红外遥控电风扇控制系统设计

1、红外电风扇控制系统设计概述电风扇是 90 年代初期在珠角洲地区作做大量的研发和生产，并有专门的掩模作为主控使用，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发射、接收系统的原理，给出用 89C2051 作为接收系统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。电风扇控制系统分为两大部分：和电风扇控制板，下面分别加以描述。一、为了能远离距的控制电风扇，采用了红外。通常红外由发射和接

2、收两部分组成，发射部分由单片机 80C2051 等。接收部分装在电风扇的控制器内，由 89C51等。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、两级加密程序器、1288 位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、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 ）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 口矩阵式键盘，用 T1 产生定时中断，驱动 P3.3 产生一个 38K 的，作为红外线的调制基波。将发送的数据和 P

4、3.0 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，0 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很多，根据编码格式可以分成两大类，这里以运用比较广泛，比较容易的一类来加以说明，现以NEC 的 uPD6121G 组成发射电路为例说明编码原理。当按键按下后，即有码发出，所按的键不同编码也

5、不同。这种码具有以下特征：(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)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，防止不同机种码互相干扰。该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)在

6、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4563ms 之间。(4)其相关的波形图如下:（图 2）编码4.硬件设计硬件设计见电路原理图（3）所示。(图 3)电路原理图5.设计(1)采用中断的处理程序完成整个系统的操作，0 中断处理完成键盘扫描以及发送。(2)程序流程图：（图 4）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、电路。(1)CPU 板将单片机、控制、键盘组合在一起完成了人机。 用 AT89C51 单片机来作主控制，采用红外 T1838 接收头

7、，向可控硅 MC97A6 控制电机档位，具有红外功能。(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.设计:(1)红外输入在 P3.2（0），面板按键 P3.3（1）。(2)的过程：(图 12)编码(图 13)数据帧图形单片机收到一个中断