畢業(yè)論文-紅外遙控電風(fēng)扇的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、大連東軟信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）論文題目論文題目：紅外遙控電風(fēng)扇的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 系 所： 電子工程系 專(zhuān) 業(yè)： 電子信息工程（嵌入式系統(tǒng)工程方向） 學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師： 導(dǎo)師職稱(chēng)： 講師 完成日期： 2014年 5月 2日 大連東軟信息學(xué)院Dalian Neusoft University of Information大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘要 -第1章緒 論1.1 課題研究背景與意義 科技的發(fā)展，使得人們生活的節(jié)奏也越來(lái)越快，隨之人們對(duì)方便，快捷的要求也不斷增高。遙控器的出現(xiàn)，在一定程度上滿足了人們的要求。紅外遙控實(shí)現(xiàn)了對(duì)控制對(duì)象的遠(yuǎn)距離控制，原理是利用紅外線來(lái)傳

2、遞控制信號(hào)，具體來(lái)說(shuō)，就是由發(fā)射器發(fā)出紅外線指令信號(hào)，接收器接收下來(lái)并對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)控制對(duì)象的遠(yuǎn)程控制功能。 紅外遙控具有隱蔽性、獨(dú)立性、無(wú)穿透障礙物的能力、物理特性與可見(jiàn)光相似性等特點(diǎn)。隨著紅外遙控技術(shù)的開(kāi)發(fā)和迅速發(fā)展，大部分電器應(yīng)用了紅外遙控，電風(fēng)扇也不例外。從由通過(guò)按鈕控制電風(fēng)扇面板，到短距離(10M以內(nèi))的遙控，雖然改變不大，但是帶來(lái)的便利無(wú)疑是巨大的。紅外遙控技術(shù)的成熟，也使得遙控電風(fēng)扇的設(shè)計(jì)變得簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉。 市場(chǎng)的需求促使了電風(fēng)扇的發(fā)展。”智能化”的興起，使得電風(fēng)扇的功能也越來(lái)越多，越來(lái)越貼進(jìn)人們生活。在現(xiàn)有市場(chǎng)多功能紅外遙控電風(fēng)扇的基礎(chǔ)上，提出了一種新型的智能電風(fēng)

3、扇，相對(duì)于舊式電風(fēng)扇，智能電風(fēng)扇設(shè)置了很多人性化的設(shè)計(jì)，如智能照明，安全保護(hù)，傾倒保護(hù)，智能照明等功能，使得電風(fēng)扇更加人性化，相信其豐富的功能、人性化的設(shè)計(jì)將會(huì)大大提高電風(fēng)扇的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。1.2 課題研究?jī)?nèi)容與方法本次設(shè)計(jì)方案是以電風(fēng)扇為對(duì)象，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)紅外遙控控制風(fēng)扇風(fēng)速的系統(tǒng)。主要由單片機(jī)控制模塊，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，紅外接收模塊，獨(dú)立按鍵模塊和LCD1602顯示模塊組成。紅外遙控電風(fēng)扇實(shí)現(xiàn)的具體任務(wù)：采用STC12C5A60S2單片機(jī)為主控制芯片，外接電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、紅外接收模塊、獨(dú)立按鍵模塊、LCD1602顯示模塊。通過(guò)鍵盤(pán)和遙控器控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，并將檔位顯示在LED上。1.3 課題研究現(xiàn)狀中國(guó)的

4、第一臺(tái)電風(fēng)扇生產(chǎn)自1916年，發(fā)明者楊濟(jì)川在上海四川路橫濱橋開(kāi)辦生產(chǎn)變壓器的工廠，以“中華名族更生”之意，取名為華生電器制造廠，至1925年華生電扇正式投產(chǎn)，很快成為著名品牌。在此之后，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人民生活水平的迅速提高，電風(fēng)扇的品種也開(kāi)始日益豐富。臺(tái)扇、地扇、吊扇、壁扇，根據(jù)不同場(chǎng)合的需求，電風(fēng)扇不僅從外形到控制方式都有了不少改變。從最開(kāi)始的旋鈕、按鈕控制方式到之后的觸摸式操作。扇葉材質(zhì)也從最開(kāi)始的金屬材料換成塑料材質(zhì)。如今，電風(fēng)扇是夏季家庭必備的電氣設(shè)備之一。在家電市場(chǎng)上，各種規(guī)格，式樣的電風(fēng)扇一直是廣大消費(fèi)者十分關(guān)注的商品。近幾年，電風(fēng)扇發(fā)展速度很快隨著電子技術(shù)與傳感技術(shù)的發(fā)

5、展，電風(fēng)扇不斷向高檔次，電子控制及能產(chǎn)生摸你自然風(fēng)方向發(fā)展。夏天風(fēng)扇的用途太多了，比如放在庫(kù)房可以用來(lái)排氣，在廚房可排油煙。特別是在炎熱的夏天，可以給人們帶來(lái)一陣陣涼風(fēng)，使人們?cè)谑孢m的環(huán)境下安心工作。目前風(fēng)扇種類(lèi)較多，如落地扇、坐式、壁式、吊式；從控制方式可分為檔位式、按鍵式、紅外遙控式等；但不管哪種控制方式都有各自的好處。隨著社會(huì)的不斷發(fā)張、科技的不斷進(jìn)步、人們生活水平的不斷提高，先前的產(chǎn)品還存在很多的不足，已經(jīng)不能再滿足人們的需求，那么久迫切需求新產(chǎn)品的問(wèn)世。為了解決上述問(wèn)題，本論文開(kāi)發(fā)了紅外遙控電風(fēng)扇的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的課題，即采用紅外遙控器來(lái)控制電風(fēng)扇。紅外遙控電風(fēng)扇控制電路是利用紅外發(fā)射器

6、發(fā)射的信號(hào)通過(guò)譯碼電路，由控制電路來(lái)進(jìn)行有效的功能控制。該裝置與紅外遙控傳統(tǒng)產(chǎn)品比較具有控制性好、靈敏度高等特點(diǎn)。隨著科技的發(fā)展，人們的生活節(jié)奏也越來(lái)越快，隨之人們對(duì)方便、快捷的要求也不斷增高。遙控器的出現(xiàn)，在一定程度上滿足了人們這個(gè)要求。遙控器是由發(fā)明家Robert Adler 在五十年代發(fā)明的。而紅外遙控式20世紀(jì)70年代才開(kāi)始發(fā)展起來(lái)的一種遠(yuǎn)程控制技術(shù)，其原理是利用紅外線來(lái)傳遞控制信號(hào)，由接收器接受下來(lái)并對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，最后實(shí)現(xiàn)對(duì)控制對(duì)象的各種功能的遠(yuǎn)程控制。大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第2章關(guān)鍵技術(shù)介紹2.1 普通單片機(jī)介紹與通用微機(jī)相比較，單片機(jī)在結(jié)構(gòu)、指令設(shè)置上均有其獨(dú)特之處，

7、主要特點(diǎn)如下：1.單片機(jī)的存儲(chǔ)器ROM和RAM是嚴(yán)格區(qū)分的。ROM稱(chēng)為程序存儲(chǔ)器，只存放進(jìn)程序、固定常數(shù)及數(shù)據(jù)表格。RAM則為數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器，作為工作區(qū)以及存放用戶數(shù)據(jù)用。這樣的結(jié)構(gòu)是考慮到單片機(jī)需要用于控制系統(tǒng)中，提供較大的程序儲(chǔ)存器空間，將開(kāi)發(fā)完成的程序固化在ROM中，并把少數(shù)的隨機(jī)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在RAM中。這樣，容量小的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器能以高速RAM形式集成在單片機(jī)片內(nèi)，用來(lái)加速單片機(jī)的運(yùn)行速度。但單片機(jī)內(nèi)的RAM是作為數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器用，并不是當(dāng)做高速緩沖儲(chǔ)存器（Cache）用。2.采用了面向控制的指令系統(tǒng)。為了滿足用戶控制的需求，單片機(jī)具有更強(qiáng)大的邏輯控制能力，特別是單片機(jī)具有很強(qiáng)大的位處理功能。3.單片

8、機(jī)的I/O引腳一般都是具有多功能的。但單片機(jī)芯片上引腳數(shù)量有限，為了處理實(shí)際引腳數(shù)和所需要的信號(hào)線的矛盾，采用引腳功能重復(fù)使用的方法，引腳會(huì)有何種功能，可以用指令來(lái)設(shè)置或者用機(jī)器狀態(tài)來(lái)分別。4.單片機(jī)外部擴(kuò)展能力很強(qiáng)是很強(qiáng)的。當(dāng)內(nèi)部的各個(gè)功能部件不能滿足應(yīng)用需求時(shí)，均可以在片外進(jìn)行擴(kuò)展（如擴(kuò)展ROM、RAM，I/O接口，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，中斷系統(tǒng)等），并且和多數(shù)通用的單片機(jī)接口芯片兼容，使得對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來(lái)非常大的方便。STC12C5A60S2/AD/PWM 系列單片機(jī)是STC生產(chǎn)的機(jī)器周期/單時(shí)鐘（1T）的單片機(jī)，是超強(qiáng)抗干擾/低功耗/高速的新一代8051單片機(jī)，指令和代碼完美兼容傳統(tǒng)80

9、51，但是速度卻快8-12倍。在其內(nèi)部集成MAX810專(zhuān)用的復(fù)位電路，2路PWM，8路告訴10位A/D轉(zhuǎn)換（250K/S，即25萬(wàn)次/秒），特別針對(duì)電機(jī)的控制和強(qiáng)大干擾的場(chǎng)合。加強(qiáng)型8051CPU，1T，單時(shí)鐘/機(jī)器周期，指令代碼完美兼容普通8051。工作電壓為： STC12C5160S2 系列的工作電壓：5.5V-3.5V（5V單片機(jī)）。通用I/O口（36/40/44），復(fù)位后為：準(zhǔn)雙向口、弱上拉（8051傳統(tǒng)I/O口）可以設(shè)置成為四種模式：準(zhǔn)雙向口、弱上拉，僅為輸入、高阻，開(kāi)漏每個(gè)I/O口驅(qū)動(dòng)能力都可達(dá)20mA，但是整個(gè)芯片最大不可超過(guò)120mA。ISP（在系統(tǒng)內(nèi)可編程）/IAP（在應(yīng)用內(nèi)

10、可編程），不需用專(zhuān)用的編程器，不需用專(zhuān)用的仿真器即可通過(guò)串口（P3.0/P3.1）可直接下載程序，只需幾秒即可完成。有EEPROM功能（STC12C5A62S2/AD/PWM無(wú)內(nèi)部EEPROM）。內(nèi)部集成MAX810專(zhuān)用的復(fù)位電路（當(dāng)外部晶體數(shù)值為12兆以下時(shí)，復(fù)位腳可以直接1千歐電阻接到地）。時(shí)鐘源：在外部的高精度時(shí)鐘/晶體，在內(nèi)部R/C振蕩器（溫漂應(yīng)為5%到10%之內(nèi)）當(dāng)用戶在下載該程序時(shí)，可以使用內(nèi)部的R/C振蕩器或外部時(shí)鐘/晶體，通常溫度下內(nèi)部R/C振蕩器的頻率為5.0V單片機(jī)：11MHz-17MHz 3.3V的單片機(jī)：8MHz-12MHz精度要求不太高時(shí)，可以選擇使用內(nèi)部時(shí)鐘，但是因

11、為有制造誤差還有溫漂，應(yīng)以實(shí)際測(cè)試結(jié)果為準(zhǔn)。共4個(gè)16位定時(shí)器其中兩個(gè)和傳統(tǒng)8051兼容的計(jì)數(shù)器/定時(shí)器，16位定時(shí)器T0和T1，其沒(méi)有定時(shí)器2，但是具有獨(dú)立的波特率發(fā)生器作為串行的通訊波特率發(fā)生器，加上2路PCA模塊可實(shí)現(xiàn)2個(gè)16位定時(shí)器。3輸出口為時(shí)鐘輸出口，可以由T0溢出在P3.4/T0輸出時(shí)鐘，由T1的溢出在3.5/T1輸出時(shí)鐘，該獨(dú)立的波特率發(fā)生器可以在P1.0口輸出時(shí)鐘。外部中斷I/O口7路，傳統(tǒng)的下降沿中斷或者低電平的觸發(fā)中斷，并且新增加上升沿中斷PCA模塊，Power Down模式可以使外部中斷去喚醒。A/D轉(zhuǎn)換，10位精度ADC，共8路，轉(zhuǎn)換速度可達(dá)250K/S。通用的全雙工

12、異步串行端口（UART），用于STC12系列是告訴的8051，可再使用定時(shí)器或者PCA軟件實(shí)現(xiàn)多串端口。STC12C5A60S2系列具有雙串口，后綴有S2標(biāo)志的才具有雙串口，RxD2/P1.2（可以使用寄存器設(shè)置到P4.2），TxD2/P1.3（可通過(guò)寄存器設(shè)置到P4.3）。工作溫度范圍：-40+85（工業(yè)級(jí)）/075（商業(yè)級(jí)）。封裝：LQFP-48，LQFP-44，PDIP-40，PLCC-44，QFN-40I/O口不夠時(shí)，可用2到3根普通I/O口線外接74HC164/165/595來(lái)擴(kuò)展I/O后，還可用A/D做按鍵掃描來(lái)節(jié)省I/O口，或用雙CPU，三線通信，還多了串口。2.2 NEC協(xié)議說(shuō)

13、明NEC協(xié)議特點(diǎn)：8位地址和8位命令為提高可靠性，地址和命令都傳輸2次，脈沖間隔調(diào)制38kHz載波頻率，NEC的0和1的脈沖定義。在發(fā)送端：每一位時(shí)間為1.12mS（560us+560個(gè)低電平）或2.25ms（560us+1680us），調(diào)制采用脈沖間隔時(shí)間長(zhǎng)短調(diào)制每一位。每一個(gè)脈沖都是由560uS長(zhǎng)度的38kHz載波脈沖構(gòu)成的，占空比為1/4或1/3（約21個(gè)周期）。而在接收端：沒(méi)有脈沖的時(shí)候?yàn)楦唠娖?，接收到脈沖的時(shí)候?yàn)榈碗娖?，故邏?為560us低+1680us高，邏輯0變?yōu)?60us低+560us高。（因?yàn)?60us是載波脈沖，故為低了，剩余的沒(méi)有脈沖，故為高了，從而根據(jù)接收到的高電平的

14、脈寬可以區(qū)分0與1）；由這里我們可以得出在0與1之間，1高電平持續(xù)時(shí)間為1.68ms，0持續(xù)的時(shí)間為0.56ms。NEC編碼的一幀（一般事指按一下遙控器所發(fā)送出去的數(shù)據(jù)）由引導(dǎo)碼、地址碼和數(shù)據(jù)碼共同組成，把地址碼以及數(shù)據(jù)碼取反的作用是加強(qiáng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。如圖2.1所示。圖2.1數(shù)據(jù)碼取反如果一直按住一個(gè)按鈕不放時(shí)，會(huì)間隔110ms左右發(fā)送一次引導(dǎo)碼，并不帶有任何數(shù)據(jù)，引導(dǎo)碼以及數(shù)據(jù)碼的定義如圖2.2所示。圖2.2 引導(dǎo)碼、數(shù)據(jù)碼的定義第3章系統(tǒng)需求分析3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)本遙控系統(tǒng)要求用單片機(jī)作為控制芯片，通過(guò)按鍵和遙控器控制系統(tǒng)操作。本系統(tǒng)要求具有多級(jí)調(diào)速、開(kāi)關(guān)、自然風(fēng)等功能。將單片機(jī)、遙控器

15、、鍵盤(pán)組合在一起完成人機(jī)對(duì)話。用STC12C5A60S2單片機(jī)作為主芯片控制，采用紅外IR1838接收頭，具有遙控功能。自然風(fēng)處理流程如圖3.1所示圖3.1 自然風(fēng)處理流程紅外遙控方框圖如圖3.2所示。圖3.2 紅外遙控電風(fēng)扇總體設(shè)計(jì)框圖3.2 系統(tǒng)功能需求單片機(jī)系統(tǒng)是系統(tǒng)控制的核心，主要是控制系統(tǒng)的相應(yīng)的各個(gè)相關(guān)傳感器和功能模塊。單片機(jī)最小系統(tǒng)的主要是由單片機(jī)、復(fù)位電路和時(shí)鐘電路組成。單片機(jī)主要是存儲(chǔ)程序和控制芯片，并判斷傳感器的信號(hào)，控制功能模塊根據(jù)不同的條件，執(zhí)行不同的動(dòng)作。復(fù)位電路和時(shí)鐘電路給單片機(jī)提供時(shí)鐘復(fù)位信號(hào)，單片機(jī)在運(yùn)行的過(guò)程中，在環(huán)境的影響，可能導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行。需要復(fù)位電路

16、提供復(fù)位信號(hào)，重啟程序，保證系統(tǒng)重新運(yùn)行。如圖3.3所示。圖3.3 單片機(jī)最小系統(tǒng)3.3 系統(tǒng)非功能需求本系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)遙控風(fēng)扇功能。系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)遙控調(diào)節(jié)風(fēng)速功能的過(guò)程中，要保證系統(tǒng)的穩(wěn)定和可靠性。主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：第一是系統(tǒng)具有穩(wěn)定性，系統(tǒng)在使用過(guò)中是針對(duì)生活中所有人群，根據(jù)他們不同的環(huán)境，保證在不同環(huán)境中，系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)死機(jī)等情況。第二是系統(tǒng)具有良好的人機(jī)交互功能，根據(jù)個(gè)人需求調(diào)節(jié)風(fēng)扇風(fēng)速。3.4 系統(tǒng)可行性分析本系統(tǒng)具有可靠性高，采用STC12C5A60S2單片機(jī)，使用最簡(jiǎn)單電路實(shí)現(xiàn)最復(fù)雜功能。電路越簡(jiǎn)單故障點(diǎn)越少，穩(wěn)定性越高。具有性能價(jià)格比高，本設(shè)計(jì)電路簡(jiǎn)單減去不必要的成本，減去電路板設(shè)

17、計(jì)過(guò)程中的過(guò)多冗余設(shè)計(jì)。其功能完備，操作簡(jiǎn)便，高度人性化。模塊化設(shè)計(jì)，根據(jù)本系統(tǒng)是用于要空調(diào)節(jié)風(fēng)扇的目的，系統(tǒng)盡量使用模塊化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)模塊化積木式組合與拆分的功能，便于以后的升級(jí)換代，減少二次投資，可以滿足家庭使用的重要性和復(fù)雜度以及使用對(duì)象對(duì)功能和價(jià)格的選擇。第4章系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念是本著簡(jiǎn)單可靠實(shí)用的基本原則，力求該系統(tǒng)可以使直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速做到很好的控制，可以具體實(shí)現(xiàn)加速、減速等一系列的功能。該系統(tǒng)從設(shè)計(jì)上要求方便，從操作上可以更加的簡(jiǎn)單明了。從占用系統(tǒng)的資源上堅(jiān)持做到最小。從細(xì)節(jié)上要求做到盡善盡美。從實(shí)現(xiàn)上要求做到準(zhǔn)確并且快捷。從系統(tǒng)上要求做到安全可靠。一切

18、從可靠實(shí)用的角度出發(fā)。力求要將此做成一套完美的紅外遙控風(fēng)扇系統(tǒng)。4.2 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件部分由核心控制模塊、按鍵輸入模塊、紅外接收模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、顯示模塊、蜂鳴器模塊組成。核心控制模塊由STC12C5A60S2芯片、復(fù)位電路、時(shí)鐘組成；輸入模塊由5個(gè)獨(dú)立按鍵組成；紅外接收模塊由IR1838紅外接收頭組成，顯示模塊由LCD1602構(gòu)成，電機(jī)的驅(qū)動(dòng)模塊由LG9110電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片構(gòu)成。4.3 硬件設(shè)計(jì)4.3.1 單片機(jī)STC12C5A60S2管腳說(shuō)明VCC：供電的電壓。GND：接地。P0口：P0口是8位漏級(jí)的開(kāi)路雙向I/O口，每個(gè)管腳可以吸收8TTL的門(mén)電流。當(dāng)P0口管腳在第一次寫(xiě)入1時(shí)，就

19、定義為高阻態(tài)輸入。P0能夠使用于外部程序數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器，它可被定義為地址/數(shù)據(jù)的第8位。當(dāng)FIASH編程的時(shí)候，P0 口將作為原碼的輸入端口，當(dāng)FIASH校驗(yàn)時(shí)，P0口輸出原碼，這時(shí)一定要把P0外部拉高。 P1口：P1口是八位雙向I/O口，它的上拉電阻是由內(nèi)部提供的。P1口的緩沖器可以接收4TTL的門(mén)電流。當(dāng)P1口的管腳被寫(xiě)入1后，內(nèi)部將其上拉為高，用作輸入，當(dāng)P1口由外部下拉成為低電平的時(shí)候，將會(huì)輸出電流，因?yàn)檫@是內(nèi)部上拉。P2口：P2口是八位雙向I/O口，它的上拉電阻是由內(nèi)部提供的。P2口的緩沖器可以接收4TTL門(mén)電流，當(dāng)P2口的管腳被寫(xiě)入1時(shí)，內(nèi)部將其上拉為高，用作輸入。當(dāng)被作為輸入口時(shí)，P

20、2接口的管腳將被外部拉低，并輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，P2口將會(huì)輸出其功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH校驗(yàn)和編程時(shí)接收到高8位地址信號(hào)還有控制信號(hào)。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻雙向I/O接口，可以接收輸出4個(gè)TTL的門(mén)電流。當(dāng)P3口寫(xiě)入“1”后，他們被內(nèi)部上拉變?yōu)楦唠娖剑⑶矣米鬏斎肟?。作為輸入口，因?yàn)橥獠肯吕瓰榈碗娖剑琍3端口將會(huì)輸出電流（ILL）這也是因?yàn)樯侠木壒?。P3口也可以作為STC89C52的一

21、些特殊的功能口，如表2.1所示。同時(shí)，P3口為編程校驗(yàn)和閃爍編程接收控制的信號(hào)。RST：復(fù)位輸入，當(dāng)振蕩器在復(fù)位器件的時(shí)候，要保持住RST管腳的兩個(gè)周期高電平的時(shí)間。ALE/PROG：如果訪問(wèn)外部的存儲(chǔ)器的時(shí)候，該地址鎖存的輸出電平將會(huì)用于低位字節(jié)。FLASH在編程時(shí)，該引腳被用于輸入編程的脈沖。/VPP：當(dāng)/EA保持為低電平時(shí)，則在此段期間外部的程序存儲(chǔ)（0000H-FFFFH），不論是否有內(nèi)部程序儲(chǔ)存器。需要注意加密的方式為1時(shí)，便將內(nèi)部的鎖定義為RESET；當(dāng)端保持為高電平時(shí)，此段時(shí)間為內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。而FLASH編程期間，此引腳也可施加12V編程的電源（VPP）。XTAL1：反向的振蕩

22、放大器輸入以及內(nèi)部的時(shí)鐘工作電路輸入。XTAL2：反向振蕩器的輸出。4.3.2風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)模塊LG9110采用雙列直插或貼片8腳封裝。電源電壓2.5V-12V，每個(gè)通道能通過(guò)750-800mA的持續(xù)電流，峰值電流可達(dá)1.5到2.0A。同時(shí)它具有較低的輸出飽和壓降，內(nèi)置的鉗位二極管能釋放故適用于感性負(fù)載，使它在驅(qū)動(dòng)繼電器、直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)或開(kāi)關(guān)功率管的使用上安全可靠。該芯片有兩個(gè)TTL/CMOS兼容電平的輸入，具有良好的抗干擾性。兩個(gè)輸出端（OA、OB）能直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正反向轉(zhuǎn)動(dòng)，它具有較大的電流驅(qū)動(dòng)能力。如圖4.1所示。圖4.1 風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)模塊4.3.3顯示模塊在單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)中，所用的顯示器主

23、要有LED、LCD，近年來(lái)開(kāi)始使用簡(jiǎn)易形式的CRT接口。其中，LED和LCD是最為常見(jiàn)的，它們具有成本低廉和配置靈活還有與單片機(jī)接口方便等優(yōu)點(diǎn)。LED是用發(fā)光二極管來(lái)顯示字段組成為顯示器件，單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)之中經(jīng)常使用的是七段的LED。此種顯示器具有共陰極和共陽(yáng)極兩種，共陰極LED其發(fā)光二極管為陰極接地。當(dāng)發(fā)光二級(jí)管的陽(yáng)極置為高電平時(shí)，發(fā)光二極管將會(huì)點(diǎn)亮。共陽(yáng)極LED的發(fā)光二極管為陽(yáng)極接+5V地。平常的七段的LED顯示器中會(huì)有8個(gè)發(fā)光二極管，其中7個(gè)發(fā)光二極管會(huì)構(gòu)成7筆字形“8”，發(fā)光二極管之一則構(gòu)成小數(shù)點(diǎn)。7個(gè)管腳會(huì)輸出不一樣的8位的二進(jìn)制數(shù)，可以顯示不同的數(shù)字和字符。本設(shè)計(jì)顯示模塊采用一位

24、數(shù)碼管，主要的功能是顯示當(dāng)前檔位。自然風(fēng)顯示為F。如圖4.2所示。圖4.2 一位數(shù)碼顯示管4.3.4按鍵輸入模塊單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，按鍵或者鍵盤(pán)的每一個(gè)鍵都被賦予特定的功能，它們通過(guò)接口電路與單片機(jī)相連接，通過(guò)軟件了解按鍵的狀態(tài)及鍵信息的輸入，并轉(zhuǎn)去執(zhí)行該鍵的功能處理程序。鍵盤(pán)的接口方法有多種，但鍵輸入過(guò)程與軟件結(jié)構(gòu)基本是一樣的。按鍵的合斷都存在一個(gè)抖動(dòng)的暫態(tài)過(guò)程。這種抖動(dòng)的暫態(tài)過(guò)程大約經(jīng)過(guò)5-10ms的時(shí)間，人的肉眼是察覺(jué)不到的，但對(duì)告訴的CPU是有反應(yīng)的，可能產(chǎn)生誤處理。為了保證鍵動(dòng)作一次，僅做一次處理，必須采取措施以消除抖動(dòng)。消除抖動(dòng)的措施有兩種：硬件消除和軟件消除。硬件消除抖動(dòng)可用簡(jiǎn)單的

25、R-S觸發(fā)器或單穩(wěn)電路構(gòu)成。軟件消除抖動(dòng)是用延時(shí)來(lái)躲過(guò)暫態(tài)抖動(dòng)過(guò)程，執(zhí)行一段大于10ms的延時(shí)程序后，再讀取穩(wěn)定的狀態(tài)。如圖4.3所示為本次設(shè)計(jì)的按鍵原理圖。圖4.3 按鍵輸入模塊4.3.5紅外接收模塊紅外智能遙控已被廣泛使用在各個(gè)類(lèi)型的家電產(chǎn)品上，智能遙控的出現(xiàn)給家用電器提供了很多的便捷。紅外智能遙控系統(tǒng)一般是由紅外發(fā)射設(shè)備以及紅外接收裝置兩大部分構(gòu)成。紅外發(fā)射的裝置可由紅外編碼芯片、鍵盤(pán)電路電源和紅外發(fā)射電路來(lái)構(gòu)成。紅外接收裝置可由紅外接收電路、紅外解碼芯片、電源和應(yīng)用電路來(lái)組成。一般情況是為了能使信號(hào)能更好的被傳輸，在發(fā)送端基帶二進(jìn)制信號(hào)被調(diào)制成為脈沖串信號(hào)，并通過(guò)紅外發(fā)射管進(jìn)行發(fā)射。經(jīng)

26、常用到的是通過(guò)脈沖寬度來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制的脈寬調(diào)制（PWM）還有通過(guò)脈沖串之間的時(shí)間間隔來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制的脈時(shí)調(diào)制(PPM)兩種方法。本設(shè)計(jì)采用IR1838紅外接收頭接收遙控器發(fā)射的信號(hào)，基本流程圖如圖4.4所示。圖4.4 紅外接收流程圖4.3.6蜂鳴器模塊蜂鳴器是一種一體化構(gòu)造的電子訊響器，直流電壓方式供電，廣泛應(yīng)用于打印機(jī)、計(jì)算機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、復(fù)印機(jī)、汽車(chē)電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)生器件。蜂鳴器主要分為電磁式蜂鳴器和壓電式蜂鳴器兩種。壓電式蜂鳴器：此種蜂鳴器主要由多諧振蕩器、阻抗匹配器、壓電蜂鳴片、外殼等組成。有的外殼上還裝有發(fā)光二極管。多諧振蕩器由集成電路或晶體管構(gòu)成。當(dāng)設(shè)

27、備接通電源之后（1.5-15伏直流電壓工作），振蕩器開(kāi)始起振，輸出為1.5-2.5千赫茲的音頻信號(hào)，壓電蜂鳴片被阻抗匹配器推動(dòng)便發(fā)出聲音。電磁式蜂鳴器：此種蜂鳴器由磁鐵和電磁線圈以及振蕩器還有振動(dòng)膜片以及外殼組成。接通電源之后，電磁線圈被振蕩器將產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流通過(guò)，電磁場(chǎng)便在電磁線圈中產(chǎn)生。振動(dòng)膜片將會(huì)在磁鐵和電磁線圈的互相作用下，進(jìn)行周期性振動(dòng)并發(fā)出聲音。本次設(shè)計(jì)使用的蜂鳴器原理圖如圖4.5所示。圖4.5 蜂鳴器模塊4.4 軟件設(shè)計(jì)4.4.1 時(shí)鐘電路單片機(jī)系統(tǒng)里都有晶振，晶振用一種能把電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作，以提供穩(wěn)定，精確的單頻振蕩。在單片機(jī)系統(tǒng)里晶振作用非常大

28、，全名叫晶體振蕩器，它結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部電路產(chǎn)生單片機(jī)所需的時(shí)鐘頻率，單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率越高，那么單片機(jī)運(yùn)行速度就越快，單片接收的一切指令的執(zhí)行都是建立在單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率之上。單片機(jī)晶振的作用是給系統(tǒng)提供基本時(shí)鐘信號(hào)。一般一個(gè)系統(tǒng)共同使用一個(gè)晶振，以便于各個(gè)部分保持同步。還有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻會(huì)使用不同的晶振，而使用電子調(diào)整頻率的方法保持同步。4.4.2 復(fù)位電路單片機(jī)的置位和復(fù)位，都是為了把電路初始化到一個(gè)確定的狀態(tài)，一般來(lái)說(shuō)，單片機(jī)復(fù)位電路作用是初始化狀態(tài)到空狀態(tài)，而在單片機(jī)內(nèi)部，復(fù)位的時(shí)候單片機(jī)是把一些寄存器以及存儲(chǔ)設(shè)備裝入廠商預(yù)設(shè)的一個(gè)值。單片機(jī)復(fù)位電路原理是在單片機(jī)的復(fù)

29、位引腳RST上外接電阻和電容，實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位。當(dāng)復(fù)位電平持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上時(shí)復(fù)位有效。復(fù)位電平的持續(xù)時(shí)間必須大于單片機(jī)的兩個(gè)機(jī)器周期。具體數(shù)值可以由RC電路計(jì)算出時(shí)間常數(shù)。復(fù)位電路由按鍵復(fù)位和上電復(fù)位兩部分組成。（1）上電復(fù)位：STC12C5A60S2單片機(jī)為高電平復(fù)位，通常在復(fù)位引腳RST上連接一個(gè)電容到VCC，再連接一個(gè)電阻到GND，由此形成一個(gè)RC充放電回路保證單片機(jī)在上電時(shí)RST腳上有足夠時(shí)間的高電平進(jìn)行復(fù)位，隨后回歸到低電平進(jìn)入正常工作狀態(tài)，這個(gè)電阻和電容的典型值為10K和10uF。（2）按鍵復(fù)位：按鍵復(fù)位就是在復(fù)位電容上并聯(lián)一個(gè)開(kāi)關(guān)，當(dāng)開(kāi)關(guān)按下時(shí)電容被放電、RST也被拉到高電平，而

30、且由于電容的充電，會(huì)保持一段時(shí)間的高電平來(lái)使單片機(jī)復(fù)位。如圖4.6所示。圖4.6 兩種復(fù)位方式電路4.4.3 顯示模塊數(shù)碼管是一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，其最基本單元為發(fā)光二極管。按照發(fā)光二極管的單元連接方式可分為共陽(yáng)極數(shù)碼管以及共陰極數(shù)碼管。共陽(yáng)數(shù)碼管指的是將全部發(fā)光二極管的陽(yáng)極連接到一起而形成公共的陽(yáng)極(COM)的數(shù)碼管，共陽(yáng)極數(shù)碼管在使用時(shí)應(yīng)該將公共極 COM 連接到+5V，如果發(fā)光二極管某一字段陰極成為低電平的時(shí)候，相應(yīng)的字段被點(diǎn)亮，當(dāng)其中某一字段陰極成為了高電平時(shí)，相應(yīng)的字段不亮。共陰極數(shù)碼管其在應(yīng)用時(shí)應(yīng)該將公共極 COM 接到地線 GND 上，如果某一字段的發(fā)光二極管陽(yáng)極變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，則相

31、應(yīng)字段點(diǎn)亮，如果某一字段的陽(yáng)極為低電平時(shí)，則相應(yīng)字段便不亮。4.4.4 風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)模塊本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要控制電機(jī)來(lái)調(diào)整風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。LG9110是為了控制和驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)計(jì)的雙通道推挽式功率放大專(zhuān)用的集成電路器件，將分立的電路集成在單片IC中，便使外圍器件成本變低，整機(jī)可靠性便提高。本芯片具有兩個(gè)TTL/CMOS兼容電平輸入，具有非常好的抗干擾性，兩個(gè)輸出端可以直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正反方向運(yùn)動(dòng)，并且它具有較大電流驅(qū)動(dòng)能力，每個(gè)通道能通過(guò)750800mA的持續(xù)電流，峰值電流可達(dá)1.52.0A；與此同時(shí)它具有比較低的輸出飽和降壓；內(nèi)置的鉗位二極管可以釋放感性負(fù)載的反響沖擊電流，使它在驅(qū)動(dòng)繼電器、直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)或

32、者開(kāi)關(guān)功率管的使用上更加安全可靠。第5章系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)5.1環(huán)境配置打開(kāi)STC_ISP軟件，選擇單片機(jī)類(lèi)型為STC12C5A60S2，選擇串行口為COM1，設(shè)置波特率為115200B，單擊下載按鈕，之后重啟系統(tǒng)。如圖5.1所示。圖5.1 STC_ISP5.2功能模塊實(shí)現(xiàn)5.2.1 主函數(shù)實(shí)現(xiàn)主函數(shù)是這個(gè)程序的控制核心。各個(gè)模塊功能的實(shí)現(xiàn)都是需要靠主函數(shù)的調(diào)用實(shí)現(xiàn)。void main()/*單片機(jī)端口初始化*/P0 = P2 = P3 = 0 xff;P1 = 0 xf7;/*系統(tǒng)開(kāi)機(jī)狀態(tài)初始化*/Value_RunMode = Mode_Mmanual;/開(kāi)機(jī)默認(rèn)手動(dòng)模式 /*PWM初始化*/PWM

33、_initialization(); /*Time0初始化*/Time0_Initialization();/*定時(shí)器1初始化*/Time1_Initialization();/*中斷1初始化*/Interrupt0_Initialization();while(1)/*紅外遙控狀態(tài)更新操作*/while(Flag_InfraredRay = 0 x01)EA = 0;/*關(guān)閉總中斷*/*讀取紅外遙控的狀態(tài)*/InfraredRay_NEC_Receive();/紅外檢測(cè)，獲取紅外遙控鍵值if(InfraredRay_Code0=InfraredRay_Code1) & (InfraredRa

34、y_Code2=InfraredRay_Code3)Value_Button = InfraredRay_Code2;switch(Value_Button)case 0 x47:ButtonHandle_Close();BuzzePhone_Music(1,5);break;case 0 x5b:ButtonHandle_TopGrade();BuzzePhone_Music(1,3);break;case 0 x16:ButtonHandle_TopGrade();BuzzePhone_Music(1,3);break;case 0 x44:ButtonHandle_LowGrade();

35、BuzzePhone_Music(1,1);break;case 0 x07:ButtonHandle_MiddleGrade();BuzzePhone_Music(1,2);break;case 0 x1f:ButtonHandle_MiddleGrade();BuzzePhone_Music(1,2);break;case 0 x0c:ButtonHandle_NatureGrade();BuzzePhone_Music(1,4);break;case 0 x33:ButtonHandle_NatureGrade();BuzzePhone_Music(1,4);break;default

36、:Value_Button = 0 xff;break;System_DelayTenMillisecond(0 x06);/延時(shí)躲避60ms后的引導(dǎo)碼信號(hào)Flag_InfraredRay = 0 x00; /紅外遙控掃描標(biāo)志變量清零EX0 = 1; /打開(kāi)中斷0EA = 1;/*打開(kāi)總中斷*/*按鍵狀態(tài)更新操作*/while(Flag_Button = 0 x01)EA = 0;/*關(guān)閉總中斷*/Value_Button = Check_ButtonState();switch(Value_Button)case 0 x05:ButtonHandle_Close();BuzzePhone_M

37、usic(1,5);break;case 0 x03:ButtonHandle_TopGrade();BuzzePhone_Music(1,3);break;case 0 x01:ButtonHandle_LowGrade();BuzzePhone_Music(1,1);break;case 0 x02:ButtonHandle_MiddleGrade();BuzzePhone_Music(1,2);break;case 0 x04:ButtonHandle_NatureGrade();BuzzePhone_Music(1,4);break;default :break;/*讀取按鍵的狀態(tài)*/

38、Flag_Button = 0 x00;/按鍵掃描標(biāo)志變量清零EA = 1;/*打開(kāi)總中斷*/ 5.2.2主要技術(shù)模塊基本流程圖按鍵模塊基本流程圖如圖5.2所示。圖5.2 按鍵模塊基本流程第6章系統(tǒng)測(cè)試6.1 測(cè)試概述結(jié)合上面的軟件流程，主要測(cè)試按鍵和遙控功能兩個(gè)部分。首先測(cè)試按鍵功能，開(kāi)機(jī)運(yùn)行設(shè)備使用按鍵從一檔到自然風(fēng)擋按順序不停切換按，再進(jìn)行隨機(jī)按鍵信號(hào)輸入。結(jié)果為設(shè)備可以靈敏接收按鍵信號(hào)，風(fēng)扇也會(huì)根據(jù)按鍵信息調(diào)整風(fēng)速。開(kāi)機(jī)運(yùn)行設(shè)備使用紅外遙控器從一檔到自然風(fēng)擋按順序不停切換輸入信號(hào)，再進(jìn)行隨機(jī)紅外信號(hào)輸入。結(jié)果為設(shè)備可以靈敏接收紅外信號(hào)，風(fēng)扇也會(huì)根據(jù)紅外信息調(diào)整風(fēng)速。6.2 測(cè)試結(jié)果分析

39、經(jīng)過(guò)一段時(shí)間不停對(duì)設(shè)備信號(hào)的輸入，設(shè)備都能良好運(yùn)行，基本符合題目要求。測(cè)試過(guò)程中主要擔(dān)心的問(wèn)題是按鍵不靈敏或者直接失效，測(cè)試時(shí)也確實(shí)出現(xiàn)了該問(wèn)題，一部分是人為原因，另一部分則是軟件問(wèn)題，經(jīng)過(guò)多次測(cè)試與調(diào)試，最終達(dá)到滿意效果。測(cè)試效果圖如圖6.1所示。圖6.1 測(cè)試效果圖第7章結(jié)論畢業(yè)設(shè)計(jì)是我大學(xué)本科學(xué)習(xí)的過(guò)程向?qū)W校、向社會(huì)交出的一張總結(jié)答卷。它不僅是我對(duì)大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的總結(jié)，也是把所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通運(yùn)用到實(shí)踐當(dāng)中的一次嘗試，是衡量我四年學(xué)習(xí)成果的必要標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我學(xué)到了許多知識(shí)，不僅使我深刻的鞏固以往的所學(xué)習(xí)本專(zhuān)業(yè)的知識(shí)，也實(shí)際熟練了本專(zhuān)業(yè)的技能操作。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)翻閱

40、有關(guān)單片機(jī)、紅外遙控等方面的書(shū)籍，培養(yǎng)了我的調(diào)查研究、查閱文獻(xiàn)、收集資料和理論分析的能力，拓寬了我的知識(shí)面。提高自身實(shí)踐技能，達(dá)到理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用的同意，讓我受益匪淺。并對(duì)單片機(jī)的知道有了總體的理解，經(jīng)過(guò)了反復(fù)思考的過(guò)程，實(shí)作的過(guò)程也就是探索如何將設(shè)計(jì)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的過(guò)程，通過(guò)這次實(shí)作，讓我深深的感覺(jué)到我們?cè)趯W(xué)校所學(xué)知識(shí)的重要性。設(shè)計(jì)知識(shí)在實(shí)際工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中必不可少，這也讓我感覺(jué)到自己所學(xué)學(xué)知識(shí)的優(yōu)勢(shì)及不足，覺(jué)得平時(shí)的知識(shí)積累的還不夠，仍然有好多東西等著我去學(xué)習(xí)！今后要不斷的提高自身的綜合素質(zhì)同時(shí)認(rèn)識(shí)到實(shí)踐也是一個(gè)不可缺少的環(huán)節(jié)，只有不斷的通過(guò)理論與實(shí)踐相結(jié)合，不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題，才能創(chuàng)作出更好

41、的畢業(yè)設(shè)計(jì)作品。實(shí)作使我對(duì)課題在理論上有了一個(gè)深層次的研究，開(kāi)闊了自己的設(shè)計(jì)思路，也是對(duì)我在實(shí)踐環(huán)節(jié)中遇到問(wèn)題的補(bǔ)充。這讓我能夠深刻的體會(huì)到基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)際還是存在著差異，實(shí)際應(yīng)用中還要考慮到各個(gè)方面的因素，這給我以后的學(xué)習(xí)和工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本課題對(duì)STC12C5A60S2芯片和Altium Designer 9軟件，有深入了解，并以此為前提，對(duì)整體設(shè)計(jì)的系統(tǒng)功能，包括軟件和硬件，都有較為深入的思考和探索，進(jìn)行連續(xù)的檢測(cè)，終于完成了紅外遙控電風(fēng)扇的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。對(duì)硬件的設(shè)計(jì)，通過(guò)Altium Designer 9，完成了以STC12C5A60S2作為中心的核心處理模塊的硬件設(shè)計(jì)，把硬件裝配到

42、電路板上，經(jīng)過(guò)調(diào)試和測(cè)驗(yàn)所有功能均以實(shí)現(xiàn)，達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。參考文獻(xiàn)1 譚浩強(qiáng).C程序設(shè)計(jì)M，清華大學(xué)出版社，20012 楊路明.C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)教程M，北京郵電大學(xué)出版社，20053 王振營(yíng)，李滿，楊君.ProtelDXP2004電路設(shè)計(jì)與制版使用教程M，中國(guó)鐵道出版社，20064 胡漢才.單片機(jī)原理及其接口技術(shù)M，清華大學(xué)出版社，20065 趙亮.單片機(jī)C語(yǔ)言編程與實(shí)例M，人民郵電出版社，20036 張德鳳，常愛(ài)東.一種新型學(xué)習(xí)型紅外遙控開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)J，單片機(jī)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，2009，27：65-667 劉小春.無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)偏激控制J，自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用，2006，40（2）：78-808 李慶

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