电风扇的智能红外遥控器系统设计毕业设计

1、电风扇的智能红外遥控器系统设计电风扇的智能红外遥控器系统设计 摘摘 要要 为了家用电风扇的使用更加方便快捷，以为了家用电风扇的使用更加方便快捷，以 C8051F020C8051F020 为主控模块，为主控模块，SM0038SM0038 为红外一体化接收发射管，设计了一个简易的单片机红外遥控电风扇系统。该为红外一体化接收发射管，设计了一个简易的单片机红外遥控电风扇系统。该系统设计实现了以下电风扇的基本功能：开关功能、调速功能，定时功能，风类选择系统设计实现了以下电风扇的基本功能：开关功能、调速功能，定时功能，风类选择功能。系统添加了防触电保安器，大幅提高了使用安全性。系统仿真表明，智能红外功能。

2、系统添加了防触电保安器，大幅提高了使用安全性。系统仿真表明，智能红外遥控风扇具有操作简单，实用性强，安全快捷等优点。遥控风扇具有操作简单，实用性强，安全快捷等优点。 关键词关键词 红外遥控红外遥控; ;信号调制信号调制; ;编码编码; ;解码解码TheThe DesignDesign ofof InfraredInfrared RemoteRemote ControlControl SystemSystem ofof IntelligentIntelligent ElectricElectric FanFanElectricalElectrical EngineeringEngineering

3、 andand AutomationAutomation SpecialtySpecialty CHENG-XiangCHENG-XiangAbstract:Abstract:ForFor moremore convenientconvenient andand quickquick ofof .with.with C8051F020C8051F020 asas thethe mainmain controlcontrol module,module, SM0038SM0038 asas thethe integrationintegration ofof infraredinfrared r

4、eceivingreceiving tubes,tubes, designeddesigned a a simplesimple micro-controllermicro-controller infraredinfrared remoteremote controlcontrol electricelectric fanfan system.system. UnderUnder thisthis systemsystem designdesign ofof thethe electricelectric fan:fan: switchswitch function,function, th

5、ethe functionfunction ofof speedspeed adjustment,adjustment, timingtiming function,function, wind,wind, classclass selectionselection functionfunction addedadded toto preventprevent electricelectric shockshock protector,protector, a a substantialsubstantial increaseincrease inin thethe useuse ofof s

6、ecurity.security. SystemSystem simulationsimulation showshow thatthat thethe intelligentintelligent infraredinfrared remoteremote controlcontrol fanfan , , strongstrong practicability,practicability, safesafe andand fast.fast. KeyKey words:words: InfraredInfrared RemoteRemote Control;SignalControl;S

7、ignal Modulation;Encoding;DecodingModulation;Encoding;Decoding1 / 24目目 录录1 1 引言引言 .1 11.11.1 课题的研究背景与意义课题的研究背景与意义.1 11.21.2 国、外发展现状国、外发展现状.1 11.31.3 系统结构组成系统结构组成.2 22 2 系统硬件电路的设计系统硬件电路的设计 .2 22.12.1 系统工作原理系统工作原理.2 22.22.2 系统主控模块设计系统主控模块设计.3 32.2.12.2.1 C8051F020C8051F020 单片机的引脚结构与功能说明单片机的引脚结构与功能说明.3

8、 32.2.22.2.2 C8051F020C8051F020 单片机的最小系统设计单片机的最小系统设计.4 42.32.3 发射端电路模块设计发射端电路模块设计.5 52.3.12.3.1 红外发射电路设计红外发射电路设计 .7 72.3.22.3.2 键盘电路设计键盘电路设计 .8 82.3.32.3.3 显示电路设计显示电路设计 .9 92.42.4 接收端电路模块设计接收端电路模块设计.11112.4.12.4.1 红外接收电路设计红外接收电路设计 .11112.4.22.4.2 键盘电路设计键盘电路设计 .12122.4.32.4.3 显示电路设计显示电路设计 .13132.4.42

9、.4.4 电源电路设计电源电路设计 .13132.52.5 电机控制电路电机控制电路.14142.5.12.5.1 电机工作原理电机工作原理 .14142.5.22.5.2 风的类型风的类型 .14142.5.32.5.3 工作方式工作方式 .15152.5.42.5.4 调速原理调速原理 .15152.5.52.5.5 调速方法调速方法 .16162.62.6 其它外围电路其它外围电路.16162 / 242.6.12.6.1 按键去抖动电路按键去抖动电路 .16162.6.22.6.2 防触电保安器防触电保安器 .17173 3 系统软件设计系统软件设计 .18183.13.1 红外发射端

10、程序设计红外发射端程序设计.18183.23.2 遥控码的发射遥控码的发射.18183.33.3 红外接收红外接收.20203.3.13.3.1 接收端程序设计接收端程序设计 .20203.3.23.3.2 数码帧的接收处理数码帧的接收处理 .20203.43.4 程序流程程序流程.21213.4.13.4.1 系统主程序流程图系统主程序流程图 .21213.4.23.4.2 各附程序流程图各附程序流程图 .22224 4 系统仿真与调试系统仿真与调试 .24244.14.1 编程环境编程环境.24244.24.2 系统仿真系统仿真.2424结束语结束语 .2626参考文献参考文献 .2727

11、附录附录 .2828致致 37371 / 241 1 引言引言1.1.1 1 课题的研究背景与意义课题的研究背景与意义科技的发展，科学技术的进步日新月异，导致社会节奏加快，因此人们对于方便，科技的发展，科学技术的进步日新月异，导致社会节奏加快，因此人们对于方便，智能的要求不断提高，遥控器能迎合这一需求。红外遥控是一种远距离，利用红外信智能的要求不断提高，遥控器能迎合这一需求。红外遥控是一种远距离，利用红外信号来操作的一种技术。由发射端发出指令，接收端处理信号，最终实现远距离的控制。号来操作的一种技术。由发射端发出指令，接收端处理信号，最终实现远距离的控制。红外遥控技术有很强的隐蔽性和穿透性，基

12、本适合各类场合，目前大部分电器运用红外遥控技术有很强的隐蔽性和穿透性，基本适合各类场合，目前大部分电器运用了红外遥控技术，电风扇也是其中之一。红外遥控是一个小小的科技创新，但随之而了红外遥控技术，电风扇也是其中之一。红外遥控是一个小小的科技创新，但随之而来的事极大的便利。此项技术的长足进步，也促使遥控风扇的设计更容易，造价更低来的事极大的便利。此项技术的长足进步，也促使遥控风扇的设计更容易，造价更低廉。作为一种常用的电器，电风扇具有体积轻巧、价格便宜、摆放方便等特点。空调廉。作为一种常用的电器，电风扇具有体积轻巧、价格便宜、摆放方便等特点。空调虽然现在在城市中已经相当普遍，而且有替代电风扇的趋

13、势，但是由于家庭消费水平虽然现在在城市中已经相当普遍，而且有替代电风扇的趋势，但是由于家庭消费水平所限，在将来的一段时间里，电风扇在中小城市和农村仍有较大的市场份额。所限，在将来的一段时间里，电风扇在中小城市和农村仍有较大的市场份额。市场的需求促使了电风扇的发展。市场的需求促使了电风扇的发展。 “智能化智能化”的兴起，使得电风扇的功能也越来越的兴起，使得电风扇的功能也越来越多，越来越贴进人们生活。在现有市场多功能红外遥控电风扇的基础上，提出了一种多，越来越贴进人们生活。在现有市场多功能红外遥控电风扇的基础上，提出了一种新型的智能电风扇，相对于旧式电风扇，智能电风扇设置了很多人性化的设计，如智新

14、型的智能电风扇，相对于旧式电风扇，智能电风扇设置了很多人性化的设计，如智能照明，安全保护，倾倒保护，智能照明等功能，使得电风扇更加人性化，相信其丰能照明，安全保护，倾倒保护，智能照明等功能，使得电风扇更加人性化，相信其丰富的功能、人性化的设计将会大大提高电风扇的市场竞争力。富的功能、人性化的设计将会大大提高电风扇的市场竞争力。1.21.2 国、外发展现状国、外发展现状随着电子制造业的不断发展，社会对生产率的要求越来越高，各行业都需要精良随着电子制造业的不断发展，社会对生产率的要求越来越高，各行业都需要精良高效、高可靠性的设备来满足要求。风扇老式家电的一类，曾被认为是空调产品冲击高效、高可靠性的

15、设备来满足要求。风扇老式家电的一类，曾被认为是空调产品冲击下的淘汰品；但电风拥有价格便宜、使用方便、体积小等特点。由于许多的家庭消费下的淘汰品；但电风拥有价格便宜、使用方便、体积小等特点。由于许多的家庭消费水平并不是很高，电风扇在中地区以与农村将来一段时间里还是会占有市场的许多份水平并不是很高，电风扇在中地区以与农村将来一段时间里还是会占有市场的许多份额，但老式电风扇功能简单，不能满足智能化的要求。为提高电风扇的市场竞争力，额，但老式电风扇功能简单，不能满足智能化的要求。为提高电风扇的市场竞争力，使之在技术含量上有所提高，且更加安全可靠，智能电风扇随之被提出。使之在技术含量上有所提高，且更加安

16、全可靠，智能电风扇随之被提出。相比之下，国外的只能电风扇起步较早，目前各类研究也比较成熟，电风扇在中相比之下，国外的只能电风扇起步较早，目前各类研究也比较成熟，电风扇在中2 / 24国仍然具有很大的市场，所以我国对电风扇的优化研究是很积极的。智能电风扇已经国仍然具有很大的市场，所以我国对电风扇的优化研究是很积极的。智能电风扇已经开始投入市场，目前这方面的技术已经成熟。下一阶段的研究将是使其更加人性化，开始投入市场，目前这方面的技术已经成熟。下一阶段的研究将是使其更加人性化，更好的满足不同群体的人的需求。美的等家电企业相继推出了大厦扇和学生扇，这是更好的满足不同群体的人的需求。美的等家电企业相继

17、推出了大厦扇和学生扇，这是针对不同的人群而专门研制的，具有智能化控制系统的电风扇。针对不同的人群而专门研制的，具有智能化控制系统的电风扇。 国外在电风扇方面的国外在电风扇方面的研究相对我国不那么积极，但是在智能化电器方面的研究却比我国更加成功研究相对我国不那么积极，但是在智能化电器方面的研究却比我国更加成功1.31.3 系统结构组成系统结构组成本设计方案就是以电风扇为对象，通过红外遥控系统来实现电风扇的几种常用功本设计方案就是以电风扇为对象，通过红外遥控系统来实现电风扇的几种常用功能，如：开关功能、调速功能、定时功能等的控制，相对于传统的机械控制，体现出能，如：开关功能、调速功能、定时功能等的

18、控制，相对于传统的机械控制，体现出了更加方便、更加快捷的优点。了更加方便、更加快捷的优点。系统由硬件和软件两部分组成，都采用了模块化的结构。其硬件接口部分主要包系统由硬件和软件两部分组成，都采用了模块化的结构。其硬件接口部分主要包括括 SMSM 红外接收模块、红外接收模块、LEDLED 显示模块、键盘处理模块、防触电保护模块。软件部分则包显示模块、键盘处理模块、防触电保护模块。软件部分则包含红外发生程序、红外接收程序和风扇控制程序。含红外发生程序、红外接收程序和风扇控制程序。C8051F020键盘功能输入遥控功能输入电机调速控制输出图图 1 1 系统组成框图系统组成框图2 2 系统硬件电路的设

19、计系统硬件电路的设计2.12.1 系统工作原理系统工作原理红外遥控是单向的红外通信方式，整个信号传输中，需要一个发射端和一个接收端。红外遥控是单向的红外通信方式，整个信号传输中，需要一个发射端和一个接收端。发送端采用单片机将待发送的二进制信号编码调制为一系列的脉冲串信号，通过红外发送端采用单片机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。红外接收端普遍采用价格便宜，性能可靠的一体化红外接收头发射管发射红外信号。红外接收端普遍采用价格便宜，性能可靠的一体化红外接收头3 / 24接收红外信号，它对信号进行放大后送解调电路将以调制的指令编码信号解调出来，接收红外信号

20、，它对信号进行放大后送解调电路将以调制的指令编码信号解调出来，即还原为编码信号，再送给单片机，经单片机解码并控制相关对象。即还原为编码信号，再送给单片机，经单片机解码并控制相关对象。2.22.2 系统主控模块设计系统主控模块设计系统采用的主控器是系统采用的主控器是 C8051F020C8051F020 单片机。单片机。C8051FC8051F 系列单片机就是一种典型的系列单片机就是一种典型的 SOCSOC型单片机，原是型单片机，原是 CygnalCygnal 公司的产品，该公司于公司的产品，该公司于 20032003 年并入年并入 SiliconSilicon LaboratoriesLabo

21、ratories 公公司。司。C8051FC8051F 系列具有与系列具有与 MCS-51MCS-51 单片机兼容的核，运用流水线式运算技术，不再把时钟单片机兼容的核，运用流水线式运算技术，不再把时钟周期以与机器周期进行细致区分，可以在执行指令的同一时刻，预处理接下来的指令，周期以与机器周期进行细致区分，可以在执行指令的同一时刻，预处理接下来的指令，增加了指令执行速率。其中增加了指令执行速率。其中 C8051F020C8051F020 是该系列单片机中功能较全，最具有代表性的是该系列单片机中功能较全，最具有代表性的一款一款 C8051F020C8051F020 提供以下标准功能：提供以下标准功

22、能：64k64k bytesbytes 字节字节 FlashFlash 存储器，存储器，43524352（4096+2564096+256）B B 的片的片 RAMRAM，6464 个数字个数字 IOIO 引脚，引脚，5 5 个通用的个通用的 1616 位定时器，硬件实现的位定时器，硬件实现的 SPI,SMBUsISPI,SMBUsIC C 和两个和两个 UARTUART 串行通接口，可寻址串行通接口，可寻址64KB64KB 地址空间的外部数据存贮器接口。模拟外设以与数字外设都能由固件使能或禁止，地址空间的外部数据存贮器接口。模拟外设以与数字外设都能由固件使能或禁止，配置。同时，配置。同时，F

23、lashFlash 存储器也可以在线系统重新编程，可用于不易失类数据储存，并可存储器也可以在线系统重新编程，可用于不易失类数据储存，并可以现场刷新以现场刷新 80518051 固件，支持断点、观察点、单步运行和停机命令固件，支持断点、观察点、单步运行和停机命令11。在使用。在使用 JTAGJTAG 引引脚都容许脚都容许 5V5V 的输入信号电压。的输入信号电压。C8051F020C8051F020 为为 100100 引脚引脚 TQFPTQFP 封装，如图封装，如图 2 2 所示。片原理所示。片原理框图如图框图如图 3 3 所示。所示。2.2.12.2.1 C8051F020C8051F020

24、 单片机的引脚结构与功能说明单片机的引脚结构与功能说明4 / 24图图 2 2 C8051F020C8051F020 芯片示意图芯片示意图2.2.22.2.2 C8051F020C8051F020 单片机的最小系统单片机的最小系统设计设计单片机最小系统设计如图单片机最小系统设计如图 3 3 所示所示：C8051F020电源电路复位电路仿真接口电路图图 3 3 C8051F020C8051F020 最小系统原理框图最小系统原理框图5 / 24（1 1）C8051FC8051F 系列系列 MCUMCU 振荡器振荡器每个每个 C8051FC8051F 系列系列 MCUMCU 都包含部振荡器以与外部振

25、荡器驱动电路，每个驱动电路都都包含部振荡器以与外部振荡器驱动电路，每个驱动电路都可以作系统时钟，可以作系统时钟，MCUMCU 在复位后从部振荡器启动。系统时钟能够在部和外部振荡器间切在复位后从部振荡器启动。系统时钟能够在部和外部振荡器间切换。也可以在选择的时候，让其中一个振荡器保持在允许状态，这样可以避免切换时换。也可以在选择的时候，让其中一个振荡器保持在允许状态，这样可以避免切换时的延迟。外部振荡器的可配置性是相当可观的，足以为用户带来多种选择的延迟。外部振荡器的可配置性是相当可观的，足以为用户带来多种选择22。时基信。时基信号可以来自外号可以来自外 CMOSCMOS 时钟源或者晶体谐振器，

26、瓷谐振器喝时钟源或者晶体谐振器，瓷谐振器喝 RCRC 组合电路以与外部电容也组合电路以与外部电容也可以。振荡器的工作方式是受可以。振荡器的工作方式是受 SFRSFR 控式，外各一个，即控式，外各一个，即 OSCICNOSCICN 部振荡器控制寄存器和部振荡器控制寄存器和OSCXCNOSCXCN 外部振荡器控制寄存器。外部振荡器控制寄存器。（2 2）C8051F020C8051F020 交叉开关配置交叉开关配置C8051F020C8051F020 单片机部的数字和模拟资源可以通过单片机部的数字和模拟资源可以通过 P0P3P0P3，3232 个个 IOIO 引脚使用。每个引脚使用。每个端口引脚可以

27、被定义为通用端口引脚可以被定义为通用 IO(GPIO),IO(GPIO),又可以分配给一个数字外设或功能（例如：又可以分配给一个数字外设或功能（例如：UART0UART0 或或 INT1INT1） ，如图所示。其中，如图所示。其中 P1P1 口的引脚可以用作口的引脚可以用作 ADC1ADC1 的模拟输入。设计者完全的模拟输入。设计者完全控制数字功能的引脚分配，只受控制数字功能的引脚分配，只受（3 3）端口）端口 IOIO 初始化步骤初始化步骤1 1）用端口输入方式寄存器（）用端口输入方式寄存器（PnMDINPnMDIN）选择所有的端口引脚输入方式（模拟或数字）选择所有的端口引脚输入方式（模拟或

28、数字） 。2 2）用端口输出方式寄存器（）用端口输出方式寄存器（PnMDOUTPnMDOUT）选择所有的端口引脚输出方式）选择所有的端口引脚输出方式）3 3）将引脚分配给要使用的外设）将引脚分配给要使用的外设4 4）使能交叉开关（）使能交叉开关（XBARE=1XBARE=1）（4 4）程序流程图）程序流程图6 / 24上电、复位功能模块n功能模块2功能模块1初始化程序图图 4 4 最小系统框图最小系统框图2.32.3 发射端电路模块设计发射端电路模块设计发射端电路：单片机系统与显示电路、红外发射电路、按键电路和稳压电路等组成。发射端电路：单片机系统与显示电路、红外发射电路、按键电路和稳压电路等

29、组成。C8051F020矩阵按键数码管显示红外发射管5V电源图图 5 5 手持式遥控器方框图手持式遥控器方框图1.1. C8051F020C8051F020 的功能：的功能：（1 1）高速、流水线结构的）高速、流水线结构的 80518051 兼容兼容 的的 CIP-51CIP-51 核（可达核（可达 25MIPS25MIPS）（2 2）64KB64KB 可重编程闪速存储器可重编程闪速存储器7 / 24（3 3）真正真正 1212 位、位、100ksps100ksps 的的 8 8 通道通道 ADCADC，带，带 PGAPGA （4 4）4352B4352B 的片的片 RAMRAM（5 5）可寻

30、址可寻址 64KB64KB 地址空间的外部数据存储器接口地址空间的外部数据存储器接口（6 6）硬件硬件 SPI.SMBusISPI.SMBusIC C 和两个和两个 UARTUART 串行接口串行接口（7 7）5 5 个通用个通用 1616 位定时器位定时器（8 8）两个两个 1212 位位 DACDAC （9 9）低耗空载和掉电方式。低耗空载和掉电方式。2.C8051F0202.C8051F020 端口输入输出端口输入输出SMBusPRT3CF寄存器T0，T1，T2比较器输出PCAUARTSPI数字交叉开关优先级译码器XBR0，XBR1，XBR2寄存器PRT0CF,PRT1CF,PRT2CF

31、寄存器P0 I/O单元P2 I/O单元P1 I/O单元P3 I/O单元P0.0P3.0P3.7P3.7P3.0P2.0P1.7P1.0P0.7P2.7P3P2P1P0 P0.0P0.7P2.0P2.7P1.0P1.7图图 6 6 端口端口 IOIO 功能框图功能框图MCUMCU 中有大量的数字资源需要通过数字中有大量的数字资源需要通过数字 IOIO 端口端口 P0P0，P1P1，P2P2 和和 P3P3 才能使用。端口才能使用。端口0 0、1 1、2 2 中的每个引脚既可以定义为对应的端口中的每个引脚既可以定义为对应的端口 IOIO，又可以分配给一个部非模拟资源，又可以分配给一个部非模拟资源，

32、如图如图 7 7 所示所示33。设计者对功能分配有完全的控制，只受所选器件可用引脚多少的限制。设计者对功能分配有完全的控制，只受所选器件可用引脚多少的限制。8 / 24这种灵活性分配得益于优先权交叉开关译码器的强大功能，无论交叉开关怎么配置，这种灵活性分配得益于优先权交叉开关译码器的强大功能，无论交叉开关怎么配置，端口端口 IOIO 引脚状态都能够被送到对应锁存器。引脚状态都能够被送到对应锁存器。引脚名称引脚名称引脚号引脚号引脚类型引脚类型说明说明VDDVDD18,2018,20数字电压源数字电压源DGNDDGND17,2117,21数字地数字地AV+AV+9,299,29模拟电压源模拟电压源

33、AGNDAGND8,308,30模拟地模拟地TCKTCK1414数字输入数字输入带部上拉的带部上拉的JTAGJTAG测试时钟测试时钟TMSTMS1313数字输入数字输入带部上拉的带部上拉的JTAGJTAG测试模式选择测试模式选择TDITDI1515数字输入数字输入带部上拉的带部上拉的JTAGJTAG测试数据输入测试数据输入TDOTDO1616数字输出数字输出带部上拉的带部上拉的JTAGJTAG测试数据输出测试数据输出XTAL1XTAL11010模拟输入模拟输入晶体输入晶体输入XTAL2XTAL21111模拟输出模拟输出晶体输出晶体输出RSTRST1212数字数字IOIO芯片复位芯片复位VREF

34、VREF3 3模拟模拟IOIO电压基准电压基准CP0+CP0+2 2模拟输入模拟输入比较器比较器0 0的同相输入端的同相输入端CP0-CP0-1 1模拟输入模拟输入比较器比较器0 0的反相输入端的反相输入端CP1+CP1+模拟输入模拟输入比较器比较器1 1的同相输入端的同相输入端CP1-CP1-模拟输入模拟输入比较器比较器1 1的反相输入端的反相输入端DAC0DAC03232模拟输出模拟输出数模转换输出口数模转换输出口0 0DAC1DAC13131模拟输出模拟输出数模转换输出口数模转换输出口1 1AIN0-AIN7AIN0-AIN74 47 7模拟输入模拟输入模拟模拟MIXMIX通道输入通道输

35、入0-70-7P0.0-P0.7P0.0-P0.71919、22222727数字数字IOIO端口端口0 0位位0-70-7P1.0-P1.7P1.0-P1.7数字数字IOIO端口端口1 1位位0-70-7P2.0-P2.7P2.0-P2.7数字数字IOIO端口端口2 2位位0-70-7P3.0-P3.7P3.0-P3.7数字数字IOIO端口端口3 3位位0-70-7表表 1 1 引脚定义引脚定义9 / 242.3.12.3.1 红外发射电路设计红外发射电路设计本遥控发射器采用码分制遥控方式。码分制红外遥控就是指令信号产生电信号以不本遥控发射器采用码分制遥控方式。码分制红外遥控就是指令信号产生电

36、信号以不同的脉冲编码（不同的脉冲数目与组合）代表不同的控制指令。同的脉冲编码（不同的脉冲数目与组合）代表不同的控制指令。在确定选择在确定选择 C8051F020C8051F020 作为本设计发射电路核心芯片和点触式开关作为控制键后，作为本设计发射电路核心芯片和点触式开关作为控制键后，加上一个简单红外发射电路和加上一个简单红外发射电路和 12M12M 晶体震荡器便可实现红外发射。晶体震荡器便可实现红外发射。红外发光二极管为发射部分的主要元件。由于红外发光二极管的部材料与普通二极红外发光二极管为发射部分的主要元件。由于红外发光二极管的部材料与普通二极管不同，所以它是一个特殊的发光二极管，在它的两端

37、加上一定的电压时，其发出来管不同，所以它是一个特殊的发光二极管，在它的两端加上一定的电压时，其发出来的是红外线不再是可见光。现在市面上常用的红外发光二极管的波长为的是红外线不再是可见光。现在市面上常用的红外发光二极管的波长为 940nm940nm，其与普，其与普通通 55 的发光二极管外形一样，但是颜色不同的发光二极管外形一样，但是颜色不同44。遥控发射通过键盘，每按下一个键，即产生具有不同的编码数字脉冲，这种代码指遥控发射通过键盘，每按下一个键，即产生具有不同的编码数字脉冲，这种代码指令信号调制在令信号调制在 40KHz40KHz 的载波上，激励红外光二极管产生不同的脉冲，通过空间传送到的载

38、波上，激励红外光二极管产生不同的脉冲，通过空间传送到受控机的遥控接收器。受控机的遥控接收器。P1P1 口作为按键部分，口作为按键部分，P0.7P0.7 口作为发射部分。电路图如图口作为发射部分。电路图如图 7 7 所示：所示：本系统采用本系统采用 PH303PH303 红外发射二极管，波长为红外发射二极管，波长为 940940，正向电压在，正向电压在 1.5V1.5V 以下。以下。R1红外发射管LEDNPNP0.7VCCP0.1发射部分按键部分图图 7 7 红外发射电路红外发射电路10 / 242.3.22.3.2 键盘电路设计键盘电路设计单片机系统的键盘主要有两种：一种是有编码键盘，另一种是

39、非编码键盘。单片机系统的键盘主要有两种：一种是有编码键盘，另一种是非编码键盘。编码键盘：包括按键和产生键码的硬件电路。当使用时，按下键盘上的按键，硬件编码键盘：包括按键和产生键码的硬件电路。当使用时，按下键盘上的按键，硬件电路就会产生这个键的代码（简称键码）电路就会产生这个键的代码（简称键码） ，在此时还会产生一个脉冲信号，脉冲信号传，在此时还会产生一个脉冲信号，脉冲信号传递给递给 CPUCPU 以接收键码。编码键盘的优点是编写程序简单而且使用方便；缺点所使用的以接收键码。编码键盘的优点是编写程序简单而且使用方便；缺点所使用的硬件复杂。硬件复杂。非编码键盘：排列成行或列矩阵形式是其按键的特点。

40、按键只能简单地实现接点的非编码键盘：排列成行或列矩阵形式是其按键的特点。按键只能简单地实现接点的接通或断开，所以要有与之相应的程序相配合，从而实现相应的键码，而且非编码键接通或断开，所以要有与之相应的程序相配合，从而实现相应的键码，而且非编码键盘的一个优点是不需要附加硬件电路盘的一个优点是不需要附加硬件电路55。为了简洁电路，使用非编码键盘。如图为了简洁电路，使用非编码键盘。如图 8 8 所示：所示：U1U6U8U10U5U7U9U11U12U14U16U118U13U15U17U19P10P11P12P136785P13P12P11P10图图 8 8 矩阵键盘原理图矩阵键盘原理图2.3.32

41、.3.3 显示电路设计显示电路设计显示器是一类比较多见的设备，其种类繁多，但在单片机实例中常用发光二极管显显示器是一类比较多见的设备，其种类繁多，但在单片机实例中常用发光二极管显示器示器(LED)(LED)以与液晶显示器（以与液晶显示器（LCDLCD）两种，由于这两种显示其结构简单，价格便宜，接）两种，由于这两种显示其结构简单，价格便宜，接11 / 24口容易实现，因而得到广泛应用。下面介绍口容易实现，因而得到广泛应用。下面介绍 LEDLED 的结构、工作原理以与它的接口电路。的结构、工作原理以与它的接口电路。LEDLED 显示器又称为数码管，它主要由显示器又称为数码管，它主要由 8 8 段发

42、光二极管组成，如图段发光二极管组成，如图 9 9 所示。图所示。图 9 9 中，中，agag为数字或字符显示段，为数字或字符显示段，-bin.-bin. SingleSingle chipchip microcomputermicrocomputer principleprinciple andand applicationapplication M.M. Wuhan:Wuhan: systemsystem andand simulationsimulation (PROTELDXP)(PROTELDXP) M.M. Zhengzhou:Zhengzhou: zhengzhouzhengzho

43、u universityuniversity press,2005.3:56-58press,2005.3:56-58附录附录部分仿真电路图部分仿真电路图12 / 24部分程序源代码部分程序源代码*主程序主程序* #includereg51.=P15;#include 0;0; i-)i-) 循环循环 600*255600*255 次次 机器在这里执行需要一段时间机器在这里执行需要一段时间 也就达到了延时效果也就达到了延时效果 for(jfor(j = = 110;110; j j 0;0; j-);j-); voidvoid restart()restart() 初始化程序初始化程序 EA=

44、1;EA=1;ET0=1;ET0=1;ET1=1;ET1=1;TMOD=0 x11;TMOD=0 x11;TH0TH0 = = 0 xB1;0 xB1;TL0TL0 = = 0 xE0;0 xE0;TH1TH1 = = 0 x3C;0 x3C;TL1TL1 = = 0 xB0;0 xB0;numnum =0;=0; 测试四个管都显示测试四个管都显示P2=0 xff;P2=0 xff;TR0=1;TR0=1;TR1=1;TR1=1;fly=0;fly=0;tf=0;tf=0;f1=0;f1=0;t1=0;t1=0;qs=0;qs=0;t3=0;t3=0;L1=1;L1=1;L2=1;L2=1;L

45、3=1;L3=1;style=0;style=0; 14 / 24voidvoid display()display()显示数码管程序显示数码管程序 baiwei=(num60)10;baiwei=(num60)10;shiwei=num60;xiaoshishiwei=num60;xiaoshifenwei=(num%60)10;shimiaofenwei=(num%60)10;shimiaomiao=num%10;miao=num%10; miaomiaoP0=0 x00;P0=0 x00;P2=0 x01;P2=0 x01;P0=pattern_P0baiwei;P0=pattern_P

46、0baiwei;delay(5);delay(5);P0=0 x00;P0=0 x00;P2=0 x02;P2=0 x02;P0=pattern_dPshiwei;P0=pattern_dPshiwei;delay(5);delay(5);P0=0 x00;P0=0 x00;P2=0 x04;P2=0 x04;P0=pattern_P0fenwei;P0=pattern_P0fenwei;delay(5);delay(5);P0=0 x00;P0=0 x00;P2=0 x08;P2=0 x08;P0=pattern_P0miao;P0=pattern_P0miao;delay(5);delay

47、(5); voidvoid pwn()pwn() 风速风速 1 1 秒转动占空比设定秒转动占空比设定 if(fly=0)if(fly=0) f1=0;f1=0; elseelse if(fly=1)if(fly=1) if(tf=10)if(tf=10) f1=1;f1=1;15 / 24elseelse f1=0;f1=0; elseelse if(fly=2)if(fly=2) if(tf=20)if(tf=20) f1=1;f1=1; elseelse f1=0;f1=0; elseelse if(fly=3)if(fly=3) if(tf=30)if(tf=30) f1=1;f1=1;

48、elseelse f1=0;f1=0; tf+;tf+;if(tf=50)if(tf=50) tf=0;tf=0; voidvoid t_seep()t_seep()档位处理档位处理 if(dwh=0)if(dwh=0) if(dw50)if(dw10)if(dw10) 16 / 24dw=dw-10;dw=dw-10; voidvoid fenglei()fenglei() 风类检测与判定风类检测与判定 if(pingchang=0)if(pingchang=0) style=1;style=1;L1=0;L1=0;L2=1;L2=1;L3=1;L3=1; elseelse if(ziran

49、=0)if(ziran=0) style=2;style=2;L1=1;L1=1;L2=0;L2=0;L3=1;L3=1; elseelse if(shuimian=0)if(shuimian=0) style=3;style=3;L1=1;L1=1;L2=1;L2=1;L3=0;L3=0; elseelse style=0;style=0; voidvoid qiangfeng()qiangfeng() if(qfs=2)if(qfs=2) 17 / 24fly+;fly+;qfs+;qfs+; elseelse if(qfs=3)if(qfs=3) qfs+;qfs+;fly=0;fly=0; elseelse if(qfs=4)if(qfs=4) fly=3;fly=3;qfs=0;qfs=0; voidvoid style_nima()style_nima() if(style!=0)if(style!=0) 风类有启动风类有启动 t3+;t3+;if(t3=80)if(t3=80) 判断是否四秒了判断是否四秒了 t3=0;t3=0;if(style=2)if(style=2) 判断是不是自然风判断