始計(jì)數(shù)， 然后在主程序有一個(gè)判斷子程序,首先判斷是否8MS,是否有高電平，再判斷是否>4MS的低電平，然后再判斷是否是0或1，循環(huán)32次完成,32個(gè)碼的接收和存儲。(3) 程序流程圖 :(圖14)控制板主程序流程 (圖15)鍵值處理流程三、心得體會傳感器是新技術(shù)和信息社會的重要技術(shù)基礎(chǔ)，是現(xiàn)代科技的開路先鋒。在這一學(xué)期中，我們學(xué)到了很多種傳感器，霍爾式傳感器、壓電式傳感器、光電式傳感器、熱電式傳感器和超聲波傳感器等等，而這些傳感器有的不僅可以測出位移，還可以測量加速度等。一種傳感器有多種用途，這就決定了我們要活學(xué)活用。初次見到這