紅外遙控電風扇控制系統(tǒng)設計

1、紅外電風扇控制系統(tǒng)設計概述電風扇是 90 年代初期在珠角洲地區(qū)作做大量的研發(fā)和生產(chǎn)，并有專門的掩模作為主控使用，現(xiàn)本人用單片機作了接收和發(fā)射的配套使用的系統(tǒng)方案。紅外電路現(xiàn)在已成為一種設計電路的時尚,現(xiàn) 簡單地介紹了紅外線發(fā)射、接收系統(tǒng)的原理，給出用 89C2051 作為接收系統(tǒng)器的一種巧妙實現(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、定時中斷程序的流程過程，從而完成此設計的要點，參考流程方框圖的構思過程，可以編寫應用。電風扇控制系統(tǒng)分為兩大部分：和電風扇控制板，下面分別加以描述。一、為了能遠離距的控制電風扇，采用了紅外。通常紅外由發(fā)射和接

2、收兩部分組成，發(fā)射部分由單片機 80C2051 等。接收部分裝在電風扇的控制器內(nèi)，由 89C51等。1. 工作原理及組成部分(1)CPU 采用 AT89C2051 單片機，AT89C2051 的功能:和 MCS-8051 產(chǎn)品兼容、2KB 可重編程閃速器、耐久性:1000 寫/擦除周期、2.7V6V 的操作范圍、全靜態(tài)操作：0Hz24MHz、兩級加密程序器、1288 位RAM、15 根可編程 I/O 引線、6 個中斷源、可編程串行 UART 通道、直接 LED 驅(qū)動輸出、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，并用一個二極管（IN4148）進行降壓。（

3、3）調(diào)制部分：采用 CD40106 進行緩沖放大并整形.發(fā)送的數(shù)字信號與 38K 的載波進行相與，將其調(diào)制在一起,整形并緩沖放大,經(jīng)過 8050 進行放大驅(qū)動紅外發(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 ）原理框圖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 口矩陣式鍵盤，用 T1 產(chǎn)生定時中斷，驅(qū)動 P3.3 產(chǎn)生一個 38K 的，作為紅外線的調(diào)制基波。將發(fā)送的數(shù)據(jù)和 P

4、3.0 進行邏輯與后，經(jīng)過 40106 整形，用三極管驅(qū)動紅外發(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、睡眠風、正常風鍵；值為 03HK4 定時；鍵值為 04HK5 開/關機；鍵值為 05H(3)當無鍵按下時，延時 10 秒后進入待機狀態(tài)，系統(tǒng)處于低功耗模式。 當有按鍵按下時，0 中斷產(chǎn)生中斷，同時喚醒 CPU 進行工作狀態(tài)。3.紅外發(fā)射的編碼方式很多，根據(jù)編碼格式可以分成兩大類，這里以運用比較廣泛，比較容易的一類來加以說明，現(xiàn)以NEC 的 uPD6121G 組成發(fā)射電路為例說明編碼原理。當按鍵按下后，即有碼發(fā)出，所按的鍵不同編碼也

5、不同。這種碼具有以下特征：(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 的組合表示二進制的“1”。“0”和“1”組成的 32 位二進制碼經(jīng) 38kHz 的載頻進行二次調(diào)制以提高發(fā)射效率，達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)編碼是連續(xù)的 32 位二進制碼組，其中前 16 位為用戶識別碼，能區(qū)別不同的電器設備，防止不同機種碼互相干擾。該的用戶識別碼固定為十六進制 0FFH；后 16 位為 8 位操作碼（功能碼）及其反碼。(3)在

6、按鍵按下后，周期性地發(fā)出同一種 32 位二進制碼，周期約為 108ms。一組碼本身的持續(xù)時間隨它包含的二進制“0”和“1”的個數(shù)不同而不同，大4563ms 之間。(4)其相關的波形圖如下:（圖 2）編碼4.硬件設計硬件設計見電路原理圖（3）所示。(圖 3)電路原理圖5.設計(1)采用中斷的處理程序完成整個系統(tǒng)的操作，0 中斷處理完成鍵盤掃描以及發(fā)送。(2)程序流程圖：（圖 4）流程圖二、 電風扇控制板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)、電路。(1)CPU 板將單片機、控制、鍵盤組合在一起完成了人機。 用 AT89C51 單片機來作主控制，采用紅外 T1838 接收頭

7、，向可控硅 MC97A6 控制電機檔位，具有紅外功能。(2)電源部分：交流 220V 經(jīng)變壓器降壓為 28V，全波整流后再由三端穩(wěn)壓器 LM7805 穩(wěn)壓，供給控制板。(3) 電風扇控制板框圖（圖 5 ）電風扇控制板框圖2.設計方案(1)控制部分（圖 6）電機引線圖K1：低、中、高檔，相應的指示燈亮。參見（圖 6）K2：控制彩燈，相應的指示燈亮K3：自然風、睡眠風、正常風控制 。參見（圖 8）、（圖 9）、（圖 10）K4: 定時 30 分鐘，1 小時，2 小時，4 小時。相應的指示燈點亮。參見（圖 7）K5：具有開機功能和關機功能(圖 7)定時時循環(huán)圖(2)風類自然風的處理流程 :( 圖 8) 自然風的循環(huán)圖睡眠風的處理流程 :( 圖 9) 自然風的循環(huán)圖正常風的處理流程 :(圖 10)正常風循環(huán)(3)工作方式：分為手動和兩種方式。4.硬件設計：參見（圖 11）（圖 11）電風扇控制板電路原理圖5.設計:(1)紅外輸入在 P3.2（0），面板按鍵 P3.3（1）。(2)的過程：(圖 12)編碼(圖 13)數(shù)據(jù)幀圖形單片機收到一個中斷