红外遥控电风扇控制系统毕业设计论文.doc

红外遥控电风扇控制系统设计概述 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。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. 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、1288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。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28v，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.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。4.硬件设计：参见（图11）（图 11）电风扇控制板电路原理图5.软件设计:(1)红外遥控输入在 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;=电风扇红外发射（遥控器）程序=;按键说明：;k1：低风档，键值为 01;k2：中风档，键值为 02;k3：高风档，键值为 03;k4：彩灯档，键值为 04;k5：自然风档，键值为05;k6：睡眠风档，键值为06;k7：正常风档，键值为07;k8：定时档，键值为08;k9：开关机，键值为9;采用 41.5v 供电，用89c2051作cpu芯片，当没有按键按下时，进入待机状态;按键采用int0进行中断，只采用了8个按键;=$include(2051ram.inc);$include(reg51.inc)org0000hjmpmainorg0003h;int0的中断入口jmpkey_int0org000bh;t0的中断入口jmpfm_t0org0100h;-;进入主程序;-main:movr0,#7fh;预使用单元清0clramain0:movr0,adjnzr0,main0;清缓冲的地址单元值movsp,#60hmovp1,#00001111b;将p1置输入clrkeyonclrit0;设置电平触发setbpt0setbex0setbeamov40h,#0ffhmov41h,#0ffhmov42h,#0ffhclrdataoutclrfmout;38k的中断初始值movtmod,#02h;t0的工作方式2movth0,#0f7h;送初值setbfmoutclrtr0;1/3的高电平标志movr2,#02h;2/3的循环次数djnz40h,loop1djnz41h,loop1djnz42h,loop1movpcon,#01h;进入待机loop1:jmpmain;=;中断程序：完成其按键按下的标志位;=key_int0:pushaccpushpswclrex0mova,p1cplaanla,#0fhmovr2,a;将行号存入r2中movp1,#0f0h;将列置输入端mova,p1cplaanla,#0f0h;取列号并存入a中movr1,#03h;置列初号movr3,#03h;置循环次数clrcpint01:rlca;取列号jcpint01decr1djnzr3,pint01pint02:mova,r2;取行号movr2,#00hmovr3,#03h;置循环次数pint03:rrcajcpint04incr2djnzr3,pint03pint04:mova,r2clrcrlcarlcaadda,r1movsendbuf+2,a;键号存于32h单元中cplamovsendbuf+3,a;存键号的反码movsendbuf,#0ffh;系统码在30h单元中movsendbuf+1,#00h;系统反码在31h单元中lcallsendsetbet0;发送引导码setbtr0;启动t0lcallpp;发送一帧数据.包括系统码和数据码clrtr0;当发送完后关断定时器clret0;关t0的中断setbex0;执行完后打开外int0mov40h,#0ffhmov41h,#0ffhmov42h,#0ffhpoppswpopaccreti;=fm_t0:jbf0,it01djnzr2,gretmovr2,#2it01:cplfmoutcplf0gret:reti;=;引导脉冲子程序send:setbdataoutlcalldy9000usclrdataoutlcalldy4500usret;=;发送四个缓冲单元中的内容程序：pp:movr3,#4;发送的字节数movr1,sendbufpp0:movr2,#08h;让其循环8次mova,r1;将数据首址clrc;清cypp1:rrca;右环移带进位jcone;若c等1zer0:setbdataout;若c等0calldy562usclrdataoutcalldy562usone:setbdataoutcalldy562usclrdataoutcalldy1687usdjnzr2,pp1incr1djnzr3,pp0;等四个字节的发送完ret;=dy1687us:movr31,#38l2: push r31l3: djnz r31,l3 pop r31 djnz r31,l2 ret;=dy562us:movr31,#20l22: push r31l33: djnz r31,l33 pop r31 djnz r31,l22 ret;=;延时9000us子程序:dy9000us:movr31,#91l2a: push r31l3a: djnz r31,l3a pop r31 djnz r31,l2a ret;=;延时4500us子程序dy4500us:movr31,#67l2b: push r31l3b: djnz r31,l3b pop r31 djnz r31,l2b ret;=dy10s:movr6,#10l2c:movr4,#2l3c:movr5,#248djnzr5,$djnzr4,l3cdjnzr6,l2cretendinc文件内容;-; at89c2051 内存ram分配 fiel = 2051ram.inc;-$save$nolistr31data1fhkeyonbit20h.0;按键按下的标志sendbufdata30h;定义发送系统码缓冲的地址fmoutbitp3.3;38k输出dataoutbitp3.0;数据输出$restore;=电风扇红外接收(控制板)程序=;用89c51单片机来作主芯片控制，采用红外1838接收头,可控硅采用mc97a6;风扇具有红外遥控功能;k1：低档，相应的指示灯亮 ,中档，相应的指示灯亮 , 高档，相应的指示灯亮;k2：彩灯，相应的指示灯亮;k3：自然风控制 睡眠风的控制正常风的控制;k4：定时30分钟，1小时，2小时，4小时;k5:开关机功能;自然风的处理流程：停-开低档-延时6秒-开中档-;延时6秒-开高档-循环;睡眠风的处理流程：停6s-开低档10s-停延时10s-开中档10s-;停延时10s-开高档10s-循环;正常风的处理流程：开低档10s- 开中档10s- 开高档10s- 循环;=$include(reg51.inc)$include(89c51ram.inc)org0000hjmpstartorg0003hjmpjish_int0;红外遥控中断设置org000bhjmplp0;定时中断org0013hjmpkey_int1;按键中断org0100hstart:movr0,#7fh;预使用单元清0clramain0:movr0,adjnzr0,main0movsp,#60hmovtmod,#01hmovth0,#3ch;定时50msmovtl0,#0b0hsetbllow;关低风setbmdi;关中风setbhight;关高风setbllap;关彩灯movp0,#0ffh;关所有的指示灯setbex0setbex1setbea;cpu开中main:jblkeyon,keyhandle;检按键标志位jbrec,keyhandle;检接收中断标志位jmpmain;转主程序;=;键值的处理的程序;键盘处理程序;k1键:完成弱、中、强控制,相应的指示灯点亮;k2键:完成彩灯控制,相应的指示灯点亮;k3键:完成自然风、睡眠风、正常风的控制,相应的指示灯点亮;k4键:完成定时的控制,同时0.5h,1h,2h,4h,相应的指示灯点亮;k5键:开/关机;=keyhandle:clrlkeyonclrlrecmova,mrdcjnea,#01h,key2;当键值=01h时,;-;低、中、高、的控制;-key1:jbdang01,difengjbdang02,zhongfeng;dang02 中档标志位jbdang03,qiangfeng;dang03 强档标志位jmpmain;-;低档控制difeng:jnbdang01,fan0setbllow;完成了低档的程序,关低setbmdi;关中setbhight;关高calldy20ms;保证三个scr全部为关断状态clrllow;开低风clrled_l;开低档指示灯clrdang01fan0:jmpmain;-;中档控制zhongfeng:jnbdang02,fan0setbllow;关低setbmdi;关中setbhight;关高calldy20ms;保证三个scr全部为关断状态clrmdiclrled_mclrdang02ajmpmain;跳转到;-;高档控制qiangfeng:jnbdang03,fan0setbllow;关低setbmdi;关中setbhight;关高calldy20ms;保证三个scr全部为关断状态clrhightclrled_hclrdang03ajmpmain;跳转到;-;彩灯控制;-key2:cjnea,#02h,key3;k4的处理程序彩灯的处理程序jbplap,led1clrllap;第一次按时将彩灯打开，clrled_lapsetbplapjmpmain;返回led1:setbllap;第二次按时将彩灯关断setbled_lapclrplapjmpmain;跳转到;-;风类处理过程;-key3:cjnea,#03h,key4_a;k3的处理程序处理风类jbsmf,skeepjbzcf,spring_ajbzrf,watermjmpmainkey4_a:jmpkey4spring_a:jmpspring;-;自然风控制waterm:jnbzrf,fan1clrzrfsetbllow;处理自然风,关低中高setbmdisetbhightjblrec,zhuan0;查询jblkeyon,zhuan0;查询calldy6sclrllowjblrec,zhuan0;查询jblkeyon,zhuan0;查询calldy6ssetbllow;关低中高setbmdisetbhightjblrec,zhuan0;查询jblkeyon,zhuan0;查询calldy20msclrmdijblrec,zhuan0;查询jblkeyon,zhuan0;查询calldy6ssetbllow;关低中高setbmdisetbhightjblrec,zhuan0;查询jblkeyon,zhuan0;查询calldy20msclrhightcalldy6sajmpwatermzhuan0:setbsmffan1:jmpmain;-;睡眠风控制skeep:jnbsmf,fan2clrsmfsleep1:setbllow;处理睡眠风,关低中高setbmdisetbhightjblrec,zhuan1;查询jblkeyon,zhuan1;查询calldy6sclrllow;开低档jblrec,zhuan1;查询jblkeyon,zhuan1;查询calldy10ssetbllow;关低中高setbmdisetbhightjblrec,zhuan1;查询jblkeyon,zhuan1;查询calldy10sclrmdi;开中档jblrec,zhuan1;查询jblkeyon,zhuan1;查询calldy10ssetbllow;关低中高setbmdisetbhightjblrec,zhuan1;查询jblkeyon,zhuan1;查询calldy10ssetbllow;关低中高setbmdisetbhightjblrec,zhuan1;查询jblkeyon,zhuan1;查询calldy10sclrhight;开高档jblrec,zhuan1;查询jblkeyon,zhuan1;查询calldy10ssetbllow;关低中高setbmdisetbhightjblrec,zhuan1;查询jblkeyon,zhuan1;查询calldy10sajmpskeepzhuan1:clrsmfsetbzcffan2:jmpmain;-;正常风控制spring:jnbzcf,fan3clrzcfspring1:setbllow;处理正常风,关低中高setbmdisetbhightcalldy20msclrllow;开低档jblrec,zhuan2;查询jblkeyon,zhuan2;查询calldy10ssetbllow;关低中高setbmdisetbhightlcalldy20msjblrec,zhuan2;查询jblkeyon,zhuan2;查询clrmdi;开中档calldy10ssetbllow;关低中高setbmdisetbhightlcalldy20msjblrec,zhuan2;查询jblkeyon,zhuan2;查询clrhight;开高档calldy10sajmpspringzhuan2:clrzcffan3:jmpmain;-;定时控制;-key4:cjnea,#04h,key5;k4的定时的处理程序jbsj01,dy1hjbsj02,dy2hjbsj03,dy4hjnbsj00,fan4clrsj00setbtr0;0 5h处理jmpmaindy1h:jnbsj01,fan4clrsj01setbtr0jmpmaindy2h:jnbsj02,fan4clrsj02setbtr0jmpmaindy4h:jnbsj03,fan4clrsj02setbtr0fan4:jmpmain;-;开关机;-key5:cjnea,#05h,pother;开关机处理程序jbkai,guanclrmdiclrled_msetbkaijmpmain;返guan:setbllow;关低中高setbmdisetbhightclrkaijmpmainpother:jmpmain;其他键的不处理直接返回;=;t0定时中断处理;=lp0:pushacc;中断处理pushpswmovth0,#3ch;定时50msmovtl0,#0b0hdjnzcuzhi,gret;1s到后向下执行movcuzhi,#20;给50ms的寄存器给初值incsenmova,sencjnea,#60,gret;1分钟到后向下执行incminmova,minjbsj01,loop_1h;定时1小时的处理jbsj02,loop_2h;定时2小时的处理jbsj03,loop_4h;定时4小时的处理cjnea,#30,gret;半小时到后向下执行movp1,#0ffh;关断所有档位movp0,#0ffhsetbsj01;将1h的标志位进行置 1jmpgretloop_1h:cjnea,#60,gret;1小时到后向下执行movp1,#0ffhmovp0,#0ffhclrsj01;将1h的标志位进行置 0setbsj02;将2h的标志位进行置 1jmpgretloop_2h:cjnea,#60,gret;1小时到后向下执行inchourmova,hourcjnea,#2,gretmovp1,#0ffh;关断movp0,#0ffhclrsj02;关断2h的标志位setbsj03;将4h的标志位进行置位jmpgret;中断返回loop_4h:cjnea,#60,gret;1小时到后向下执行inchourmova,hourcjnea,#4,gret;4小时到后向下执行movp1,#0ffh;关断movp0,#0ffhclrsj03;将4h的标志位进行清零jmpgret;中断返回gret:clrtr0poppswpopaccreti;=;int0中断处理程序：对接收数据进行接收;=jish_int0:pushaccpushpswclrex0;关断中断movr6,#10;避开9ms时间的引导码sb:calldy882usjbp3.2,exit;,ex检测为1时退出djnzr6,sb;检测为0时，引导码过jnbp3.2,$;检测为0时，等待acalldy4700us;避开4。5ms时间的引导码movr7,#16;避开系统码jjjja:jnbp3.2,$lcalldy882usmovc,p3.2;将p3.2送c中jncuuua;若c=0则转lcalldy1000usuuua:djnzr7,jjjjamovr1,#mrdmovr2,#2pp:movr3,#8;右移的次数jjjj:jnbp3.2,$;=0则等lcalldy882usmovc,p3.2;送c中jncuuulcalldy1000usuuu:mova,r1;送存贮的首址rrcamovr1,a;送存贮单元中djnzr3,jjjj;完成一个字节，没完则incr1djnzr2,ppmova,mrdcplacjnea,31h,exit;进行数据码和数据的反码进行比较exit:poppswpopaccsetblrec;置rec的标志位setbex0;打开int0的中断reti;=;int1的中断处理;=key_int1:pushaccpushpswclrex1;关断int1lcallscankeycallkey_k10;置高、中、低的标志位callfeng_3;置风类的标志位calljs;置定时时间标志位setblkeyon;按键标志位setbex1;打开中断位poppswpopaccreti;-;定时的置位标志程序;-js:clrsj00clrsj01clrsj02clrsj03mova,mrdcjnea,#04h,key_k4d;inctimemova,timecjnea,#5,key_k4movtime,#1key_k4:mova,timecjnea,#1,key_k4a;等1则置zrfsetbsj00jmpkey_k4dkey_k4a:cjnea,#2,key_k4b;等2则置smfsetbsj01jmpkey_k4dkey_k4b:cjnea,#3,key_k4c;等3则置zcfsetbsj02jmpkey_k4dkey_k4c:cjnea,#4,key_k4d;等3则置zcfsetbsj03jmpkey_k4dkey_k4d:ret;-;高中低档的置标志位子程序;-key_k10:clrdang01clrdang02clrdang03mova,mrdcjnea,#01h,key_k1c;incfengmova,fengcjnea,#4,key_k1movfeng,#1key_k1:mova,fengcjnea,#1,key_k1asetbdang01jmpkey_k1ckey_k1a:cjnea,#2,key_k1bsetbdang02jmpkey_k1ckey_k1b:cjnea,#3,key_k1csetbdang03jmpkey_k1ckey_k1c:ret;-;自然风、睡眠风、正常风的置标志位子程序;-feng_3:clrzrfclrsmfclrzcfmova,mrdcjnea,#03h,key_k3c;incfleimova,fleicjnea,#4,key_k3movflei,#1key_k3:mova,fleicjnea,#1,key_k3a;等1则置zrfsetbzrfjmpkey_k3ckey_k3a:cjnea,#2,key_k3b;等2则置smfsetbsmfjmp