窗簾紅外遙控器的設計與制作

1、i 摘摘 要要 隨著電子技術產業(yè)結構調整，生產工藝的飛速發(fā)展，人們生活水平的 不斷提高，家用電器逐漸普及，市場對于紅外遙控控制系統(tǒng)的需求也越來 越大。高精度、多功能、低功耗，是現代科技發(fā)展的趨勢。在這種趨勢下， 窗簾的數字化、智能化已經成為現代生產研究的主導設計方向。萬用遙控 器存儲有很多家電遙控器的編碼，最大缺點是靈活性差，即使是采用同一 遙控芯片的遙控器可以選取不同的識別碼（客戶碼）和命令碼（數據碼）， 從而構成幾乎無數種具體的用法。新的遙控編碼組合隨新的家電機型層出 不窮，導致采用專用集成電路（asic）或掩模型單片機（maskrom mpu)制 作的萬用遙控芯片總會對一些設備，而且是越

2、來越多的設備無法起作用。 學習型遙控器是將原家電遙控器對準學習型遙控器的接收器逐一按鍵，從 而準確地記錄該遙控器的波形，應用時再將這一波形再現、發(fā)射出去。這 樣的優(yōu)點是通用性強，缺點是遙控器內存儲器的容量極基有限，一般只能 記錄數十人鍵的波形，更換設備就更重新學習。 家電控制器不象萬用遙 控器那樣具體到芯片的每一種應用以及每個碼的功能，也不需要象學習型 遙控器那樣機械地記錄每個按鍵的波形，而是綜合了遙控編碼方式的諸多 因素形成特征字，將需要改變的部分數據編碼分離出來由 pc 機軟件去處 理，極大地節(jié)省了數據存儲量而又完全不失通用性。這樣一來就具備了二 者的優(yōu)點而克服了相應的缺點。 單片機在電子

3、產品中的應用已經越來越廣泛，在很多的電子產品中也 用到了紅外控制。隨著窗簾紅外控制器應用范圍的日益廣泛和多樣，各種 適用于不同場合的窗簾控制器應運而生。紅外線窗簾遙控控制器是最新研 制的一種高科技產品，它不但取代原有的無線遙控窗簾控制器，而且工作 可靠，4 種不同的工作方式任意選擇，數字自動測試環(huán)境亮度，整點報時， 電機工作鳴響提示，數碼時鐘等功能，滿足不同用戶的需要。 窗簾紅外遙控器的設計與制作 ii 目目 錄錄 摘 要 .i 第 1 章 緒 論 .1 1.1 窗簾紅外遙控器設計目的 .1 1.2 窗簾紅外遙控器完成的功能 .1 第 2 章 總體方案設計 .2 第 3 章 硬件設計 .4 3

4、.1 紅外接收電路 .4 3.2 單片機控制電路 .5 3.2.1 單片機簡介.5 3.2.2 時鐘電路和復位電路.6 3.3 顯示電路 .7 3.4 報警與控制電路 .8 第 4 章 軟件設計 .10 4.1 主程序設計 .10 4.2 數據處理子程序 .12 4.3 1602c 顯示子程序 .13 第 5 章 安裝調試與結果 .16 第 6 章 總 結 .17 致 謝 .18 參考文獻 .19 附錄 .20 一、電路原理圖.20 二、pcb 圖 .21 三、源程序.21 四、實物圖.27 1 第 1 章 緒 論 1.1 窗簾紅外遙控器設計目的 隨著社會信息化的加快，人們的工作、生活和通訊、

5、信息的關系日益緊密。 信息化社會在改變人們生活方式與工作習慣的同時，也對傳統(tǒng)的住宅提出了挑戰(zhàn)， 社會、技術以及經濟的進步更使人們的觀念隨之巨變。人們對家居的要求早已不 只是物理空間，更為關注的是一個安全、方便、舒適的居家環(huán)境。 隨著電子技術產業(yè)結構調整，生產工藝的飛速發(fā)展，人們生活水平的不斷提 高，家用電器逐漸普及，市場對于紅外遙控控制系統(tǒng)的需求也越來越大。高精度、 多功能、低功耗，是現代科技發(fā)展的趨勢。在這種趨勢下，窗簾的數字化、智能 化已經成為現代生產研究的主導設計方向。 單片機在電子產品中的應用已經越來越廣泛，在很多的電子產品中也用到了 紅外控制。隨著窗簾紅外控制器應用范圍的日益廣泛和多

6、樣，各種適用于不同場 合的窗簾控制器應運而生。紅外線窗簾遙控控制器是我廠最新研制的一種高科技 產品，它不但取代原有的無線遙控窗簾控制器，而且工作可靠， 4 種不同的工作 方式任意選擇，數字自動測試環(huán)境亮度，整點報時，電機工作鳴響提示，數碼時 鐘等功能，滿足不同用戶的需要。 1.2 窗簾紅外遙控器完成的功能 本文介紹一款使用微電腦管理的、紅外遙控器控制的多功能窗簾控制器。該 窗簾控制器采用 89c2051 單片機的最小系統(tǒng)設計，控制一個 220v 的可逆、變速 電動機控制窗簾的拉開和關閉。窗簾控制器可以使用紅外遙控器進行遠程手動開、 手動關和手動?？刂疲豢梢詧?zhí)行事先輸入的開啟時間和關閉時間進行時

7、間控制； 還可以根據室外環(huán)境亮度實現環(huán)境亮度光控。三種工作方式可以方便地進行選擇， 當選擇時間控制的方案時，數碼管還能顯示當時小時和分鐘時間，不過時間數據 只能順序顯示，顯示一遍后，略等片刻再顯示下一遍時間。另外、電機拉動窗簾 的工作的時間長度，電機工作的時候是否有鳴響提示，以及光控狀態(tài)下環(huán)境亮度 的控制參數的調整等等都可以通過遙控器進行設置。 窗簾紅外遙控器的設計與制作 2 第 2 章 總體方案設計 這次設計題目為單片機在電子產品中的應用已經越來越廣泛，在很多的電子 產品中也用到了紅外控制。隨著窗簾紅外控制器應用范圍的日益廣泛和多樣，各 種適用于不同場合的窗簾控制器應運而生。 實現這種控制目

8、的的方案有 3 個。 方案（一）自動控制系統(tǒng)。 （采用 a/d 轉換器） 方案（二）模擬集成控制器自動控制系統(tǒng)。 （采用 v/f 轉換電路） 這二個方案都是采用單片機控制，液晶顯示模塊 lcd 顯示。 方案（一）的系統(tǒng)框圖如圖 2.1： 圖圖2.12.1 方案一的原理框圖方案一的原理框圖 at89c2051 是一款采用 atmel 高密度非易失存儲器制造技術制造，與工 業(yè)標準的 mcs-51 指令集和輸出管腳相兼容的單片機，其主要性能特點有： （1）高性能、低功耗的 8byte 微控制器，risc 精簡指令集機構，指令功能 強大，且多數為單周期指令，具有低功耗的閑置和掉電控制模式、5 個中斷源

9、、 兩個 16 位定時器/計數器等功能。 （2）片內集成 4kb 可編程閃爍存儲器，可進行 1000 次以上寫/擦循環(huán)操作， 數據保留時間可達 10 年，支持三級程序存儲器鎖定。 （3）豐富強大的外部接口性能：32 可編程 i/o 線，可編程串行通道，片內 3 振蕩器和時鐘電路。 采用 lg28 顯示模塊 41bh 數碼管，動態(tài)掃描，8550 三極管位選驅動 ， at89c51 微處理器 p0 口直接段選實現小時、分鐘顯示，具有顯示亮度強、穩(wěn)定 性能好、顯示誤差少等優(yōu)點。 方案（二）的框圖如圖 2.2： 圖圖2.22.2 方案二的原理框圖方案二的原理框圖 該窗簾控制器采用 89c2051 單片

10、機的最小系統(tǒng)設計，控制一個 220v 的可逆、 變速電動機控制窗簾的拉開和關閉。窗簾控制器可以使用紅外遙控器進行遠程手 動開、手動關和手動?？刂?；還可以根據室外環(huán)境亮度實現環(huán)境亮度光控。以及 光控狀態(tài)下環(huán)境亮度的控制參數的調整等等都可以通過遙控器進行設置。 該紅 外遙控窗簾可謂是一款多功能的窗簾控制器窗簾控制器原理圖。 窗簾紅外遙控器的設計與制作 4 第 3 章 硬件設計 3.1 紅外接收電路 筆者設計的這款紅外遙控器，不僅能設置控制對象的給定值或控制參數，并 通過紅外線發(fā)送給對象，而且能接收并顯示對象通過紅外線反饋回的實際值，這 是它不同于普通紅外遙控器的地方。因此，實際應用中，紅外遙控器和

11、控制對象 上都裝有紅外發(fā)送電路和紅外接收電路。紅外遙控器的硬件部分主要包括五個模 塊：電源模塊、鍵盤模塊、液晶模塊、紅外發(fā)送模塊和紅外接收模塊。總體硬件 框圖如圖 1 所示。由于 msp430、紅外發(fā)送模塊和紅外接收模塊都可采用 3v 電 源，所以電源模塊采用兩節(jié) 1.5v 電池供電即可。鍵盤模塊采用 44 行列掃描式 鍵盤。液晶模塊由 msp430f413 直接驅動。因為發(fā)光二極管的發(fā)光距離與其發(fā)射 功率成正比，為了提高發(fā)光二極管的發(fā)光距離，必須提高它的發(fā)射功率，也就是 使紅外發(fā)光二極管工作于脈沖狀態(tài)?？梢杂脙煞N方法來實現：一是用硬件方法， 即設計脈沖電路來產生占空比盡量小的脈沖載波信號；另

12、一種就是用軟件來控制 msp430f413 的輸出端 p2.1，讓其輸出即為占空比較小的脈沖信號。這里利用軟 件來實現這個功能。即在需要輸出高電平的時候，讓程序定時把 p2.1 口輸出狀態(tài) 反向，其中定時時間是由指令數和指令周期來決定的，每條指令的指令執(zhí)行周期 是固定的，所以如果想讓反向頻率高一些，則讓指令執(zhí)行的少一些，反之就讓指 令多一些?？梢娸敵鲂盘栒伎毡瓤梢杂啥〞r時間的長短來決定，這樣就可以在高 電平時輸出占空比盡量小的脈沖信號。因為接收頭對 38khz 的光信號轉換能力比 較強，所以把高電平的頻率設置為 38khz。在需要輸出低電平的時候，控制 p2.1 口一直為低就可以了。紅外發(fā)光二

13、極管發(fā)射波形如圖 3 所示。先發(fā)一段前導碼， 以檢驗這組碼是否為想要的碼。前導碼由一個 9ms 的高電平和一個 4ms 的低電平 組成。然后再發(fā) 32 位數據代碼，其中高電平為 0.5ms，低電平為 0.5ms 的一個周 期為代碼“0”；高電平為 0.5ms，低電平為 1.5ms 的一個周期為代碼“1”。為了提高 發(fā)射功率，實際工作時，發(fā)光二極管的高電平用 38khz 的載波信號載波，低電平 則一直為低。紅外發(fā)送程序流程圖如圖 4 所示。即先發(fā)出前導碼，然后再按發(fā)出 的是0或1來發(fā)出不同的數據碼，每發(fā)送完一位，就讓碼長計數器 num 加 1，直 到 num 加到 32 時，發(fā)送停止。 5 3.

14、2 單片機控制電路 3.2.1 單片機簡介 以大規(guī)模集成電路為主組成的微型計算機，簡稱為單片機，又稱為嵌入式微 控制器(embedded microcontroller)。它的誕生是計算機發(fā)展史上一個新的里程碑。 1）單片機的發(fā)展 單片機從誕生至今已經經歷了 4 個發(fā)展階段，分別是： 第一階段（19741976 年）：單片機初級階段。因工藝限制，此階段的單 片機采用雙片的形式而且功能比較簡單。例如仙童公司生產的 f8 單片機，只包 括了 8 位 cpu,64 個字節(jié)的 ram，和兩個并行口，需要加一塊具有 1kb rom、 定時器/計數器和兩個并行口的 3851 芯片才能組成一臺完整的計算機。

15、 第二階段（19761978 年）：低性能單片機階段。此階段的單片機已成為 一臺完整的計算機，但內部資源不夠豐富，以 intel 公司生產的 mcs-48 系列為代 表，片內集成了 8 位 cpu、8 位定時器/計數器、ram 和 rom 等，但無串行口， 中斷系統(tǒng)也比較簡單，片內 ram 和 rom 容量較小且尋址范圍不大于 4kb。 第三階段（1978）：高性能單片機階段。此階段的單片機內部資源豐富， 以 intel 公司生產的 mcs-51 系列為代表，片內集成了 8 位 cpu、16 位定時器/計 數器、串行 i/o 口、多級中斷系統(tǒng)、ram 和 rom 等，片內 ram 和 rom

16、容量 加大，尋址范圍可達 64kb。有的型號內部還帶有 a/d 轉換器。 第四階段（1982）：8 位單片機得鞏固發(fā)展及 16 位、32 位單片機推出階 段。16 位單片機以 intel 公司生產得 mcs-96 系列為代表，在片內帶有多通道 a/d 轉換器和高速輸入/輸出（hsi/hso）部件，中斷處理和實時處理能力很強。 目前單片機的品種眾多，其中性能優(yōu)良的 8 位單片機在今后若干年內仍然將 是工業(yè)檢測、控制應用領域中的主角。 2）單片機的特點： （1）小巧靈活、成本低、易于產品化。能利用它方便地組裝成各種智能式 測控設備及各種智能儀器儀表，很容易滿足儀器設備既智能又微型化的要求。 （2）

17、可靠性高、適用的溫度范圍寬。單片機芯片一般是按工業(yè)測控要求設 計的，能適應各種惡劣的環(huán)境。這一點是其他機種無法比擬的。 （3） 易擴展、控制能力強。通過單片機本身或擴展可以方便地構成各種規(guī) 模地應用系統(tǒng)及多機和分布式計算機控制系統(tǒng)。 （4） 指令系統(tǒng)相對簡單，較易掌握，且指令中又較豐富地邏輯控制功能指 令，能較方便地直接操作外部輸入輸出設備。 由于單片機具有功能強、體積小、可靠性好和價格便宜等獨特優(yōu)點，已成為 傳統(tǒng)工業(yè)技術改造和新產品更新換代的理想機種，具有廣泛的發(fā)展前景。單片機 窗簾紅外遙控器的設計與制作 6 技術的應用，使得許多領域的技術水平和自動化程度大大提高，可以說，當今世 界正面臨著

18、一場以單片機（微電腦）技術為標志的新技術革命。 3.2.2 時鐘電路和復位電路 1）時鐘產生電路 片內電路與片外器件就構成一個時鐘產生電路，cpu 的所有操作均在時鐘 脈沖同步下進行。片內振蕩器的振蕩頻率非常接近晶振頻率，一般多在 1.2mhz24mhz 之間選取。c1、c2 是反饋電容，其值在 20pf100pf 之間選取， 典型值為 30pf。本電路選用的電容為 30pf，晶振頻率為 12mhz。 振蕩周期； s121 機器周期 ssm1 指令周期。 s41 xtal1 和 xtal2：片內振蕩電路輸入線，這兩個端子用來外接石英晶體和 微調電容。在石英晶體的兩個管腳加交變電場時，它將會產生

19、一定頻率的機械變 形，而這種機械振動又會產生交變電場，上述物理現象稱為壓電效應。一般情況 下，無論是機械振動的振幅，還是交變電場的振幅都非常小。但是，當交變電場 的頻率為某一特定值時，振幅驟然增大，產生共振，稱之為壓電振蕩。這一特定 頻率就是石英晶體的固有頻率，也稱諧振頻率。即用來連接 8051 片內 osc 的定 時反饋回路，如圖 3.5 所示。石英晶振起振后要能在 xtal2 線上輸出一個 3v 左 右的正弦波，以便使 mcs-51 片內的 osc 電路按石英晶振相同頻率自激振蕩。通 常，osc 的輸出時鐘頻率 fosc 為 0.5mhz-16mhz，典型值為 12mhz 或者 11.05

20、92mhz。電容 c1 和 c2 可以幫助起振，典型值為 30pf，調節(jié)它們可以達到 微調 fosc 的目的。 2）單片機復位電路 圖 3.6 為單片機復位電路。單片機在開機時都需要復位，以便中央處理 cpu 以及其他功能部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。單片機 的復位后是靠外部電路實現的，在時鐘電路工作后，只要在單片機的 rst 引腳上 出現 24 個時鐘振蕩脈沖（2 個機器周期）以上的高電平，單片機便可實現初始化 狀態(tài)復位。mcs-51 單片機的 rst 引腳是復位信號的輸入端。例如：若 mcs-51 單片機時鐘頻率為 12mhz，則復位脈沖寬度至少應該為 2s。 7 圖

21、圖 3.13.1 時鐘電路時鐘電路 圖圖 3.23.2 復位電路復位電路 3.3 顯示電路 液晶顯示器以其微功耗、體積小、顯示內容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點，在 袖珍式儀表和低功耗應用系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應用。此次使用的是字符型液 晶模塊 1602c，該模塊是一種用 5x7 點陣圖形來顯示字符的液晶顯示器，能夠顯 示 2 行 16 個字符。1602 采用標準的 16 腳接口，其中： 第 1 腳：vss 為地電源。 第 2 腳：vdd 接 5v 正電源。 第 3 腳：v0 為液晶顯示器對比度調整端，接正電源時對比度最弱，接地電 源時對比度最高，對比度過高時會產生“鬼影”，使用時可以通過一個 10

22、k 的電位 器調整對比度。 圖圖 3.33.3 液晶顯示接口電路液晶顯示接口電路 窗簾紅外遙控器的設計與制作 8 第 4 腳：rs 為寄存器選擇，高電平時選擇數據寄存器、低電平時選擇指令 寄存器。 第 5 腳：rw 為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。 當 rs 和 rw 共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當 rs 為低電平 rw 為高電平時可以讀忙信號，當 rs 為高電平 rw 為低電平時可以寫入數據。 第 6 腳：e 端為使能端，當 e 端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命 令。 第 714 腳：d0d7 為 8 位雙向數據線。 第 1516 腳：空腳，也可以

23、15 腳接 5v 正電源 16 腳接地，控制 lcd 背景 光。 3.4 報警與控制電路 該部分是單片機和外部報警與控制的接口部分，主要起報警、執(zhí)行和電氣隔 離作用，其電路圖如圖 3.4 所示。 繼電器采用 srd-d6vdc-sl-c 型，240ac 通斷 ta 的電流。其直流線圈電 阻 95 歐，三極管 q1 采用 ktc9012，輸出電流 ic 為 150ma，放大系數 為 60 至 1000 范圍內，若取 為 200 則 ic 在 5v 下為 50ma 左右，則基極電流為 0.25ma。只有 p0 口在高點位輸出時才能達到這樣大的電流值。因此把這兩個口 分別用 p0 和 p01 代替。

24、由于 p0 口屬于三態(tài)輸出輸入口，因此，必須接上拉電阻， 其阻值大小可計算為： (50.7) 17 0.25 v k ma 我們取 10 千歐的電阻讓 q1 在高電平時飽和導通，此時，基極電流為 0.44ma。 二極管 d1 主要起保護作用，在 q1 關斷時續(xù)流，以免電感線圈斷路時產生過壓 損壞三極管。 圖圖 3.43.4 繼電器、報警與執(zhí)行電路繼電器、報警與執(zhí)行電路 9 由于 ds18b20 自帶了存儲器，能夠將設定的溫度報警值自動存入 ds18b20 的 eerom 中，永久保存，因此每次開機時系統(tǒng)都會自動從 ds18b20 的 eerom 讀出溫度報警值.兩個繼電器中，k1 接的是降溫裝

25、置，k2 接的是加熱裝 置，當實際溫度大于 th 的設定值時，蜂鳴器響，表示超溫，此時繼電器 k1 吸 合，接通降溫裝置進行降溫；當實際溫度處于 tl 與 th 的設定值之間時，繼電 器常閉。 總的原理圖和 pcb 圖見附錄 1、附錄 2 所示。 窗簾紅外遙控器的設計與制作 張淑海 10 第 4 章 軟件設計 4.1 主程序設計 主程序完成系統(tǒng)初始化及各個程序之間的聯系任務，如下圖所示。 11 4.14.1 主程序流程圖主程序流程圖 主程序流程說明： 電路分為 8 個部分，分別是電源部分、顯示部分、鳴響提示部分、紅外線接 收部分、數據儲存部分、光控電路測光部分、電機控制執(zhí)行部分、單片機主控器

26、件部分。 電源部分通過外接插座輸入交流 12v 或者直流 13-14v 電壓，交流電經過整 流濾波后，輸出電壓為 12v 的 vdd，為控制繼電器提供工作電壓。同時經過 3 端 集成穩(wěn)壓器 ic2 穩(wěn)壓后輸出 5v 電壓 vbb,為訊響電路、紅外接收電路、顯示電路提 供電源，5v 電源經過二極管 d4、限流電阻 r18 后，為單片機提供 vcc 電壓，e1 是 直流供電電源，電壓為 3v3.6v,在本電路中為了節(jié)省成本，使用兩節(jié) 5 號普通電 池，c6 和 c7 是單片機電源濾波電容。平時交流電正常的情況下，5v 電源為單片 機供電的同時，也為電池浮充電，大大延長了電池的使用壽命，當交流電停電

27、的 時候，電池僅為單片機供電，單片機在掉電狀態(tài)下維持時鐘的正常走時，vbb 供 電被 d4 隔斷。在控制器設置成手動控制時，單片機除執(zhí)行任務外，均處于睡眠 狀態(tài)，遙控器信號的到來，單片機從睡眠中喚醒，恢復正常工作，所以手動狀態(tài) 下當交流停電時，電池的耗電電流更小。 顯示電路使用一個 0.56 英寸的共陽高亮度數碼管，限流電阻取用 11.5k. 鳴響電路由單片機的 p1.0 兼用，除驅動數碼管的數點之外，兼用音頻信號 輸出，音頻信號通過 r20、c10 輸入到三極管 v6 的基極上，三極管驅動發(fā)聲器發(fā) 聲。二極管 d3 用來提供 c10 的放電回路，保證交流信號的正常耦合。發(fā)聲器發(fā) 出的聲音有單

28、片機軟件來實現和控制，不同的情況下發(fā)出不同音調、不同時間長 度的鳴響來，也可以編制樂音聲音發(fā)聲。 紅外線接收電路使用一個集成紅外接收器，型號是 hs3008，靜態(tài)時輸出端 輸出高電平，當接收到紅外信號后，按紅外信號的數據波形輸出負脈沖數據信號。 紅外信號輸出到單片機的 p3.2 ，該口對應的第二功能是外部中斷 0 (int0)，利用 該口的第二功能，一旦紅外線信號到來，p3.2 被拉低，單片機中止當前的工作轉 移到接收、處理紅外信號。開啟中斷功能的目的，既減輕了單片機的工作負擔， 又保證接收到的紅外信號的完整性，同時在手動工作狀態(tài)下，單片機進入睡眠后， 利用外部中斷功能完成對單片機的喚醒。 光

29、控電路有 gm1、c5、v3 組成，利用了單片機的 p3.4 和 p3.5 完成對環(huán)境亮 度的測試工作。gm1 可以使用光敏電阻或者光敏二極管，本電路中使用光敏二極 管。c3 和 gm1 組成 rc 充放電回路，p3.4 處于高電平的時候，p3.4 的高電壓用過 gm1 的正向電阻向 c3 充電，當 p3.4 被單片機拉低后，c3 通過光敏元件放電，光 敏二極管工作在反向電壓狀態(tài)下，此時環(huán)境亮度決定了光敏二極管的光阻值，光 阻值大，c3 放電速度慢，反之放電速度快。適當控制 p3.4 的拉低脈沖寬度，使 窗簾紅外遙控器的設計與制作 12 得 c3 放電工作在線性比較好的一個工作段上。p3.5

30、用來檢測 c3 在 p3.4 拉低期間 放電的電壓狀態(tài)，當 c3 電壓下降到 1/2vcc 以下后，p3.5 測得數據“0”，反之測得 數據“1”，為了減小 p3.5 對 c3 充放電的影響，c3 充放電電壓通過三極管 v3 組成 的射極輸出器連接到 p3.5 上，射極輸出器的高輸入阻抗減小了 p3.5 對 rc 充放電 電路的影響。 電機執(zhí)行部分完全受單片機的控制，通過單片機的 p3.0 和 p3.1 完成。單片 機復位狀態(tài)下 p3.0 和 p3.1 輸出高電平，三極管 v1、v2，v4、v5 截止，兩個繼電 器 j1、j2 釋放狀態(tài)，方向可逆的電動機因無電源供電而停止。當 p3.0 或者

31、p3.1 其中有一個被拉低后，兩個繼電器便會有一個導通，例如 p3.0 拉低后 v1 導通、 v4 導通，j1 吸合，電機得電轉動，當只有 p3.1 拉低后，電機則反方向轉動，實 現了窗簾的拉開和關閉。 兩個繼電器的工作狀態(tài)受單片機控制，在同一個時間內兩個繼電器僅能有一 個吸合。即便是在電機工作期間，操作了反向轉動按鍵，單片機也是先釋放當前 工作的繼電器，并延時一段時間后再吸合另外一個繼電器，防止了電機正反工作 線圈同時通電的冒險。 單片機是本電路中的核心器件，擔負整個電路的管理。電路中使用 p1 口的 8 個 i/o 口分別驅動數碼管的 7 個筆劃和數點。這樣做的目的是 at89c2051

32、用于本 電路中，其 i/o 口比較富裕，這樣的驅動顯示節(jié)省一個顯示驅動電路，同時顯示 的數字和字符完全通過軟件編寫的，可以編寫更多的字符。所以數碼管除顯示 09 數字外，還可以顯示軟件編輯的任意字符，數點用來指示工作狀態(tài)和不同的 設置狀態(tài)。單片機的復位腳使用 c1、r14 組成上電復位電路，k1 是手動復位按鍵， 實踐中得知本復位按鍵用到的時候很少。 數點控制腳兼用鳴響信號輸出端，輸出的音頻信號通過 r20、c10 輸入到 v6 的基極，放大后推動發(fā)聲器 y1 發(fā)聲。d3 是 c10 的泄放電阻，保證交變信號的正 常耦合。 單片機的 p3.3 和 p3.7 口作為 iic 儲存器的總線，本電路

33、使用 at24c02 完成對 設置狀態(tài)和設置數據的儲存。 4.2 數據處理子程序 數據處理部分使用的器件是 mcs-51 系列單片機 at89c51，它自帶 8k 的 flash 程序存儲器，它的核心處理單元為 8 位。數據處理主要是對數字溫度傳感 器采集溫度數據，并進行邏輯判斷，根據數據的具體情況輸出到 lcd 顯示和使 繼電器動作。這部分包括三個方面的工作，主要由三個子程序來完成，分別為 getwd、data-pro 和 ztbj。從這個子程序讀出的數據由兩個字節(jié)組成，高 字節(jié)為 35h，低字節(jié)為 34h，數據格式如表 4.3 所示。 13 處理過程如框圖 4.2 所示。 首先，把高位字節(jié)

34、不帶進位位 cy 左移四位，再與 f0h 相與，最后把低四位 置零，高四位保持不變，將所得結果存儲起來。低位字節(jié)的處理是：先將該字節(jié) 高低四位相互交換，存儲該字節(jié)在 r3 中，然后將這個數據與 0fh 相與去除高四 位，最后將這個低位字節(jié)與處理后的高位字節(jié)相或，將高低位字節(jié)最后處理為一 個字節(jié)，除去最高位符號位，后七位就是要顯示的數據，存儲在 36h 中。最后把 r3 中數據取出，帶進位位左移一位，判斷其進位標志位 c 是否為“1” ，若為 “1”則把數字 5 存儲在 37h 中，供 lcd 顯示測量值小數部分。否則把 37h 中 置零。到此，整個數據處理過程到此結束。 圖圖4.24.2 數據

35、處理子程序數據處理子程序 4.3 1602c 顯示子程序 液晶顯示器采用目前使用的比較廣泛的字符型液晶顯示器 1602c。1602 液 晶模塊內部的字符發(fā)生存儲器（cgrom)已經存儲了 160 個不同的點陣字符圖形， 這些字符有：阿拉伯數字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每 一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母“a”的代碼是 01000001b（41h） ，顯示時模塊把地址 41h 中的點陣字符圖形顯示出來，我們就 能看到字母“a”。1602 液晶模塊內部的控制器共有 11 條控制指令，如表 4.1 所示， 它的讀寫操作、屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現的。 （

36、說明：1 為高電 平、0 為低電平） 指令 1：清顯示，指令碼 01h,光標復位到地址 00h 位置。 處理測量數據高位 數據保存 字節(jié)合并 處理測量數據低位 返回 開始 窗簾紅外遙控器的設計與制作 14 指令 2：光標復位，光標返回到地址 00h。 指令 3：光標和顯示模式設置 i/d：光標移動方向，高電平右移，低電平左 移。 指令 4：顯示開關控制。d：控制整體顯示的開與關，高電平表示開顯示， 低電平表示關顯示 c：控制光標的開與關，高電平表示有光標，低電平表示無光 標 b：控制光標是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。 指令 5：光標或顯示移位 s/c：高電平時移動顯示的文字低電平時移動光

37、標。 指令 6：功能設置命令 dl：高電平時為 4 位總線，低電平時為 8 位總線 n：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示 f: 低電平時顯示 5x7 的點陣字符， 高電平時顯示 5x10 的點陣字符。 表表 4.14.1 控制指令控制指令 指令 7：字符發(fā)生器 ram 地址設置。 指令 8：ddram 地址設置。 指令 9：讀忙信號和光標地址 bf：為忙標志位，高電平表示忙，此時模塊 不能接收命令或者數據，如果為低電平表示不忙。 指令 10：寫數據。 指令 11：讀數據 液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之 前一定要確認模塊的忙標志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字

38、符 時要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符。 表 4.2 是 dm-1602 的內部顯示地址。 指令rsr/wd7d6d5d4d3d2d1d0 清顯示0000000001 光標返回000000001* 置輸入模式00000001i/ds 顯示開/關控制0000001dcb 光標或字符移位000001s/cr/l* 置功能00001dlnf* 置字符發(fā)生存儲器地址0001字符發(fā)生存儲器地址（acg） 置數據存儲器地址001顯示數據存儲器地址（add） 讀忙標志或地址01bf計數器地址（ac） 寫數到寫數到 cgram 或或 ddram 10要寫的數據要寫的數據 從 cgram 或

39、ddram 讀數11讀出的數據 15 表表 4.24.2 dm-1602dm-1602 內部顯示地址內部顯示地址 12345678910111213141516 000102030405060708090a0b0c0d0e0f 第一行 404142434445464748494a4b4c4d4e4f第二行 初始化子程序的框圖如圖 4.3 所示。在初始化子程序中，操作非常簡單，主 要是對 lcd 發(fā)出初始化控制命令，然后開顯示器，寫入數據，初始化過程就算 完成。 圖圖 4.34.3 lcdlcd 初始化子程序初始化子程序 初始化子程序說明：首先開始，然后清屏并光標復位，單片機發(fā)寫命令，再 液晶顯

40、示應答。如果回答否，再回到清屏并光標復位，開始以為是繼電器壞了， 經檢查，原來是沒有給控制加熱和降溫裝置的繼電器供電，后來接上電源后問題 就得到了解決。單片機發(fā)寫命令，再液晶顯示應答，如果回答是，再準備寫入數 據，最后執(zhí)行顯示命令。 執(zhí)行顯示命令 清屏并光標復位 液晶顯示應答否 單片機發(fā)寫命令 開始 準備寫入數據 否 是 窗簾紅外遙控器的設計與制作 16 第 5 章 安裝調試與結果 紅外遙控按鍵的功能分為三部分，直接操作部分窗簾電機的正轉、反轉和 停止操作。設置部分輸入定時打開窗簾的時間；定時關閉窗簾的時間；輸入當 時的時間；開關整點報時功能；開關電機工作的時候聲音提示功能；設置電機運 行的時

41、間長度；選擇定時、光控、手動控制的方式；查詢現在預設工作狀態(tài)和預 設定時時間以及光控級別等。第三部分是系統(tǒng)復位，不論在任何的工作狀態(tài)下， 總復位操作能將窗簾控制器恢復到開始狀態(tài)下。 工作方式的選擇是選擇時控、光控和僅僅手動控制方式之一，在時控和光控 狀態(tài)下，手動控制仍然有效，在手動狀態(tài)下僅能手動遙控操作。手動狀態(tài)下的單 片機非工作期間進入睡眠狀態(tài)。 電機工作時間長度設置，是根據用戶窗簾的長度不同，設置對應的電機一次 運行時間，保證在時控和光控狀態(tài)下窗簾拉開或者關閉到位。 測試環(huán)境亮度是根據不同用戶窗簾安裝位置處的環(huán)境亮度不同，以及用戶光 控拉開和光控關閉窗簾的環(huán)境亮度的要求不同，讓用戶自行選擇

42、環(huán)境亮度。 聲音開關是開啟或者關閉電機在運行的時候，鳴響器是否配合運行發(fā)出一種 “嘀嘀嘀嘀”的斷續(xù)提示音，以便用戶聽覺感知窗簾的工作。 當工作在時控和光控狀態(tài)下，并進行當時時間校正以后，內部的時鐘開始走 時，而且時間數據在一個數碼管上，按時分方法順序顯示當時時間的小時和分鐘， 顯示一遍之后，停止 1 秒鐘，以便區(qū)分一個完整的時間顯示完畢。在此時如果開 啟整點報時功能，一旦時鐘到達整點，鳴響器發(fā)出聲音報時，長聲音表示 10 個 點，短促聲音表示一個點。 17 第 6 章 總 結 本次設計讓我學到了許多知識，培養(yǎng)了我的調查研究、查閱文獻、收集資料 和理論分析的能力；分析問題和解決問題的能力。提高自

43、身實踐技能，達到理論 知識和實際應用的統(tǒng)一，讓我受益匪淺。通過這次畢業(yè)設計，讓我深深地感覺到 我們在學校所學知識的重要性。設計知識在實際工程設計環(huán)節(jié)中必不可少，這也 讓我感覺到自己所學知識的優(yōu)勢及不足，覺得平時的知識積累的還不夠，仍然有 好多東西等著我去學習！今后要不斷地提高自身的綜合素質；同時認識到實踐也 是一個不可缺少環(huán)節(jié)，只有不斷地通過理論與實踐相結合，不斷發(fā)現問題解決問 題，才能創(chuàng)作出更好的畢業(yè)設計作品。本次設計使我對課題在理論上有了一個深 層次的研究，開闊了自己的設計思路。最后我感謝在本次設計過程中給我提供幫 助的老師和同學。 窗簾紅外遙控器的設計與制作 18 致 謝 在此次的設計過

44、程中，周全老師對我精心輔導與嚴格要求，使我的設計得以 順利完成。她的嚴謹治學的態(tài)度、創(chuàng)新的思維、無私奉獻的精神深深影響著我。 讓我知道了如何成為一名科學工作者、如何做學問、如何合理的設計自己的學習 和工作計劃。在此表示衷心的感謝！其次要感謝所有教育過我的老師！你們傳授 給我的專業(yè)知識是我不斷成長的源泉，也是完成本論文的基礎。我還要向關心和 支持我學習的朋友們表示真摯的謝意！感謝他們對我的關心、關注和支持！并在 此感謝我們實驗室的同學的熱心幫助，在他們的協助下我圓滿完成這次畢業(yè)設計。 19 參考文獻 1 楊恢先,黃輝先.單片機原理及應用.長沙:國防科技大學出版社,2003. 2 陽憲惠.現場總線

45、技術及其應用.北京:清華大學出版社,1999. 3 張友德,等.單片機原理應用與實驗.上海:復旦大學出版社,2000. 4 李朝青.單片機原理及接口技術.北京:北京航空航天大學出版社,1996. 5 閻石.數字電子技術基礎.北京:高等教育出版社,1998. 6 陳玉宏,向鳳紅.自動控制原理.重慶:重慶大學出版社,2003. 7 楊幫文.新編傳感器實用寶典.北京:機械工業(yè)出版社,2005. 8 鄭啊奇.visual basic 教程.清華大學出版社,2007. 9 杜文潔.電路基礎.科學出版社,2007. 10 俞志根.傳感器與檢測技術.科學出版社,2007. 11 王法輪.單片機原理及應用.科

46、學出版社,2007. 12 于安紅.簡明電子元器件手冊.上海交通大學出版社,2005. 13 楊愛琴.數字電子技術.科學出版社,2007. 窗簾紅外遙控器的設計與制作 20 e1 3v c6 0.6u c12 0.001u c4 30p c3 30p 1 2 b112v d4 dio de d5 dio de d8 dio de d6 dio de d7 dio de c7 10u c9 1000u c8 10u c11 47u c5 1u c10 10u c1 22u vin 1 gnd 2 vout 3 u8 voltreg r18 5k vccvdd vbb 12 34 56 78 ic

47、324c 01vbb r11 10k r19 1k 1 2 3 h1 hw fs vbb r1 1k r2 1k r3 1k r4 1k r5 1k r6 1k r7 1k r15 1k vcc r16 2k r17 2k r8 10k vcc v3 9015 y1 cry stal r14 1k vcc k1 sw-pb vbb r9 10k v5 pnp1 vcc r13 1k q5 npn 1 j1 4098 j2 4098 d2 dio ded1 dio de vdd vdd q4 npn 1 r121k q1 pnp1 vcc d3 dio de q6 npn 1 y5 15 vcc

48、 p1 plu g ac m ale 1 2 in 220v d10 pho to r10 10k 120 219 318 417 516 615 714 813 912 1011 ic1 89c 2051 a bf c g d e dpy 1 2 3 4 5 6 7 a b c d e f g 8 dp dp ds1 dpy _7-seg _dp 附錄 一、電路原理圖 21 二、pcb 圖 、 、 三、源程序 pushacc push psw 窗簾紅外遙控器的設計與制作 22 clrtr1 mov rmtlen，th1 、 movth1，#00h mov tl1，#00h setbtr1 mov a，rmjlen jnz lblrmdatbit mov rmaddr#00h mov rmraddr，#00h mov r