基于红外传感器的遥控风扇的设计.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流基于红外传感器的遥控风扇的设计.精品文档. 课 题 设 计 论 文课题名称: 传感器应用技术 班级： P12电气四班 姓名： 王浩 王开放 学号：201203120196 201203120232指导教师： 李红艳 2014年 6 月 24 日目录 目录1概述2关键词2一、遥控器31.1 工作原理及组成部分3 1.2 红外发射31.3 红外发射的编码方式41.4 硬件设计5 1.5 软件设计5二、电风扇控制板 62.1 工作原理及组成部分 62.2 设计方案 72.3 硬件设计 82.4 软件设计 9三、心得体会 13基于红外传感器的遥控风扇的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。关键词：遥控。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。1.1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1.2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。1.3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1.4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1.5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2.1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2.2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。2.3硬件设计：参见（图11）（图 11）电风扇控制板电路原理图2.4软件设计:(1) 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)键值处理流程三、心得体会传感器是新技术和信息社会的重要技术基础，是现代科技的开路先锋。在这一学期中，我们学到了很多种传感器，霍尔式传感器、压电式传感器、光电式传感器、热电式传感器和超声波传感器等等，而这些传感器有的不仅可以测出位移，还可以测量加速度等。一种传感器有多种用途，这就决定了我们要活学活用。初次见到这些名字的传感器的时候，实在很难想象它们是怎么测出我们所需要的量的，同时还能测出其他的量。再加上积极地思考平时出现在生活中的传感器的应用，同时努力尝试着去做一些简易的传感器仪器，才能真正地不愧于一学期的学习。我觉得传感器是一门绝对离不开PPT的课程，如果光是老师在讲台上拿着书本一阵狂念，还不如我们自己去琢磨。