毕业设计(论文)-基于51单片机的红外遥控电风扇控制系统设计

1毕业设计（论文）论文题目：红外遥控电风扇所属系部：电子工程系指导教师：职称：学生姓名：学号:专业：毕业设计（论文）任务书2题目：红外遥控电风扇任务与要求：任务：①收集相关资料完成本课题的开题报告。②根据课题的内容设计电路，并完成电路的安装与调试。③完成本课题中的中英文摘要和本课题的相关内容。④完成论文，并总结课题的不足并改进。⑤思考本课题的不足并加以改进。要求：①以51系列单片机为核心设计一种新型遥控电风扇控制系统。②此新型风扇可以利用遥控进行远距离的操作。③接收和发射部分应利用红外技术。④完成对此操作系统的硬件设计已经软件部分的流程设计。时间：2010年8月31日至2010年10月23日共8周所属系部学生姓名学号：082011－15专业：指导单位或教研室：电子信息教研室指导教师：职称：3摘要本系统以51系列单片机为核心，目的在于开发一种新型遥控电风扇控制系统，该系统主要有遥控发射模块，风扇接收控制模块组成，使系统可以采用手动或遥控的方式进行控制。遥控的发射模块主要以AT89C51单片机为核心，外加键盘，和红外信号整形与发射电路一切组成遥控器。单片机主要完成信号的编码以及信号与载波的调制，调制信号经发射末端整形放大发射出。接收部分主要以AT89C51为主控中心，配以红外接收模块，电机驱动模块，液晶显示模块，以及相应的指示灯；红外接收模块，键盘，液晶驱动模块，指示灯共同完成人机交互功能；单片机主控中心接收各种输入，驱动液晶，指示灯，控制电机驱动模块来调节电机的转速。电机主要采用PWM无级调速。关键词遥控电风扇控制系统；红外发射机；红外接收；单片机；PWM无级调速4AbstractThesystemisof51seriessingle-chipmicrocomputerasthecore,todevelopanewtypeofremotecontrolsystem,thesystemfiredbyremotecontrolmodule,thefancontrolmodulereceivingthecomposition,thesystemcanberemoteormanuallycontrolled.RemoteControlTransmitterModuleAT89C2051mainlysingle-chipcore,plusakeyboardandinfraredsignalswiththelaunchofplasticcomponentswitharemotecontrolcircuit.Themainachievesingle-chipsignalencodingandsignalmodulationandcarriermodulationsignallaunchtheendoftheplasticsurgerytoenlargethelaunch.AT89C51areceivermoduleforthemaincontrolcenter,withinfraredreceivermodules,motordrivemodules,liquidcrystaldisplaymodule,acommonindicator.Achievehuman-computerinteractionfunction;singlechipmaincontrolcentertoreceiveavarietyofinput,driveliquidcrystal,led,motordrivecontrolmoduletoadjustthemotorspeed.DirectPWMmotorspeedcontrol.Keywords:EmoteFanControlSystem;InfraredEmission;InfraredReceiver;Single-chip;PWMSpeedControl5目录1绪论.....................................................................12.单片机..................................................................22.1单片机简介...........................................................22.2AT89C51简介..........................................................22.2.1AT89C51..........................................................22.2.2AT89C51芯片引脚..................................................32.2.3AT89C51中断系统..................................................52.2.4直接PWM技术的简介................................................53.遥控电风扇控制系统设计...................................................73.1遥控发射部分..........................................................73.2电风扇接收控制板......................................................83.3发射部分软硬件设计....................................................93.3.1发射部分硬件设计.................................................93.3.2遥控发射部分软件设计.............................................123.4.接收部分软硬件设计..................................................133.4.1接收控制部分硬件设计.............................................133.4.2接收控制部分软件设计.............................................174.仿真与调试..............................................................20结束语....................................................................23参考文献..................................................................24红外遥控电风扇11绪论在现实生活中风扇已经是日常生活中常用的电器，电风扇是通过通风换气来去热的。通风是电风扇的主要功能，也是消费者看重它的本质原因。电风扇具有价格低和耗电量小的优点，拥有庞大的目标消费群。现行市场上的风扇大多是手工操作，模拟调控为主要控制手段，价格低廉，功能简单，其智能化及自动化程度远远跟不上现代人的生活需求和应用要求；而且再功耗方面，一般风扇的电机调速方式单一，消费者选择空间不大，而且在效率方面，节能方面的表现的令人不满意。面对着市场压力和消费者的需求，放眼市场。各种特设功能的电风扇可谓是五花八门，各种附加的新功能，彰显了个性，也在无形中提高提高了电风扇的档次。而遥控电风扇也必将作为消费市场的新宠儿，为风扇行业增加新的亮点。而将微控制器嵌入到工业控制中，将会成为一种不可阻挡的趋势，微控制器强大的控制功能力将会使工业产品的功能和性能能有很大的提升。也对应了以下几个趋势，自动化和智能化，无线化，低功耗话等趋势。单片机和一般的数字和模拟芯片相比有着强大的功能，而且编程简单，因此利用单片机来实现对控制电机转速与类型十分理想。风扇的控制方法有很多种，比如有简单的利用机械方式进行定时控制，有用模拟和数字电子技术进行转速控制的。随着人们生活水平的提高，人们对风扇的要求也越来越高，不但要求风速能够控制，而且要求风种模式能够多种选择，随着单片机技术的不断发展，单片机已经广泛的用于各种家用电器中，它不仅大大提高了产品原有的产品的性能质量，而且产品成本有所降低，生产也更简便。同时通过单片机可以利用其本身的定与中断功能实现风扇的风种控制，而且风速的控制也有多种方法，但这里采用了通过单片机定时器输出脉宽调制PWM波控制占空比并外加一个由光耦合可控硅组成的驱动电路来控制电机的转速，通过键盘输入设置有不同占空比对应着电风扇的强、中、弱的风速。各功能状态使用液晶和发光二极管来显示。其次在电机调速方式上，随着加用电器产品变频技术的发展，单相电机的变频调速已经成为一种可行的方法，在这种调速系统中，脉宽调制（PWM）技术仍然是提高调速性能的主要手段，本文针对电风扇电机的调速要求，提出了采用直接PWM软件计算方法，并在51系列单片机AT89C51上实现，此方法很容易实现电机的调速，其PWM算法简单，易于实现，是一种较为实用的方法。红外遥控电风扇22.单片机2.1单片机简介单片机是一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管它的大部分功能集成在一个小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线，同时集成诸如通信接口、定时器、实时时钟等外围设备。单片机也被称为微控制器(Microcontroller),是因为它最早被用在工业控制领域。其次单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用，现代人类生活中几乎每件电子和机械产品中都汇集成有单片机。其次单片机最大的优点是，它是靠序的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的一些功能，这是别的器件需要费很大的力气才能做到的。现如今单片机的适用领域更为广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。2.2AT89C51简介2.2.1AT89C51AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM-FlashProgramMabelandErasableReadOnlyMemory)的低电压，高性能CMOS8微处理器，俗称单片机。其部件包括中央处理器、数据存储器RAM、程序存储器ROM、定时器/计数器和多种I/O接口电路。图2-1所示是89C51单片机的基本结构图图2-189C51单片机的结构1.89C51单片机的结构特点有以下几点:时钟电路CPU中断系统串行接口并行接口ROMRAM定时/计数器P0P1P2P31XD2XDINT1INT2红外遥控电风扇38位CPU片内振荡器及时钟电路32根I/O线外部存储器ROM和RAM,寻址范围个64KB两个16位的定时/计数器全双工串行口布尔处理器2.定时器/计数器89C51内部有两个16位的可编程定时/计数器，记为T0和T1。16为是指他们都是16位的触发器构成，可编程是指它们的工作方式由指令来设定，或者但计数器来使用，或者当定时器来用，并且计时的范围也可以有指令来设置。这种控制功能通过定时器的方式控制寄存器TMOD来完成的，如果需要，定时器在计到规定的定时值时可以向CPU发出中断申请，从而完成某种定时功能。在计数状态下同样也可以申请中断。定时器控制寄存器TCON用来负责启动定时的启动，停止以及中断管理。在定工作中，时钟由单片机内部提供，及系统时钟经过12分频后作为定时器的时钟。计数工作时，时钟脉冲有T0和T1输入。3.中断系统89C51的中断系统允许五个独立的中断源，即两个外部中断申请，两个定时/计数器中断以及一个串行口中断。外部中