智能红外遥控电风扇的控制界面设计【电子信息工程毕业设计+文献综述+开题报告】

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（20__届）本科毕业设计智能红外遥控电风扇的控制界面设计I 摘要随着科学技术的飞速进步，城乡居民的生活水平也不断提高。社会节奏越来越快，人们为了追求更高的生活品质，对方便快捷的生活方式的热情空前高涨。红外遥控是目前使用最广泛的一种远距离控制手段，一定程度上满足了人们方便、快捷的需求。本次设计以AT89S51单片机为核心芯片，是为了开发一种智能型遥控电风扇控制系统，该系统包括红外遥控发射模块和风扇控制接收模块。风扇可以通过红外遥控器控制来实现各种功能，也可以手动直接在风扇上控制。风扇的主要功能有：16档风速变换，红外遥控，数码管显示等等。整个设计最基本也最关键的就是通过红外遥控技术，实现较远距离对风扇的控制。红外遥控系统的发射集成电路采用芯片是SC6121，红外接收头则为HS0038B，直流电机主要采用直接PWM无级调速。该方案设计思路较为简单，适合人们的日常生活。关键词：红外遥控,AT89S51单片机,电风扇,直流电机,PWM无级调速II InterfaceDesignofIntelligentFanBasedonInfraredRemoteControlAbstractWiththerapidprogressofsciencetechnology,ruralresidentsarerisingstandardoflivingandsocialrhythmfasterandfaster,peoplepursueforhigherqualitylifeandunprecedentedenthusiasmofconvenientlifestyle.Theinfraredremotecontrolisakindofcorrespondencewhichiswidelyusedingenerallife,Itistosomeextenttomeetthepeopleconvenient,fastdemand.ThedesignisbasedonAT89S51microcontrollerwhichistodevelopanintelligentcontrolsystemforremotecontrolfan.Thesystemincludesinfraredremotecontroltransmittermoduleandreceivermodulefancontrol.Fannotonlycanbecontrolledbyinfraredremotecontroltoachievevariousfunctions,butalsomanuallycontrolthefandirectly.Themainfunctionoffanisfollowas:16speedregulation,InfraredRemoteControlSystem,digitaldisplay.ThekeyofthedesignisAchievedalong-rangecontrolofthefanbyInfraredRemoteControlSystem.ThelaunchofInfraredRemoteControlSystemisintegratedcircuitchipsSC6121,InfraredreceiverisHS0038BandtheDCisvariableofPWMspeedmotor.Theplanhasrelativelysimpledesignideasandavailableforthepeople’sordinarylife.Keywords:InfraredRemote,AT89S51Microcontroller,fan,DC,PWMspeedmotor.III 目录摘要..........................................................................................................................IIAbstract......................................................................................................................III1绪论............................................................................................................................11.1课题的研究背景..............................................................................................11.2研究现状及发展趋势......................................................................................11.3课题研究的主要内容......................................................................................32技术介绍....................................................................................................................42.1AT89S51芯片的主要性能指标.....................................................................42.2AT89S51芯片管脚说明.................................................................................42.3红外遥控技术..................................................................................................62.4PWM无级调速简介.......................................................................................73智能红外遥控电风扇控制界面设计.........................................................................93.1各模块方案论证与比较..................................................................................93.2系统总体概述...............................................................................................103.3总体框图.......................................................................................................114硬件电路设计...........................................................................................................124.1键盘输入模块................................................................................................124.2红外遥控接收模块.......................................................................................124.3晶振电路......................................................................................................134.4数码管显示风扇档位模块...........................................................................144.5电机驱动模块...............................................................................................155软件设计...................................................................................................................165.1主程序流程图...............................................................................................165.2红外编码与解码软件设计流程...................................................................185.3电机调速软件设计流程................................................................................22参考文献......................................................................................................................25致谢..............................................................................................错误！未定义书签。附录......................................................................................................................26附录一总电路图................................................................................................26附录二实物图A................................................................................................27附录三实物图B................................................................................................27附录四实物图C................................................................................................28附录五实物图D................................................................................................28附录六PCB板图...............................................................................................29IV 附录七主程序....................................................................................................30V 智能红外遥控电风扇的控制界面设计1绪论1.1课题的研究背景改革开放以来，随着科学技术的日新月异，城乡居民的生活水平不断提高，社会节奏也越来越快，人们为了追求更高的生活品质，对方便快捷的生活方式的热情空前高涨！而在智能化飞速发展的今天，各式各样的智能化家用电器如，智能化空调，智能型全自动洗衣机等等，都不断进入到人们的生活中！最近几年，电风扇行业发生了很大变化。电风扇作为一种老牌的电器，具有使用方便、价格低廉、体积小巧、降温效果温和等特点。但是随着最近几年空调的不断普及和大众化，电风扇的市场老大的地位受到了前所未有的冲击。风扇行业被业内人士称之为“夕阳产业”，不在少数的认为，风扇将会被淘汰，留下的只是时间问题。不过，尽管现在空调在城市中的普及率已经相当广泛，并有替代电风扇的趋势，但由于大部分中低收入家庭消费水平的限制，使得电风扇作为一个成熟家电中一员（尤其在中小城市以及乡村）,将来一段时间内仍然会占有市场的大部分份额，这些先天优势使得它能长期占有庞大的消费人群。加上另很多人忽视的一点，就是环境压力越来越大，随着国家对环保的大力宣传，人们的环保节能意识夜在不断的增强，对于电风扇这种自然采风的健康方式也非常认同，就这样电风扇又重新回到了人们的视线之中。但其也有着许多的不足与缺陷，传统风扇的功能简单，仅仅局限于调速、定时、换档等[1]。这远远满足不了现代化大众智能化的物质需要，这也决定了，风扇行业要想在与空调等行业的竞争中保持一定竞争力的话，急需改变。各大电风扇厂商，也走向开拓创新之路。从风扇“标准之争”、风扇“能效论”到“环保公益”的营销，相信大家都能看到风扇行业蕴藏着的深刻的变革力量。此外，近两年来几大电风扇生产厂商掀起了电机“芯”大战，从而使得核心技术的竞争成为电扇最重要的较量，风扇的大变革如此可见一般。1.2研究现状及发展趋势中国的巨大市场，受到国内外小家电企业越来越多的关注和青睐。人们收入的提高，更加大大刺激了中国市场，这为小家电企业在国内的发展提供了充足的动力。这么多年来，国内的小家电企业大多仅仅停留在产品组装，缺乏自主创新能力，而仅仅看重短期的经济利益。这直接导致了国内小家电市场上产品种类少、产品功能特点单一、高技术含量低。也致使国内小家电企业的竞争力较弱，阻碍了其进一步发展。特别是在产品技术创新和中高端产品的竞争上，1 国内企业的实力就更加薄弱，这是急需改观的，否则，国内的这些企业仅仅是国外家电大企业的“加工车间”。提高风扇的智能化将是其技术创新中不可或缺的一环[2]。遥控器的出现，在一定程度上满足了人们这方面的追求！遥控器是由发明家RobertAdler在五十年代发明的。至于红外遥控则是在20世纪70年代逐渐发展起来的一种远程控制技术，它的原理就是利用红外线来传送控制信号，实现对控制对象的较远距离操纵，具体来讲，就是由发射器发出红外线指令信息，在受控对象中由接收器接收下来并对信号进行处理，从而实现对控制对象的各种功能的远程控制。红外遥控具有独立性、物理特性以及可见光相似性和较强的隐蔽性。随着红外遥控技术的出现和迅猛发展，它已经广泛地应用在各种电器上，而且红外遥控在电器中起到不可或缺的作用，电风扇自然也不例外。仅仅在电风扇面控制面板上设置按钮，实现短距离(10M以内)的红外遥控，虽然改变不大，但其带来的便捷则是显而易见的。随着红外遥控技术的成熟，使得基于红外遥控的智能电风扇开发起来相当简单，价格也相对低廉。红外遥控技术的成熟和广泛应用，加上近年来单片机技术的成熟，使得智能红外遥控系统成为了电风扇将来的发展趋势。目前红外遥控技术的实现有多种方法：包括利用单片机实现，基于HDL/FPGA的EDA数字系统设计方法实现红外遥控接收信号，以及基于CPLD的红外遥控设计和基于DSP的红外遥控设计的实现[3]，总之方法是各式各样的。下面就其中几类做简单介绍。(1)基于CPLD的红外遥控原理[4]CPLD是新型的复杂可编程逻辑器件，由于它集成度高、工作速度快，加上编程方便、可靠性强、价格较低，因而在工程设计中得到了广泛的应用。红外遥控有发射和接收两个组成部分。红外发射部分采用CPLD器件将待发送的二进制信号编码调制为一系列的脉冲串信号，通过红外发射管发射红外信号。红外接收部分采用价格便宜，性能可靠的一体化红外接收头SM0038接收和解调发射脉冲调制信号，再送给接收部分CPLD，经解码或识别后去控制相关对象。(2)基于EDA的设计方法实现红外遥控接收信号[5]基于HDL/FPGA的EDA数字系统设计方法有传统方法无可比拟的优越性；该方法设计灵活、修改方便、速度快，在数字系统设计中得到了广泛的应用，已经成为大规模集成电路设计最有效的一种手段。(3)基于HDL/FPGA设计方法现红外遥控接收信号系统[6]2 智能红外遥控电风扇的控制界面设计收发控制电路和显示驱动电路，统一由FPGA来完成。系统采用的红外接收芯片是IBM．3638N3，遥控发射采用红外发射二极管IR3014LED。外围电路包括4个LED数码管、8位74HCl64移位寄存器(两片)和系统统一50MHz晶振电路。接收端将接收到的customcode和datacode通过显示驱动电路从4个LED数码管上显示出来。(4)利用单片机实现的红外遥控技术本次设计就以AT89S51为核心芯片，实现红外遥控控制系统的设计。1.3课题研究的主要内容本次研究的主要内容与基本要求有：（1）显示设置：在风扇运行过程中，在显示界面上显示风扇的档位。（2）红外遥控：风扇可通过红外遥控器进行操纵。（3）键盘功能：包括三个按键，一个开关键，一个增加档位键以及一个减少档位键。（4）风速调节：通过风扇上的按键或者红外遥控器实现风速的16档调节。3 2技术介绍2.1AT89S51芯片的主要性能指标和单片机产品兼容的4kBytesFlash片内程序存储器、128bytes的随机存取数据存储器（RAM）、1000次擦写周期、全静态操作：0HZ～33HZ、三级加密程序存储器、32个外部双向输入/输出（I/O）口、2个16位定时器/计数器、5个中断源、全双工UART串行通道低功耗空闲和掉电模式、掉电后中断可唤醒、看门狗（WDT）定时器、片内振荡器和时钟电路、双数据指针。2.2AT89S51芯片管脚说明AT89S51芯片管脚图如图2-1。各个管脚具体功能如下：图2-1PDIP封装的AT89S51管脚图。VCC：提供电源。GND：接地。P0口：P0口为一个8位开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P0口的管脚写入1时，则默认为高阻输入。P0也能够用于外部程序数据存储器。在FLASH编程时，P0口作为原码输入口,当FLASH进行校验时，P0输出原码。P1口：P1口是一个由内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口管脚能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高电平，这是可用作输入，当P1口被外部电路下拉为低电平时，则输出电流。4 智能红外遥控电风扇的控制界面设计P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收输出4TTL门电流，当P2口写入1时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。P2口的管脚被外部电路拉低时，将输出电流。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写1后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。若外部下拉为低电平，P3口则输出电流。P3口除了作为普通I/O口，还有第二功能：P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2/INT0（外部中断0）P3.3/INT1（外部中断1）P3.4T0（记时器0外部输入）P3.5T1（记时器1外部输入）P3.6/WR（外部数据存储器写选通）P3.7/RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。[7]应用到的AT89S51芯片管脚简述:（1）XTAL1和XTAL2连接晶振电路。5 （2）RST连接复位电路。（3）P1.2，P1.3，P1.7口分别连接键盘的开关键，加档键和减档键。（4）P0.0-P0.7口连接数码显示管。（5）P3.2口连接红外接收头。（6）P2.5口连接驱动电机电路。2.3红外遥控技术红外线又称红外光波。在电磁波谱中，光波的波长范围为0.01微米~1000微米。其中波长为0.76微米~1000微米的光波为红外线。红外遥控就是利用红外线传送遥控指令的。[8]利用红外线能够很容易地实现较远距离信号控制，保证信息传输的高效、可靠。本次设计，红外遥控系统的发射集成电路采用芯片是SC6121，SC6121采用CMOS工艺制造，可接32按键（根据不同需求可选用按键数量，例如此次设计仅仅选用了其中3个按键）。SC6121的封装形式为SOP-20。SC6121的管脚排列如图2-2所示，内部框图如图2-3所示。[9]图2-2SC6121的管脚排列6 智能红外遥控电风扇的控制界面设计图2-3SC6121内部框图SC6121的主要参数如下：最大电源电压(VDD)：6.0伏输入电压（VIN）：0.3-VDD伏功耗（P）:250毫瓦存储温度：-40~+125摄氏度工作温度：-20~+75摄氏度[10]２.4PWM无级调速简介脉冲宽度调制(PWM),简称脉宽调制。脉冲宽度调制（PWM）是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。PWM信号仍然是数字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有(ON)，要么完全无(OFF)。电压或电流源是以一种通(ON)或断(OFF)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。通的时候即是直流供电被加到负载上的时候，断的时候即是供电被断开的时候。只要带宽足够，任何模拟值都可以使用PWM进行编码。[11]此次设计就是通过PWM，来改变输入脉冲的占空比，进而对电机进行无级调速。PWM的占空比决定输出到直流电机的平均电压，它调节的不是电流而是脉冲宽度，也就是调节方波高电平和低电平的时间比。例如，一个20%占7 空比波形，会有20%的高电平时间和80%的低电平时间，而一个60%占空比的波形则具有60%的高电平时间和40%的低电平时间。占空比越大,高电平时间越长，则输出的脉冲幅度越高，即电压越高。如果占空比为0%，那么高电平时间为0，则没有电压输出。如果占空比为100%，那么输出全部电压。所以通过调节占空比，可以实现调节输出电压的目的，而且输出电压可以无级连续调节。8 智能红外遥控电风扇的控制界面设计3智能红外遥控电风扇控制界面设计3.1各模块方案论证与比较3.1.1电机调速方案方案一：电机采用目前使用比较广泛的都抽头式交流电机，通过人工手动直接操纵或者可控硅控制、选择抽头，进而选择不同的电机线圈，以此来调节电机转速，进而完成对风扇不通风速的调节。此方案的工作原理如图3-1所示。[12]这种调节电机转速的方式，因其低廉的成本，应用于大多数传统类型的风扇中。但他有着控制功能单一的缺点，不能满足人们日益增长的物质需求，缺乏一定的市场潜力。图3-1方案一原理图方案二：采用直流电机或者是单相交流电机，电机的开关通过控制可控硅的导通角来实现，而可控硅的导通角的变化则通过控制调节电阻的大小来实现，其原理如图3-2。这种方案的不足之处就是电阻的调节难以把握，造成电机调速的控制过程不够精确。[13]9 图3-2电机调速方案二原理图方案三：采用直流电机，通过调节输入脉冲的占空比来完成对电机转速的控制。其原理大致如下：假使输入的为一个方波,高电平2MS,低电平3MS，那么这个方波的周期就是5MS，如果是高电平驱动那么高电平的时间持续越长，电机的转速就越快，在这种情况下，如若改变方波的占空比，将高电平该为3MS而低电平为2MS，电机转速自然变快。反之，如要降低电机的转速，也可通过调节占空比来实现。3.1.2人机交互界面方案选择人机交互界面的功能包括输入和输出两方面。输入较为简单，本设计包括按键（键盘）输入和红外遥控。输出可已选择数码管或者是液晶显示屏。尽管液晶显示屏能够显示较多、较复杂的信息，且美观大方，但其更加适合于一些高端的场合，应用于风扇上会降低风扇的性价比。而数码管成本低廉，虽然显示的信息量较少，但仅仅为了显示风扇的档位却绰绰有余，经过考虑本人决定选择数码管作为显示器件。本次设计中，风扇的档位有16级，因而需要2个数码管。3.2系统总体概述红外遥控系统的工作过程如图3-3所示。[14]红红编外外解驱按码发接码动键电射收电电路电电路路路路图3-3红外遥控的工作过程流程红外接收部分包括光电转换放大器、解调、解码电路。用AT89S51单片机作为核心芯片，采用红外HS0038B接收头，实现红外遥控。红外遥控的基本原理根据SC6121发射电路传送过来的发射信号，产生中断，CPU对中断进行控制处理，如果信息（数据）与预设的吻合，就进行解码，解出按键码后，进行程序控制，实现相应的功能（加减档，开关）。10 智能红外遥控电风扇的控制界面设计3.3总体框图智能红外遥控电风扇控制界面设计，包括键盘模块：共三个键，开关键，加减键；数码管显示模块：显示风扇运行状态；红外接收头；电机驱动模块：利用PWM改变输入脉冲的占空比，实现直流电机的无级调速。智能红外遥控电风扇控制版面框图如图3-4所示。红外线接当前运行状态收器AT89S51键盘风扇速度调节，共16档语音播报图3-4智能红外遥控电风扇控制界面总体框图11 4硬件电路设计智能红外遥控电风扇控制界面的原理总图，见附录图1。包括晶振电路，键盘输入模块，数码管显示模块，驱动电机模块，红外接收模块等。4.1键盘输入模块键盘输入模块如图4-1所示。各个按键作用自上而下依次为开关功能键，加档键，减档键。依次与AT89S51芯片的P1.2，P1.3，P1.7相连接。当按下按键后，电路导通，芯片管脚直接与地相连，处于低电平。系统就可以判别出到底按了哪个键，再进行相应控制。图4-1键盘模块原理图4.2红外遥控接收模块红外编码芯片可发出不同脉宽的脉冲组成的脉冲序列，最为常见的脉冲载波频率有38kHz和36kHz,其脉冲序列组成如图4-2所示。图中，引导段和同步段对于相同的编码芯片是相同的，即9ms低电平和4.5ms高电平；地址段为两个字节数据，第二个字节是第一个字节的反码，针对不同的遥控器，其编码也不相同；数据段也是两个字节组成，第二个字节是第一个字节的反码，对于不同的按键，数据段会不相同，按键的识别也正是根据数据段来判定。[15]在对脉冲序列的解码中，最主要的就是对0和1的判定，以38kHz的载波频率为例，其0为0.56ms的低电平和0.56ms的高电平组成，1为1.68ms的高电平和0.56ms的低电平组成。因而，准确地定时在解码中至关重要，利用单片机的中断系统和定时器可方便准确地实现这一功能。12 智能红外遥控电风扇的控制界面设计图4-2红外编码脉冲序列图在51系列单片机中，其内置计数器T0，T1可以受门控位GATE的控制而进行————————定时计数。当门控位GATE=“1”时，T0或T1的计数受INT0(对T0)和INT1(对————————T1)控制，即当TR0或TR1被置“1”，T0或T1被允许计数时，在INT0或INT1=————————“0”时，T0或T1并不马上开始工作，仅当INT0或INT1状态由低变高时T0或T1才开始计数。利用T0或T1的这一特性即可实现对脉宽的计量，通过将定时器0设置为受门控位控制的方法来测量脉宽采用了汇编语言来编制相应的实现接收编码，解码程序。4.3晶振电路晶振部分的电路图如图4-3所示。晶振电路是单片机系统里必不可少的一个部分，又叫晶体振荡器。它是利用晶体振荡稳定这一特性，结合单片机内部电路为系统提供一个稳定的时钟频率。图4-3晶振电路13 4.4数码管显示风扇档位模块数码管显示风扇档位模块的原理图如图4-4所示。两位数码管用于显示风扇（电机）的运行状态，当风扇停止转动是，数码管上显示“FF”,风扇运行是显示风扇目前所处的档位依次为：1-16。图4-4数码管显示风扇档位模块的原理图数码管编码方式如图4-5所示。数码管的8个显示笔画“a,b,c,d,e,f,g,h”，分别与AT89S51的P0.0，P0.6,P0.1，P0.4，P0.3，P0.7，P0.5，P0.2相连接。以此显示电机（风扇）运行时的档位。图4-5数码管的编码方式14 智能红外遥控电风扇的控制界面设计4.5电机驱动模块电机驱动模块的原理图如图4-6所示。这里采用的是直流电机，通过调节输入脉冲的占空比来控制电机的转速。因为芯片管脚输出的电流较小，不足以驱动电机转动。所以，电路中有Q1这个三极管，起到放大电流的作用，从而驱动电机。图4-6电机驱动模块的原理图15 ５软件设计5.1主程序流程图主程序流程图如图5-1所示。开等始主延显待初程示中始序时信断化息产生图5-1主程序流程图初始化代码：voidinit()//定时器初始化{TMOD=0x11；EA=1；ET0=1；TR0=0；ET1=1；TR1=0；IT0=1；//INT0为负边沿触发,(1：负边沿触发，0：低电平触发)EX0=1；//外部中断INT0开,(1：开，0：关)CodeTemp=0；//初始化红外编码字节缓存变量}延时代码：Ucharnum=16;uintf=3750;bitflang;sbitshuchu=P2^5;uchardataIRcode[4];//定义一个4字节的数组用来存储代码ucharCodeTemp;//编码字节缓存变量16 智能红外遥控电风扇的控制界面设计uchari,j,k;//延时用的循环变量uchardat=0;sbitIRsignal=P3^2;//HS0038接收头OUT端直接连P3.2(INT0)/**************************延时0.9ms子程序**********************/voidDelay0_9ms(void){ucharj,k;for(j=18;j>0;j--)for(k=20;k>0;k--);}/***************************延时1ms子程序**********************/voidDelay1ms(void){uchari,j;for(i=2;i>0;i--)for(j=230;j>0;j--);}/***************************延时4.5ms子程序**********************/voidDelay4_5ms(void){uchari,j;for(i=10;i>0;i--)for(j=225;j>0;j--);}/****************************延时子程序************************/中断：voidtime0()interrupt1//中断{TR0=0;shuchu=0;//脉宽延时TH1=time1h;TL1=time1l;TR1=1;}17 5.2红外编码与解码软件设计流程红外编码流程图如图5-2。[16]中断入口定时器初始化测量脉宽N是否结束Y解码处理接收结果接收下一组编码中断返回图5-2接收编码信号中断程序流程图18 智能红外遥控电风扇的控制界面设计红外解码流程图如图5-3所示：取编码内容检查N引导段？继续检查Y计数器复N是否0？继续检查Y结束图5-3解码子程序流程图红外接收解码主程序代码：voidint0(void)interrupt0using2{EX0=0;for(k=0;k<10;k++){Delay0_9ms();if(IRsignal==1)//如果0.9ms后IRsignal=1，说明不是引导码{k=10;break;}elseif(k==9)//如果持续了10×0.9ms=9ms的低电平，说明是引导码{while(IRsignal==0);Delay4_5ms();//跳过持续4.5ms的高电平for(i=0;i<4;i++)//分别读取4个字节{for(j=1;j<=8;j++)//每个字节8个bit的判断{while(IRsignal==0);//等待上升沿Delay0_9ms();//从上升沿那一时刻开始延时0.9ms，再判断IRsignal19 if(IRsignal==1)//如果IRsignal是"1",则向右移入一位"1"{Delay1ms();CodeTemp=CodeTemp|0x80;if(j<8)CodeTemp=CodeTemp>>1;}elseif(j<8)CodeTemp=CodeTemp>>1;//如果IRsignal是"0",则向右移一位，自动补"0"}IRcode[i]=CodeTemp;CodeTemp=0;}dat=IRcode[2];if(dat==0x45){flang=~flang;if(flang==1){TR1=1;}}if(dat==0x15){num++;f+=250;if(num>=17){num=1;f=500;}}if(dat==0x07){if(num>=2){num--;f-=250;}else{20 智能红外遥控电风扇的控制界面设计num=16;f=3750;}}dat=0;//delay(2);}}EX0=1;}voidjian(){switch(dat){//case0x45:num=1;break;//case0x46:num=2;break;//case0x47:num=3;break;//case0x44:num=4;break;//case0x40:num=5;break;//case0x43:num=6;break;//case0x07:P1=~0x07;break;//case0x15:P1=~0x08;break;//case0x09:P1=~0x09;break;//case0x16:P1=~0x0a;break;//case0x19:P1=~0x0b;break;//case0x0d:P1=~0x0c;break;//case0x0c:P1=~0X0d;break;//case0x18:P1=~0X0e;break;//case0x5e:P1=~0X0f;break;//case0x08:P1=~0x10;break;//case0x1c:P1=~0x11;break;//case0x5a:P1=~0x12;break;//case0x42:P1=~0x13;break;//case0x52:P1=~0x14;break;//case0x4a:P1=~0x15;break;}}21 /**************************主程序*************************//*voidmain(){IT0=1;//INT0为负边沿触发,(1：负边沿触发，0：低电平触发)EX0=1;//外部中断INT0开,(1：开，0：关)EA=1;//开所有中断CodeTemp=0;//初始化红外编码字节缓存变量delay(2);P2=~0x02;while(1){jian();dat=0;P1=0XFF;//停止输出P3_7=P3_6;//输入等于输出}}5.3电机调速软件设计流程实现电机调速的大致方法就是：产生一个基本频率的方波，配合定时器来改变方波的占空比，由于电机在高电平驱动时候转速较快，这样改变占空比之后，高电平驱动电机的时间就改变了，从而控制电机的转速。通过调节方波占空比来控制电机转速的流程图如图5-4所示。22 智能红外遥控电风扇的控制界面设计人工选择占空比确认基准占空比发电机速度频率的方生改变发生改波变图5-4电机转速调节流程图人工选择占空比代码：voidtime0()interrupt1//中断{TR0=0;shuchu=0;//脉宽延时TH1=time1h;TL1=time1l;TR1=1;}voidtimer1(void)interrupt3using2{TR1=0;shuchu=1;TH0=time0h;TL0=time0l;TR0=1;//}23 结论本次设计，针对市场上占有份额很大的电风扇行业面临空调等相似行业残酷竞争的大背景。提出了对现有传统电风扇进行改良的方案，在保证功能完善的前提下，维持风扇的价格，从而提高风扇的性价比，使风扇保持其原有的竞争力。在确立方案后，经过与老师、同学的探讨并付诸实践。事实上，该系统拥有一定的实用性，适合人们的日常生活。本次设计的智能红外遥控电风扇，与传统风扇相比的主要优势有：红外遥控与接收，简单的人际交互界面，更多级别的风速调整等。通过这次设计，我对AT89S51有了深刻的认识，也对无线红外遥控技术有了初步认识，对C语言的应用也更加熟练了，自己的动手能力也有所提高。总之，通过毕业设计，我深刻体会到要真正完成一件事情，并不能一蹴而就，需要有整体的构思和方法。处理事情要有毅力，对待难点要有耐心，只有一步一个脚印地走下去才可以取得成功。24 智能红外遥控电风扇的控制界面设计参考文献[1]张毅.红外遥控编码的软件识别接收法[J].重庆邮电学院学报（自然科学版）.2001[2]曾智刚.一种红外遥控信号的发送与接收[J].国外电子元器件.2003(02)[3]宋万杰，罗丰，吴顺君.CPLD技术及其应用[M].1999[4]吴彪，朱立新，赵佳.基于CPLD的红外遥控发射接收设计与仿真[J].电子工业学院学报.2005(05)[5]钱敏,曹云鹏,李文石.红外遥控收发数据通信系统的EDA实现[J].苏州大学电子信息学院微电子系,2005.[6]钱敏，曹云鹏，章敏，钱春花，张成，李运宁。基于FPGA/HDL的红外遥控接收信号解码器设计[J].苏州大学电子信息学院微电子系,2009[7]http://baike.baidu.com/view/1641206.htm?func=retitle.[8]胡汉才.单片机原理及其接口技术[M].北京：清华大学出版社，2006(03)[9]http://wenku.baidu.com/view/5c28bd88d0d233d4b14e69b9.html[10]朱光忠,吕梅蕾,杨子鸣.基于单片机的红外遥控开关控制器[J].浙江工业大学浙西分校学报.2006[11]http://baike.baidu.com/view/3658276.htm[12]陆东旭，甄钊博.自制简单的51开发板[J].电子制作,2008(01)[13]刘小春,首珩.无刷直流电动机的单片机控制[J].自动化技术与应用,2009(03)[14]ATMEL8-bitMicrocontroller.AT89C51ED2[J],2003(8)[15]ATMEL8-bitMicrocontrollerwith16K/32KBytesFlashAT89C51RB2/RC2[J],2005(6)[16]韩淑刚,叶录京,欧生元.单片机对通用红外遥控发射器信号的译码使用测试技术[J]，PracticalMeasurementTechnology,2001(7)25 附录附录一总电路图26 智能红外遥控电风扇的控制界面设计附录二实物图A附录三实物图B27 附录四实物图C附录五实物图D28 智能红外遥控电风扇的控制界面设计附录六PCB板图29 附录七主程序#include#include#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintunsignedcharcodeTab[]={0xDB,0x42,0x79,0x73,0xE2,0xB3,0xBB,0x43,0xFB,0xF3,0xEB,0xBA,0x99,0x7A,0xB9,0xA9};sbitwei_1=P2^7;sbitwei_2=P2^6;sbitk1=P1^2;sbitk2=P1^3;sbitk3=P1^7;uchartime0h,time0l,time1h,time1l;uinttime_set=9000;uchardisplay_data[2];voiddelay(uintz){uinta,b;for(a=z;a>0;a--)for(b=120;b>0;b--);}voidtimetoseg(){if(flang==1){display_data[0]=Tab[num/10];display_data[1]=Tab[num%10];}else30 智能红外遥控电风扇的控制界面设计{display_data[0]=0xa9;display_data[1]=0xa9;}}voidshaomiao(){P0=display_data[0];wei_1=0;delay(5);wei_1=1;P0=display_data[1];wei_2=0;delay(5);wei_2=1;}voidkey(){if(k1==0){delay(5);if(k1==0){flang=~flang;if(flang==1){TR1=1;}else{TR0=0;TR1=0;shuchu=1;}}doshaomiao();while(k1==0);}if(k2==0){delay(5);if(k2==0){31 num++;f+=250;if(num>=17){num=1;f=500;}}doshaomiao();while(k2==0);}if(k3==0){delay(5);if(k3==0){//num-=1;if(num>=2){num--;f-=250;}else{num=16;f=3750;}}doshaomiao();while(k3==0);}}voidinit()//定时器初始化{TMOD=0x11;EA=1;32 智能红外遥控电风扇的控制界面设计ET0=1;TR0=0;ET1=1;TR1=0;IT0=1;//INT0为负边沿触发,(1：负边沿触发，0：低电平触发)EX0=1;//外部中断INT0开,(1：开，0：关)CodeTemp=0;//初始化红外编码字节缓存变量}main(){init();while(1){timetoseg();shaomiao();key();jian();time0h=(65536-(time_set-f))/256;time0l=(65536-(time_set-f))%256;time1h=(65536-(time_set+f)+5000)/256;time1l=(65536-(time_set+f)+5000)%256;if(flang==0){TR0=0;TR1=0;shuchu=1;}}}voidtime0()interrupt1//中断33 {TR0=0;shuchu=0;//脉宽延时TH1=time1h;TL1=time1l;TR1=1;}voidtimer1(void)interrupt3using2{TR1=0;shuchu=1;TH0=time0h;TL0=time0l;TR0=1;//}34 智能红外遥控电风扇的控制界面设计文献综述智能红外遥控电风扇的控制界面设计1前言部分（阐明课题的研究背景和意义）改革开放以来，随着科学技术的日新月异，城乡居民的生活水平不断提高，社会节奏也越来越快，人们为了追求更高的生活品质，对方便快捷的生活方式的热情空前高涨！而在智能化飞速发展的今天，各式各样的智能化家用电器如，智能化空调，智能型全自动洗衣机等等，都不断进入到人们的生活中！然而这[1]些家电也都多多少少有其自身的问题：（1）就目前阶段，智能化还未处于普及阶段，因此即使是一般的智能家电也需要上千甚至几千的花费，这笔钱对于富有群体虽然不算什么，但对于中等收入的家庭来说还是相当昂贵的，尽管智能家电让人用起来舒适、便捷，但考虑到经济因素，可能一部分家庭会选择避而远之。如若放在一般底层收入者面前，则根本无法承担此项消费！（2）空调，电风扇以及洗衣机，电冰箱等等一直以来都是家庭必备的电器，随着智能电器的出现，而大量购置智能电器，必然导致这些传统电器被闲置，[2]造成一些很不必要的资源浪费!对比目前这些智能电器，本论文研究的关于《智能红外遥控电风扇的控制界面设计》，力求设计出一款更适合于中低层消费者的由红外遥控系统控制的[3]电扇，此产品具有如下实践价值和研究意义：（1）电扇的核心部分是对其单片机红外遥控系统采用模块设计，该模块体积小，价格低廉，用它来控制调节电扇，不仅简便可行，且使得整个电扇体积较小，操作灵活。而且由于电扇体积小，携带相当方便。而且这个模块还可拆卸下来用于其它类似系统，这样就大大增加了它的重复利用率，很大程度上降低了成本，为其在市场上普及，打下了坚实的基础。（2）此外，该红外遥控电风扇采用51单片机作为核心芯片，51单片机价格便宜，性能可靠，让消费者用起来更加安心。（3）当出现问题时，该电扇的红外遥控系统在维修上也具有很强的优势，假如其中的某个模块出现问题，由于系统是分开设计的，也不会影响到其它模块的使用，同时，出现问题的模块修理起来也不是很复杂，有时甚至可以自己[4]动手维修。这样，又大大降低了费用！（4）本设计的适用性比较强，只要对其中的电路稍加改装，就可以达到一定的工业价值。设计后的系统具有操作方简易，控制便捷的优点。35 智能红外遥控电风扇，相对于生活中传统的老式电风扇来说，更加符合人们日益增长的生活品质追求。但红外遥控功能的实现只是电风扇设计的一个小的方面，随着技术的进步与人们生活水平的提高，人们还会去研究更加方便适用，更加智能化的电风扇。2主题部分（阐明课题的国内外发展现状和发展方向，以及对这些问题的评述）最近几年，电风扇行业发生了很大变化。随着最近几年空调的不断普及和大众化，风扇行业被业内人士称之为“夕阳产业”，不在少数的认为，风扇将会被淘汰，留下的只是时间问题。不过很多人忽视了一点，就是环境压力越来越大，随着国家对环保的大力宣传，人们的环保节能意识夜在不断的增强，对于电风扇这种自然采风的健康方式也非常认同，就这样电风扇又重新回到了人[5]们的视线之中。2009年，中华环保联合会号召人们在世界环境日“多用一天风扇”，也标志着风扇回归主流。从风扇“标准之争”、风扇“能效论”到“环保公益”的营销，相信大家都能看到风扇行业蕴藏着的深刻的变革力量。近两年来，几大电风扇生产厂商掀起电机“芯”大战，从而使得核心技术的竞争成[6]为电扇最重要的较量。中国的巨大市场，受到国内外小家电企业越来越多的关注和青睐。人们收入的提高，更加大大刺激了中国市场，这为小家电企业在国内的发展提供了充足的动力。这么多年来，国内的小家电企业大多仅仅停留在产品组装，缺乏自主创新能力，而仅仅看重短期的经济利益。这直接导致了国内小家电市场上产品种类少、产品功能特点单一、高技术含量低。这直接导致了国内小家电企业的竞争力较弱，阻碍了其进一步发展。特别是在产品技术创新和中高端产品的竞争上，国内企业的实力就更加薄弱，这是急需改观的，否则，国内的这[7]些企业仅仅是国外家电大企业的“加工车间”。2009年以来，为了更好地刺激市场需求，拉动金融风暴下以来国内市场，改变市场需求紧缩的状态，国内众多家电企业实施了积极的价格扩张策略。通过价格调整，把高档产品价格降低到中，低档产品的价格水平，以更先进的技术来降低成本，实现产品功能多样、价格实惠的局面，有力地刺激市场需求。尤其是在目前的市场大环境下，[8]通过以“时间换空间”的方法，推动产品升级换代。随着科学技术的不断发展，人们的生活节奏越来越快，人们对方便、快捷的要求也不断增高！遥控器的出现，在一定程度上满足了人们这方面的追求！遥控器是由发明家RobertAdler在五十年代发明的。至于红外遥控则是在20世纪70年代逐渐发展起来的一种远程控制技术，它的原理就是利用红外线来传送控制信号，实现对控制对象的远距离操纵，具体来讲，就是由发射器发出红36 智能红外遥控电风扇的控制界面设计外线指令信息，在受控对象中由接收器接收下来并对信号进行处理，从而实现[9]对控制对象的各种功能的远程控制。[10]红外遥控具有独立性、物理特性以及可见光相似性和较强的隐蔽性。随着红外遥控技术的出现和迅猛发展，它已经广泛地应用在各种电器上，而且红外遥控在电器中起到不可或缺的作用，电风扇自然也不例外。仅仅在电风扇面控制面板上设置按钮，实现短距离(10M以内)的红外遥控，虽然改变不大，但其带来的便捷则是显而易见的。随着红外遥控技术的成熟，使得基于红外遥控的智能电风扇开发起来相当简单，价格也相对低廉。红外遥控技术的成熟和广泛应用，加上近年来单片机技术的成熟，使得智能红外遥控系统成为了电风扇[11]将来的发展趋势。近年来无论是国外市场还是国内市场的需求都成陡增的趋势，这促使了电风扇的发展。随着“智能化”浪潮的兴起，电风扇的功能也越来越多，越来越[12]贴进人们生活。因此，基于电风扇的开发和设计依然有着较大的实用价值。在现有市面上出现的多功能遥控电风扇的基础上，人们提出了一种新型的智能化电风扇，这种电风扇相对于过去的传统电风扇，添加了很多人性化的设计，如安全保护，倾倒保护，智能照明，智能调节风速等功能，使电风扇的设计更加人性化，这种人性化的设计大大地提高了电风扇行业的市场竞争力。而本设计就是以电风扇为对象，通过红外遥控实现电风扇的几种常用功能如：★多级调速功能：提供更多的风力级别（本设计中的智能红外遥控电扇风力有16档）和风型，提高用户的舒适度。★语音提示功能：按键均配有语音播报，以提供更人性化的服务。★液晶显示界面功能：在风扇运行过程中有显示界面提示运行的状态（如档位），美观大方。★红外遥控功能：遥控器和风扇之间采用红外通讯，提供远距离非接触式的风扇控制操作。这些鲜明而有特色的功能特点相对于传统的机械控制，体现出了其得天独厚的优势！3总结部分（将全文主题进行扼要总结，提出自己的见解并对进一步的发展方向做出预测）电风扇前景曾经有段时间内很不被看好，被认为在空调等同类产品的冲击下将会被逐渐淘汰，其实并非如此，有内部数据调查人士称，家用电风扇非但[13]没有随着空调的普及而淡出市场，相反近两年反而出现了销售复苏的局面。其主要有：首先，风扇和空调的降温效果不同，空调的制冷效果相当明显，可37 以快速有效地降低环境温度，但并非适合于所有人群，而电风扇的自然风则更加温和，因此更加适合老人儿童和体质较弱的人使用；其次，电风扇有其特有[14]的价格优势，在用电方面也很省，比较经济，而且安装和使用都非常简单。尽管电风扇有其市场优势，但传统电风扇还是有许多地方应当进行改良的，需要向智能化进一步迈进。智能电风扇添加了很多人性化的设计（譬如本次论文中所描述的红外遥控控制），才会大大提高电风扇的市场竞争力。我个人认为，电风扇作为一种老牌的电器，具有使用方便、价格低廉、体积小巧、降温效果温和等特点。但传统电扇的开关、调速、定时的单一功能已经不能满足市场的需求。随着空调的普及，电风扇的市场老大的地位受到了前所未有的冲击。不过，尽管现在空调在城市中的普及率已经相当广泛，并有替代电风扇的趋势，不过由于大部分中低收入家庭消费水平的限制，使得电风扇作为一个成熟家电中一员（尤其在中小城市以及乡村）,将来一段时间内仍然会[15]占有市场的大部分份额。与此同时电风扇厂家要求具有一定的危机感还是必须的，如何对陈旧的电风扇产品进行技术革新以进行市场突围成为各大厂家所必须直面的严峻问题。一边面对的是庞大的市场需求，另一面则面临的不仅仅是来自空调企业的压力，同时还有来自自身技术提升的发展压力。因此，加大对电风扇性能的研究力度，是符合人们现代生活水平的实际迫切要求的，也是各大风扇厂家实现更丰厚利润的要求！4参考文献[17]张毅.红外遥控编码的软件识别接收法[J].重庆邮电学院学报（自然科学版）.2001[18]曾智刚.一种红外遥控信号的发送与接收[J].国外电子元器件.2003(02)[19]宋万杰，罗丰，吴顺君.CPLD技术及其应用[M].1999[20]朱晓峰.基于DSP的智能电动执行机构的研制[J].南京理工大学学报.2007[21]施新华.利用单片机实现的红外遥控技术[J].上海电机学院学报.2006(03)[22]胡汉才.单片机原理及其接口技术[M].北京：清华大学出版社，2006(03)[23]陆东旭，甄钊博.自制简单的51开发板[J].电子制作,2008(01)[24]朱光忠,吕梅蕾,杨子鸣.基于单片机的红外遥控开关控制器[J].浙江工业大学浙西分校学报.2006[25]能昌会.时钟芯片DS1302在单片机系统中的应用[J].电子制作,2007(11)[26]刘小春,首珩.无刷直流电动机的单片机控制[J].自动化技术与应用,2009(03)[27]ATMEL8-bitMicrocontroller.AT89C51ED2[J],2003(8)38 智能红外遥控电风扇的控制界面设计[28]ATMEL8-bitMicrocontrollerwith16K/32KBytesFlashAT89C51RB2/RC2[J],2005(6)[29]韩淑刚,叶录京,欧生元.单片机对通用红外遥控发射器信号的译码使用测试技术[J]，PracticalMeasurementTechnology,2001(7)[30]钱敏,曹云鹏,李文石.红外遥控收发数据通信系统的EDA实现[J].苏州大学电子信息学院微电子系,2005.[15]吴彪，朱立新，赵佳.基于CPLD的红外遥控发射接收设计与仿真[J].电子工业学院学报.2005(05)39 开题报告智能红外遥控电风扇的控制界面设计1选题的背景、意义改革开放以来，随着科学技术的日新月异，城乡居民的生活水平不断提高，社会节奏也越来越快，人们为了追求更高的生活品质，对方便快捷的生活方式的热情空前高涨！而在智能化飞速发展的今天，各式各样的智能化家用电器如，智能化空调，智能型全自动洗衣机等等，都不断进入到人们的生活中！然而这[1]些家电也都多多少少有其自身的问题：（1）就目前阶段，智能化还未处于普及阶段，因此即使是一般的智能家电也需要上千甚至几千的花费，这笔钱对于富有群体虽然不算什么，但对于中等收入的家庭来说还是相当昂贵的，尽管智能家电让人用起来舒适、便捷，但考虑到经济因素，可能一部分家庭会选择避而远之。如若放在一般底层收入者面前，则根本无法承担此项消费！（2）空调，电风扇以及洗衣机，电冰箱等等一直以来都是家庭必备的电器，随着智能电器的出现，而大量购置智能电器，必然导致这些传统电器被闲置，造成一些很不必要的资源浪费!《智能红外遥控电风扇的控制界面设计》，力求设计出一款更适合于中低层消费者的由红外遥控系统控制的电扇，此产品具有如下实践价值和研究意义：（1）电扇的核心部分是对其单片机红外遥控系统采用模块设计，该模块体积小，价格低廉，用它来控制调节电扇，不仅简便可行，且使得整个电扇体积较小，操作灵活。而且由于电扇体积小，携带相当方便。而且这个模块还可拆卸下来用于其它类似系统，这样就大大增加了它的重复利用率，很大程度上降低了成本，为其在市场上普及，打下了坚实的基础。（2）红外遥控电风扇采用51单片机作为核心芯片，而51单片机早已是市场上成熟的产品，其价格相当便宜，而且性能得可靠程度也很有保证，以这样一款核心芯片开发出来的智能红外遥控电风扇让消费者用起来不但舒适，而且更省心，自然也不会对经济方面造成太大的压力。（3）在维修上，该电扇的红外遥控系统也具有很强的优势，由于是分开设计，一旦其中某个模块（不是核心模块）出现问题，也不会影响到其它模块的40 智能红外遥控电风扇的控制界面设计使用，使得电扇能够持续工作。同时，由于模块设计并不复杂出现问题时，可以更换模块坏掉部分也可以自己动手维修。这样，又可以大大降低费用！（4）本设计应用性比较强，只要对电路部分稍加改装，就可以达到一定的工业价值，真正的“以小见大”。设计后的系统具有操作方便，控制灵活等一些列的优点。智能红外遥控电风扇，相对于生活中传统的老式电风扇来说，更加符合人们日益增长的生活品质追求。但红外遥控功能的实现只是电风扇设计的一个小的方面，随着技术的进步与人们生活水平的提高，人们还会去研究更加方便适[2]用，更加智能化的电风扇。。但从近阶段来讲，此类智能红外遥控电扇还是有着其研究的意义的。2相关研究的最新成果及动态随着科学技术的不断发展，人们的生活节奏越来越快，人们对方便、快捷的要求也不断增高！遥控器的出现，在一定程度上满足了人们这方面的追求！遥控器是由发明家RobertAdler在五十年代发明的。至于红外遥控则是在20世纪70年代逐渐发展起来的一种远程控制技术，它的原理就是利用红外线来传送控制信号，实现对控制对象的远距离操纵，具体来讲，就是由发射器发出红外线指令信息，在受控对象中由接收器接收下来并对信号进行处理，从而实现对控制对象的各种功能的远程控制。[10]红外遥控具有独立性、物理特性以及可见光相似性和较强的隐蔽性。随着红外遥控技术的出现和迅猛发展，它已经广泛地应用在各种电器上，而且红外遥控在电器中起到不可或缺的作用，电风扇自然也不例外。仅仅在电风扇面控制面板上设置按钮，实现短距离(10M以内)的红外遥控，虽然改变不大，但其带来的便捷则是显而易见的。随着红外遥控技术的成熟，使得基于红外遥控的智能电风扇开发起来相当简单，价格也相对低廉。红外遥控技术的成熟和广泛应用，加上近年来单片机技术的成熟，使得智能红外遥控系统成为了电风扇[3]将来的发展趋势。。因此，红外遥控技术则成为此次研究课题能否成功的核心步骤。红外遥控技术因其性能稳定、结构简单、技术成熟等优点而在工业控制、仪器仪表、家电等领域中得到了广泛的应用。一般通常使用专用的配对编、解[4]码芯片，组成红外发射和接收电路，完成对设备或电器的远动控制。目前红外遥控技术的实现有多种方法：包括利用单片机实现，基于HDL/FPGA的EDA数字系统设计方法实现红外遥控接收信号，以及基于CPLD的41 红外遥控设计和基于DSP的红外遥控设计的实现，总之方法是各式各样的。下面就其中几类做简单介绍。(1)基于CPLD的红外遥控原理CPLD是新型的复杂可编程逻辑器件，由于它集成度高、工作速度快，加上编程方便、可靠性强、价格较低，因而在工程设计中得到了广泛的应用。[5]红外遥控有发射和接收两个组成部分。红外发射部分采用CPLD器件将待发送的二进制信号编码调制为一系列的脉冲串信号，通过红外发射管发射红外信号。红外接收部分采用价格便宜，性能可靠的一体化红外接收头SM0038接收和解调发射脉冲调制信号，再送给接收部分CPLD，经解码或识别后去控制相关[6]对象。[7](2)基于HDL／FPGA的EDA数字系统设计方法实现红外遥控接收信号基于HDL/FPGA的EDA数字系统设计方法有传统方法无可比拟的优越性；该方法设计灵活、修改方便、速度快，在数字系统设计中得到了广泛的应用，已经成为大规模集成电路设计最有效的一种手段。[8](3)基于HDL/FPGA的EDA数字系统设计方法现红外遥控接收信号系统收发控制电路和显示驱动电路，统一由FPGA来完成。系统采用的红外接收芯片是IBM．3638N3，遥控发射采用红外发射二极管IR3014LED。外围电路包括4个LED数码管、8位74HCl64移位寄存器(两片)和系统统一50MHz晶振电路(图中未列出)。接收端将接收到的customcode和datacode通过显示驱动电路从4个LED数码管上显示出来。[9](4)利用单片机实现的红外遥控技术近年来无论是国外市场还是国内市场的需求都成陡增的趋势，这促使了电风扇的发展。随着“智能化”浪潮的兴起，电风扇的功能也越来越多，越来越贴进人们生活。因此，基于电风扇的开发和设计依然有着较大的实用价值。在现有市面上出现的多功能遥控电风扇的基础上，人们提出了一种新型的智能化电风扇，这种电风扇相对于过去的传统电风扇，添加了很多人性化的设计，如安全保护，倾倒保护，智能照明，智能调节风速等功能，使电风扇的设计更加人性化，这种人性化的设计大大地提高了电风扇行业的市场竞争力。3课题的研究内容及拟采取的研究方法（技术路线）、研究难点及预期达到的目标（1）课题的研究内容：智能红外遥控电风扇的控制版面框图如图1。42 智能红外遥控电风扇的控制界面设计红外线接收器当前运行状态8051单片机键盘风扇速度，共16档语音播报图1红外遥控电风扇的控制版面框图本次设计就是以普通电风扇为对象，通过一定改装，使其能够由红外遥控实现电风扇的几种常用功能如：多级调速功能：提供更多的风力级别（本设计中的智能红外遥控电扇风力有16档）和风型，提高用户的舒适度。语音提示功能：按键均配有语音播报，以提供更人性化的服务。液晶显示界面功能：在风扇运行过程中有显示界面提示运行的状态（如档位），美观大方。红外遥控功能：遥控器和风扇之间采用红外通讯，提供远距离非接触式的风扇控制操作。（2）拟采取的研究方法（技术路线）利用51单片机实行红外遥控的方法即用某种编码芯片组成的发射电路发射编码，而将红外预接收电路预处理后的编码信号直接送人单片机中进行解码[11]处理。工作原理：[10]红外遥控的工作过程如图2所示。红红编外外解驱按码发接码动键电射收电电路电电路路路路图2红外遥控系统工作示意图红外编码芯片可发出不同脉宽的脉冲组成的脉冲序列，最为常见的脉冲载[12]波频率有38kHz和36kHz,其脉冲序列组成如图3所示。图中，引导段和同43 步段对于相同的编码芯片是相同的，即9ms低电平和4.5ms高电平；地址段为两个字节数据，第二个字节是第一个字节的反码，针对不同的遥控器，其编码也不相同；数据段也是两个字节组成，第二个字节是第一个字节的反码，对于不同的按键，数据段会不相同，按键的识别也正是根据数据段来判定。在对脉冲序列的解码中，最主要的就是对0和1的判定，以38kHz的载波频率为例，其0为0.56ms的低电平和0.56ms的高电平组成，1为1.68ms的高电平和0.56ms的低电平组成。因而，准确地定时在解码中至关重要，利用单片机的中断系统[13]和定时器可方便准确地实现这一功能。图3红外编码脉冲序列图编码及解码软件设计方案：在MCS-51系列单片机中，其内置计数器T0，T1可以受门控位GATE的控制————而进行定时计数。当门控位GATE=“1”时，T0或T1的计数受INT0(对T0)和————————INT1(对T1)控制，即当TR0或TR1被置“1”，T0或T1被允许计数时，在INT0————————————或INT1=“0”时，T0或T1并不马上开始工作，仅当INT0或INT1状态由低变高[14]时T0或T1才开始计数。利用T0或T1的这一特性即可实现对脉宽的计量，通过将定时器0设置为受门控位控制的方法来测量脉宽采用了汇编语言来编制[15]相应的实现接收编码，解码程序，设计流程图如图4和图5所示所示。中断入口取编码内容定时器初始化N引导继续检测量脉宽Y计数器N是否结束N是否为继续检Y查解码Y处理接收结44结接收下一组编码 智能红外遥控电风扇的控制界面设计图5解码子程序流程图图4接收编码信号中断程序流程图4研究工作详细进度和安排2010年11月23日—2010年12月5日布置毕业设计任务，讲解毕业设计的方法和步骤，查找、分析相关文献资料；2010年12月6日—2011年1月10初步拟定系统采取的研究方法、设计路线，完成文献综述、外文翻译的撰写；2011年1月11日—2011年3月5日整理相关资料，确定系统完成的主要功能，绘制系统的流程图。完成开题报告；2011年3月6日—2011年4月8日进行详细的系统分析，完成电路的设计，每周汇报情况、问题和进度一次，个人随时可通过电话、QQ、E—MAIL联系。开始撰写论文大纲及初稿；2011年4月9日—2011年5月3日系统开发、代码设计、系统调试、修改及优化阶段；2011年5月4日—2011年5月26日完成毕业论文并提交。5参考文献[31]张毅.红外遥控编码的软件识别接收法[J].重庆邮电学院学报（自然科学版）.2001[32]曾智刚.一种红外遥控信号的发送与接收[J].国外电子元器件.2003(02)[33]宋万杰，罗丰，吴顺君.CPLD技术及其应用[M].1999[34]朱晓峰.基于DSP的智能电动执行机构的研制[J].南京理工大学学报.2007[35]施新华.利用单片机实现的红外遥控技术[J].上海电机学院学报.2006(03)[36]胡汉才.单片机原理及其接口技术[M].北京：清华大学出版社，2006(03)[37]陆东旭，甄钊博.自制简单的51开发板[J].电子制作,2008(01)[38]朱光忠,吕梅蕾,杨子鸣.基于单片机的红外遥控开关控制器[J].浙江工业45 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