電風扇紅外線遙控發射和接收系統原理畢業論文(更新版)

　　

【正文】 情，要做的僅僅只有一件，就是重新裝入預置數，再開始計數，而且中間不要任何延遲，可見這個任務，用方式2來完成是最妙不過了。 GATE：看圖，當我們選擇了定時或計數工作方式后，定時/計數脈沖卻不一定能到達計數器端，中間還有一個開關，顯然這個開關不合上，計數脈沖就沒法過去，那么開關什么時候過去呢？有兩種情況（1）GATE=0，分析一下邏輯，GATE非后是1，進入或門，或門總是輸出1，和或門的另一個輸入端INT1無關，在這種情況下，開關的打開、合上只取決于TR1，只要TR1是1，開關就合上，計數脈沖得以暢通無阻，而如果TR1等于0則開關打開，計數脈沖無法通過，因此定時/計數是否工作，只取決于TR1。分別用于控制T1和T0，至于這里面是什么意思，我們下面介紹。一旦TF0由0變成1，就是產生了變化，產生了變化就會引發事件，就象定時的時間一到，鬧鐘就會響一樣。那么提供定時器的計數源是什么呢？看圖1，原來就是由單片機的晶振經過12分頻后獲得的一個脈沖源。例：錄音機上的計數器、家里面用的電度表、汽車上的里程表等等，再舉一個工業生產中的例子，電線生產出來之后要計米，也就是測量長度，怎么測法呢？用尺量？不現實，太長不說，要一邊做一邊量呢，怎么辦呢？行業中有很巧妙的方法，用一個周長是1米的輪子，將電纜繞在上面一周，由線帶輪轉，這樣輪轉一周不就是線長1米嘛，所以只要記下輪轉了多少圈，就可以知道走過的線有多長了。方法是對鍵盤的行線進行掃描。1. 1. 2. 判斷閉合鍵所在的位置 在確認有鍵按下后，即可進入確定具體閉合鍵的過程。1. 矩陣式鍵盤的按鍵識別方法 確定矩陣式鍵盤上何鍵被按下介紹一種“行掃描法”。 矩陣式鍵盤的結構與工作原理： 在鍵盤中按鍵數量較多時，為了減少I/O口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式，如圖1所示。如果UpDown=1，則向上流動MOV A,LAMPCODERL A 。設置有鍵按下的標志K_RET: ORL P3,00111100B 。ORL P3,00111100B 。延時程序，鍵盤處理中調用KEYPROC:MOV A,B 。啟動時處于停止狀態MOV LAMPCODE,0FEH 。將每個按鍵的一端接到單片機的I/O口，另一端接地，這是最簡單的方法，如圖3所示是實驗板上按鍵的接法， 、。軟件法其實很簡單，就是在單片機獲得P1。在下圖中，當開圖2—3 觸點式按鍵關S未被按下時，S閉合后，P1。中斷程序完成后，一定要執行一條RETI指令，執行這條指令后，CPU將會把堆棧中保存著的地址取出，送回PC，那么程序就會從主程序的中斷處繼續往下執行了。在下列三種情況之一時，CPU將封鎖對中斷的響應：1. CPU正在處理一個同級或更高級別的中斷請求。響應次序為：定時器0－＞外中斷1－＞外中斷0－＞實時器1－＞串行中斷。寫到這里，大家應當明白，為什么前面有一些程序一開始我們這樣寫：ORG 0000HLJMP STARTORG 0030HSTART：這樣寫的目地，就是為了讓出中斷源所占用的向量地址。TF1：與TF0類似。在內部的TCON中有四位是與外中斷有關的。在這5個入口地址處存放有中斷處理程序（這是程序編寫時放在那兒的，如果沒把中斷程序放在那兒，就錯了，中斷程序就不能被執行）。總之這里存在一個優先級的問題，單片機中也是如此，也有優先級的問題。掉電模式下，保存RAM數據，時鐘振蕩停止，同時停止芯片內其它功能。 此外，80C51還可工作于低功耗模式，可通過兩種軟件選擇空閑和掉電模式。 MCS51單片機的工作頻率為212MHz，當振蕩頻率為12MHz時，一個機器周期為1us,這個速度應該說是比較快的。此外，MCS51采用模塊化結構，可方便地增刪一個模塊就可引腳和指令兼容的新產品。現對發送邏輯“0”和發送邏輯“1”進行匯編以便在控制電風扇時實現功能鍵的數據傳輸。電路中的CD4060晶振及手表振蕩器（頻率為32768HZ）用一產生定時復位脈沖（64HZ）每隔六十四分之一秒復位一次晶振將單片機從掉電狀態中“喚醒”。如80c51使用片內程序存儲器，它的P0、PPP3四個口的輸入或輸出邏輯狀態仍然保持。開始延時，若讀到的電平為低，說明該位為“0”，反之則為“1”，為了可靠起見，,否則如果該位為“0”，讀到的已是下一位的高電平，因此取（+）/2=。當發射器按鍵按下后，即有遙控碼發出，所按的鍵不同遙控編碼也不同。TC9149其內部沒設輸出鎖存電路，因此無論是單次輸出還是連續輸出均只能以脈沖方式輸出，只要按鍵放松輸出狀就返回原電平。本方案的TC9149接收電路采用CX20106A作為紅外線接收調解電路，調解后的輸出信號中包括了發射電路發送的全部編碼。（相當于3/4占空比）時被認定為“1”，（相當于1/4占空比）時被認為“0”。通過特殊的電路，將紅外線脈沖和串行口信號進行轉換，從而使人們常用的手柄遙控器能夠發射一定的載波紅外線信號和裝有同樣單片機的電風扇接收面板進行信息傳遞達到控制電風扇的目的。信息化社會的到來以及ip技術的興起，正深刻的改變著無線遙控及通信技術的面貌以及未來技術發展的走向。此外，為接續internet移動游覽應用的無線應用協議（wap）與無線連接技術藍牙（blue tooth）已經產生。無線通信和遙控等技術也從固定方式發展為移動方式，移動通信和控制發展至今大約經歷了以下五個階段：第一階段為20年代初至50年代初，主要用于艦船及軍有，采用短波頻及電子管技術，至該階段末期才出現150mhz vhf單工汽車公用移動電話系統mts。早在1897年，馬可尼使用800khz中波信號進行了從英國至北美紐芬蘭的世界上第一次橫跨大西洋的線無電報通信試驗，開創了人類無線通信的新紀元。在本設計中由于本人水平有限，又加上時間倉促難免有許多不足之處，在此懇請各位領導和老師給予指導以便本人能得到進一步提高。在姚宏志、許德章等老師的帶領下進行了本課題的研究與全部設計過程。近兩年電子技術的飛速發展又將電風扇帶入到遙控式的電子開關上,使其在外觀和控制上達到空前的完善和方便,尤其是電子計時、電子調速和智能風速調節給人們帶來了極大的福音。因此，彩電、錄像機、音響設備、空調、玩具、門鈴以及遙控汽車路牌等其它小型裝置上也紛紛采用紅外線遙控。在進距離數據傳輸或者遙控方面多使用紅外線藍牙等技術。第四階段為80年代初至90年代中，為第二代數字移動通信興起與大發展階段，并逐步向個人通信業務方向邁進；此時出現了damps、tacs、etacs、gsm/dcs、cdmaone、pdc、phs、dect、pacs、pcs等各類系統與業務運行，頻段擴展至900mhz~，而且除公眾蜂窩電話通信系統外，無線尋呼系統、無繩電話系統、集群系統、無中心多信道選址移動通信系統等各類移動通信手段適應用戶市場需求同時興起并各顯神通。比較而言，blue tooth系統更具有代表性，它正根據wpan的概念向前發展。在本文的設計中，由于是電風扇的控制從其功能和實用方面來講紅外線遙控已經足夠實現其各種功能而且價格便宜便于生產制造，在使用上也相當方便。其作用是將接受過來的帶有編碼的紅外線進行放大、限幅、帶通濾波、檢波積分和整形，然后將整形后的電路輸入譯碼器TC9149的2腳。最后的六位是按鍵接通時為“1”反之偽“0”。電路中C2與C3為用戶碼譯碼設置端與發射編碼電路相對應；CC3端內部分別設計有20kΩ的上拉電阻。由于紅外線遙控裝置具有體積小、功耗低、功能強、成本低等特點，因而，繼彩電、錄像機之后，在錄音機、音響設備、空凋機以及玩具等其它小型電器裝置上也紛紛采用紅外線遙控。然后再通過紅外發射二極管產生紅外線向空間發射。 方案三： 有空調的遙控器裝置而聯想到應用于風扇之上通常空調要對溫度、定時、風速和風向工作狀態等進行設定，并顯示于液晶顯示器上，在此不妨將以上控制系統轉用于風扇的調速、定時、搖頭和開關之上，其顯示于液晶顯示器上可以略去。所謂掉電方式即80C51執行了一條將特殊功能寄存器PCON的位設置成“1”的指令后即可進入，在此狀態下，單片機的時鐘振蕩器停振，停止執行指令，其他所有功能均停止，只保持片內RAM的狀態。而采用石英晶體振蕩器其時間可能會長達1mS，由于單片機頻繁復位，較長的起振時間將明顯增加功耗電流。 MCS51的指令系統近乎完善，指令系統中包含了全面的數據傳送指令、完善的算術和邏輯運算指令、方便的邏輯操作和控制指令、對于編程來說，是相當靈活和方便的。由于屬于芯片化的微型計算機，各功能部件在芯片中的布局和結構達最優化，抗干擾能力加強，工作亦相對穩定。 80C51有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)兩種封裝形式 主要功能特性： 128x8bit內部RAM(可擴充64kB外部存儲器) 電源空閑和掉電模式 兼容TTL和CMOS邏輯電平表格2—1 80C51主要功能特性其圖形如下:圖2—1 80C51的結構圖87C51是INTEL公司MCS51系列單片機中基本型產品，它采用INTEL公司可靠的CHMOS工藝技術制造的高性能8位單片機，屬于標準的MCS51的體系結構和指令系統。如你正在家中看書，突然電話鈴響了，你放下書本，去接電話，和來電話的人交談，然后放下電話，回來繼續看你的書。第三、中斷的響應過程：當有事件產生，進入中斷之前我們必須先記住現在看第幾頁了，或拿一個書簽放在當前頁的位置，然后去處理不同的事情（因為處理完了，我們還要回來繼續看書）：電話鈴響我們要到放電話的地方去，門鈴響我們要到門口去，也說是不同的中斷，我們要在不同的地點處理，而這個地點通常還是固定的。1. 中斷系統的結構： 由與中斷有關的特殊功能寄存器、中斷入口、順序查詢邏輯電路等組成，包括5個中斷請求源，4個用于中斷控制的寄存器IE、IP、ECON和SCON來控制中斷，中斷的開、關和各種中斷源的優先級確定。IE0：INT0中斷請求標志位。見下表EAXXESET1EX1ET0EX0表格2—3 8位中斷允許寄存器的控制其中EA是總開關，如果它等于0，則所有中斷都不允許。開機時，每個中斷都處于低優先級，我們可以用指令對優先級進行設置。 （RETI）或訪問IP、IE寄存器的指令，則CPU至少再執行一條指令才能響應中斷。一般單片機系統中采用非編碼鍵盤，非編碼鍵盤是由軟件來識別鍵盤上的閉合鍵，它具有結構簡單，使用靈活等特點，因此被廣泛應用于單片機系統。0輸入端的波形如圖2所示。而在檢測到按鍵釋放后（P1。其功能很簡單，四個鍵定義如下： ：開始，按此鍵則燈開始流動（由上而下）：停止，按此鍵則停止流動，所有燈為暗：上，按此鍵則燈由上向下流動：下，按此鍵則燈由下向上流動UpDown EQU 00H 。如果無鍵按下，則繼續ACALL KEYPROC 。第一個鍵按下后的處理AJMP KEY_RETKeyOver:CLR StartEnd 。將其余4位置1CPL A 。 D500MS: 。采用中斷方式：如圖4所示。由此可見，在圖2—5 矩陣式鍵盤的結構需要的鍵數比較多時，采用矩陣法來做鍵盤是合理的。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。 檢測當前是否有鍵被按下。 圖2—6 鍵盤掃描程序的流程圖鍵盤掃描程序：從以上分析得到鍵盤掃描程序的流程圖如圖2—6所示。錄音機上的計數器最多只計到999….那么單片機中的計數器有多大的容量呢？8031單片機中有兩個計數器，分別稱之為T0和T1，這兩個計數器分別是由兩個8位的RAM單元組成的，即每個計數器都是16位的計數器，最大的計數量是65536。結論：計數脈沖的間隔與晶振有關，12M的晶振，計數脈沖的間隔是1微秒。這個沒有問題，問題是我們現實生活中，經常會有少于65536個計數值的要求，如包裝線上，一打為12瓶，一瓶藥片為100粒，怎么樣來滿足這個要求呢？……提示：如果是一個空的盆要1萬滴水滴進去才會滿，我在開始滴水之前就先放入一勺水，還需要10000滴嘛？對了，我們采用預置數的方法，我要計100，那我就先放進65436，再來100個脈沖，不就到了65536了嗎。原來TF1（0）在這兒！那么TR0、TR1又是什么呢？看上節課的圖。我們用這個圖來討論幾個問題：1. 1.如果C/T為0就是用作定時器（開關往上打），如果C/T為1就是用作計數器（開關往下打）。1. 1.所以采用工作方式0或1都要在溢出后做一個重置預置數的工作，做工作當然就得要時間，一般來說這點時間不算什么，可是有一些場合我們還是要計較的，所以就有了第三種工作方式自動再裝入預置數的工作方式。工作方式2和工作方式3，都是8位的定時/計數方式，因此，最多可以計到2的8次方，也說是256次。遙控器面板如圖：定時搖頭開關強中弱圖3—1 遙控器接收面板圖大致可以設計如下：強弱中搖頭指示手動開關定 時 指 示 燈1358紅外線接收孔圖3—2電風扇接收面板開機鍵：和遙控器開關一樣起待機作用。由《電風扇的紅外線遙控裝置的設計》課題知道現代的數字通信基本上是在發送端用無線或有線的載波信號進行編碼和調制而發送，在接收端用放大、解碼、解調、積分和整形等功能進行的。畢業設計一般說來我覺得應該涉及到自己所學的專業才較為合適，因為畢業設計是高等院校學生完成學習任務所必修的實踐教學環節。47致 謝短短的幾個月已經過去，隨著大學的即將結束我們的畢業設計也接近尾聲。在此再次特別感謝！ 學生：吳西偉