红外遥控电风扇控制系统设计(共36页).doc
精选优质文档-倾情为你奉上红外遥控电风扇控制系统设计概述 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、2.7V6V的操作范围、全静态操作：0Hz24MHz、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。 （图 1 ）遥控器原理框图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 01HK2彩灯：键值为 02HK3：自然风、睡眠风、正常风键；值为03HK4定时；键值为04HK5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4563ms之间。(4)其相关的波形图如下:（图 2）遥控编码4.硬件设计硬件设计见电路原理图（3）所示。(图3)遥控器电路原理图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：（图 4）遥控器软件流程图二、 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 （图 5 ）电风扇控制板框图2.设计方案(1)控制部分（图 6）电机引线图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 (图7)定时时循环图(2)风类自然风的处理流程 : ( 图 8) 自然风的循环图睡眠风的处理流程 : ( 图 9) 自然风的循环图正常风的处理流程 : (图10)正常风循环(3)工作方式：分为手动和遥控两种方式。4.硬件设计：参见（图11）（图 11）电风扇控制板电路原理图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：(图12)编码(图13)数据帧图形 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 : (图14)控制板主程序流程 (图15)键值处理流程 =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 AMAIN0: MOV R0,A DJNZ R0,MAIN0 清缓冲的地址单元值 MOV SP,#60H MOV P1,#B 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 CPINT01: 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,PINT03PINT04: 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,#2IT01: CPL FMOUT CPL F0GRET: 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CYPP1: RRC A 右环移带进位 JC ONE 若C等1ZER0: 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,#38L2: PUSH R31L3: DJNZ R31,L3 POP R31 DJNZ R31,L2 RET;= DY562us: MOV R31,#20L22: PUSH R31L33: DJNZ R31,L33 POP R31 DJNZ R31,L22 RET =;延时9000us子程序:DY9000us: MOV R31,#91L2A: PUSH R31L3A: DJNZ R31,L3A POP R31 DJNZ R31,L2A RET =;延时4500us子程序 DY4500us: MOV R31,#67L2B: PUSH R31L3B: DJNZ R31,L3B POP R31 DJNZ R31,L2B RET =DY10S: MOV R6,#10L2C: MOV R4,#2L3C: MOV R5,#248 DJNZ R5,$ DJNZ R4,L3C DJNZ R6,L2C RETEND INC文件内容 -; AT89C2051 内存RAM分配 Fiel = 2051ram.INC;-$SAVE$NOLISTR31 DATA 1FHKEYON 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$RESTORE;=电风扇红外接收(控制板)程序= 用89C51单片机来作主芯片控制，采用红外1838接收头,可控硅采用MC97A6;风扇具有红外遥控功能;K1：低档，相应的指示灯亮 ,中档，相应的指示灯亮 , 高档，相应的指示灯亮 K2：彩灯，相应的指示灯亮;K3：自然风控制 睡眠风的控制 正常风的控制 K4：定时30分钟，1小时，2小时，4小时;K5:开关机功能;自然风的处理流程：停->开低档->延时6秒->开中档->延时6秒->开高档->循环;睡眠风的处理流程：停6S->开低档10S->停延时10S->开中档10S->停延时10S->开高档10S->循环;正常风的处理流程：开低档10S-> 开中档10S-> 开高档10S-> 循环;=$INCLUDE(REG51.INC)$INCLUDE(89C51RAM.INC) ORG 0000H JMP START ORG 0003H JMP JISH_INT0 红外遥控中断设置 ORG 000BH JMP LP0 定时中断 ORG 0013H JMP KEY_INT1 按键中断 ORG 0100HSTART: MOV R0,#7FH 预使用单元清0 CLR AMAIN0: MOV R0,A DJNZ R0,MAIN0 MOV SP,#60H MOV TMOD,#01H MOV TH0,#3CH 定时50MS MOV TL0,#0B0H SETB LLOW 关低风 SETB MDI 关中风 SETB HIGHT 关高风 SETB LLAP 关彩灯 MOV P0,#0FFH 关所有的指示灯 SETB EX0 SETB EX1 SETB EA CPU开中 MAIN: JB LKEYON,KEYHANDLE 检按键标志位 JB REC,KEYHANDLE 检接收中断标志位 JMP MAIN 转主程序 = 键值的处理的程序;键盘处理程序;K1键:完成弱、中、强控制,相应的指示灯点亮;K2键:完成彩灯控制,相应的指示灯点亮;K3键:完成自然风、睡眠风、正常风的控制,相应的指示灯点亮;K4键:完成定时的控制,同时0.5H,1H,2H,4H,相应的指示灯点亮;K5键:开/关机;=KEYHANDLE: CLR LKEYON CLR LREC MOV A,MRD CJNE A,#01H,KEY2 当键值=01H时, -;低、中、高、的控制;-KEY1: JB DANG01,DIFENG JB DANG02,ZHONGFENG DANG02 中档标志位 JB DANG03,QIANGFENG DANG03 强档标志位 JMP MAIN;-;低档控制 DIFENG: JNB DANG01,FAN0 SETB LLOW 完成了低档的程序,关低 SETB MDI 关中 SETB HIGHT 关高 CALL DY20MS 保证三个SCR全部为关断状态 CLR LLOW 开低风 CLR LED_L 开低档指示灯 CLR DANG01FAN0: JMP MAIN;-;中档控制ZHONGFENG: JNB DANG02,FAN0 SETB LLOW 关低 SETB MDI 关中 SETB HIGHT 关高 CALL DY20MS 保证三个SCR全部为关断状态 CLR MDI CLR LED_M CLR DANG02 AJMP MAIN 跳转到;-;高档控制QIANGFENG: JNB DANG03,FAN0 SETB LLOW 关低 SETB MDI 关中 SETB HIGHT 关高 CALL DY20MS 保证三个SCR全部为关断状态 CLR HIGHT CLR LED_H CLR DANG03 AJMP MAIN 跳转到;-;彩灯控制;- KEY2: CJNE A,#02H,KEY3 K4的处理程序彩灯的处理程序 JB PLAP,LED1 CLR LLAP 第一次按时将彩灯打开， CLR LED_LAP SETB PLAP JMP MAIN 返回LED1: SETB LLAP 第二次按时将彩灯关断 SETB LED_LAP CLR PLAP JMP MAIN 跳转到;-;风类处理过程;- KEY3: CJNE A,#03H,KEY4_A K3的处理程序处理风类 JB SMF,SKEEP JB ZCF,SPRING_A JB ZRF,WATERM JMP MAIN KEY4_A:JMP KEY4 SPRING_A: JMP SPRING;-;自然风控制 WATERM: JNB ZRF,FAN1 CLR ZRF SETB LLOW 处理自然风,关低'中'高 SETB MDI SETB HIGHT JB LREC,ZHUAN0 查询 JB LKEYON,ZHUAN0 查询 CALL DY6S CLR LLOW JB LREC,ZHUAN0 查询 JB LKEYON,ZHUAN0 查询 CALL DY6S SETB LLOW 关低'中'高 SETB MDI SETB HIGHT JB LREC,ZHUAN0 查询 JB LKEYON,ZHUAN0 查询 CALL DY20MS CLR MDI JB LREC,ZHUAN0 查询 JB LKEYON,ZHUAN0 查询 CALL DY6S SETB LLOW 关低'中'高 SETB MDI SETB HIGHT JB LREC,ZHUAN0 查询 JB LKEYON,ZHUAN0 查询 CALL DY20MS CLR HIGHT CALL DY6S AJMP WATERMZHUAN0: SETB SMFFAN1: JMP MAIN -;睡眠风控制SKEEP: JNB SMF,FAN2 CLR SMFSLEEP1: SETB LLOW 处理睡眠风,关低'中'高 SETB MDI SETB HIGHT JB LREC,ZHUAN1 查询 JB LKEYON,ZHUAN1 查询 CALL DY6S CLR LLOW 开低档 JB LREC,ZHUAN1 查询 JB LKEYON,ZHUAN1 查询 CALL DY10S SETB LLOW 关低'中'高 SETB MDI SETB HIGHT JB LREC,ZHUAN1 查询 JB LKEYON,ZHUAN1 查询 CALL DY10S CLR MDI 开中档 JB LREC,ZHUAN1 查询 JB LKEYON,ZHUAN1 查询 CALL DY10S SETB LLOW 关低'中'高 SETB MDI SETB HIGHT JB LREC,ZHUAN1 查询 JB LKEYON,ZHUAN1 查询 CALL DY10S SETB LLOW 关低'中'高 SETB MDI SETB HIGHT JB LREC,ZHUAN1 查询 JB LKEYON,ZHUAN1 查询 CALL DY10S CLR HIGHT 开高档 JB LREC,ZHUAN1 查询 JB LKEYON,ZHUAN1 查询 CALL DY10S SETB LLOW 关低'中'高 SETB MDI SETB HIGHT JB LREC,ZHUAN1 查询 JB LKEYON,ZHUAN1 查询 CALL DY10S AJMP SKEEPZHUAN1: CLR SMF SETB ZCFFAN2: JMP MAIN -;正常风控制 SPRING: JNB ZCF,FAN3 CLR ZCFSPRING1: SETB LLOW 处理正常风,关低'中'高 SETB MDI SETB HIGHT CALL DY20MS CLR LLOW 开低档 JB LREC,ZHUAN2 查询 JB LKEYON,ZHUAN2 查询 CALL DY10S SETB LLOW 关低'中'高 SETB MDI SETB HIGHT LCALL DY20MS JB LREC,ZHUAN2 查询 JB LKEYON,ZHUAN2 查询 CLR MDI 开中档 CALL DY10S SETB LLOW 关低'中'高 SETB MDI SETB HIGHT LCALL DY20MS JB LREC,ZHUAN2 查询 JB LKEYON,ZHUAN2 查询 CLR HIGHT 开高档 CALL DY10S AJMP SPRINGZHUAN2: CLR ZCFFAN3: JMP MAIN -;定时控制;- KEY4: CJNE A,#04H,KEY5 K4的定时的处理程序 JB SJ01,DY1H JB SJ02,DY2H JB SJ03,DY4H JNB SJ00,FAN4 CLR SJ00 SETB TR0 0 5H处理 JMP MAIN DY1H: JNB SJ01,FAN4 CLR SJ01 SETB TR0 JMP MAIN DY2H: JNB SJ02,FAN4 CLR SJ02 SETB TR0 JMP MAIN DY4H: JNB SJ03,FAN4 CLR SJ02 SETB TR0FAN4: JMP MAIN;-;开关机;- KEY5: CJNE A,#05H,POTHER 开关机处理程序 JB KAI,GUAN CLR MDI CLR LED_M SETB KAI JMP MAIN 返 GUAN: SETB LLOW 关低'中'高 SETB MDI SETB HIGHT CLR KAI JMP MAINPOTHER: JMP MAIN 其他键的不处理直接返回 =;T0定时中断处理;= LP0: PUSH ACC 中断处理 PUSH PSW MOV TH0,#3CH 定时50MS MOV TL0,#0B0H DJNZ CUZHI,GRET 1S到后向下执行 MOV CUZHI,#20 给50MS的寄存器给初值 INC SEN MOV A,SEN CJNE A,#60,GRET 1分钟到后向下执行 INC MIN MOV A,MIN JB SJ01,LOOP_1H 定时1小时的处理 JB SJ02,LOOP_2H 定时2小时的处理 JB SJ03,LOOP_4H 定时4小时的处理 CJNE A,#30,GRET 半小时到后向下执行 MOV P1,#0FFH 关断所有档位 MOV P0,#0FFH SETB SJ01 将1H的标志位进行置 1 JMP GRETLOOP_1H: CJNE A,#60,GRET 1小时到后向下执行 MOV P1,#0FFH MOV P0,#0FFH CLR SJ01 将1H的标志位进行置 0 SETB SJ02 将2H的标志位进行置 1 JMP GRETLOOP_2H: CJNE A,#60,GRET 1小时到后向下执行 INC HOUR MOV A,HOUR CJNE A,#2,GRET MOV P1,#0FFH 关断 MOV P0,#0FFH CLR SJ02 关断2H的标志位 SETB SJ03 将4H的标志位进行置位 JMP GRET 中断返回LOOP_4H: CJNE A,#60,GRET 1小时到后向下执行 INC HOUR MOV A,HOUR CJNE A,#4,GRET 4小时到后向下执行 MOV P1,#0FFH 关断 MOV P0,#0FFH CLR SJ03 将4H的标志位进行清零 JMP GRET 中断返回GRET: CLR TR0 POP PSW POP ACC RETI;= INT0中断处理程序：对接收数据进行接收 =JISH_INT0: PUSH ACC PUSH PSW CLR EX0 关断中断 MOV R6,#10 避开9MS时间的引导码SB: CALL DY882US JB P3.2,EXIT ,EX检测为1时退出 DJNZ R6,SB 检测为0时，引导码过 JNB P3.2,$; 检测为0时，等待 ACALL DY4700US 避开4。5MS时间的引导码 MOV R7,#16 避开系统码JJJJA: JNB P3.2,$ LCALL DY882US MOV C,P3.2 将P3.2送C中 JNC UUUA 若C=0则转 LCALL DY1000USUUUA: DJNZ R7,JJJJA MOV R1,#MRD MOV R2,#2PP: MOV R3,#8 右移的次数JJJJ: JNB P3.2,$ =0则等 LCALL DY882US MOV C,P3.2 送C中 JNC UUU LCALL DY1000USUUU: MOV A,R1 送存贮的首址 RRC A MOV R1,A 送存贮单元中 DJNZ R3,JJJJ 完成一个字节，没完则 INC R1 DJNZ R2,PP MOV A,MRD CPL A CJNE A,31H,EXIT 进行数据码和数据的反码进行比较EXIT: POP PSW POP ACC SETB LREC 置REC的标志位 SETB EX0 打开INT0的中断 RETI =;INT1的中断处理
