【正文】 不及格 論文（設(shè)計(jì)說(shuō)明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 評(píng)定成績(jī)： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫“√”） 教研室主任（或答辯小組組長(zhǎng)）： （簽名） 年 月 日 教學(xué)系意見： 系主任： （簽名） 年 月 日 電風(fēng)扇的智能紅外遙控器系統(tǒng)設(shè)計(jì) Ⅰ 電風(fēng)扇的智能紅外遙控器 系統(tǒng)設(shè)計(jì) [摘 要 ] 為了家用電風(fēng)扇的使用更加方便快捷，以 C8051F020為主控模塊， SM0038為紅外一體化接收發(fā)射管，設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)易的單片機(jī)紅外遙控電風(fēng)扇系統(tǒng)。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說(shuō)明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定， 即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部?jī)?nèi)容。 南陽(yáng)理工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 電風(fēng)扇的智能紅外遙控器系統(tǒng)設(shè)計(jì) The Design of Infrared Remote Control System of Intelligent Electric Fan 總 計(jì)： 37 頁(yè) 表 格： 2 個(gè) 插 圖： 32 幅 南 陽(yáng) 理 工 學(xué) 院 本 科 畢 業(yè) 論 文 電風(fēng)扇的智能紅外遙控器系統(tǒng)設(shè)計(jì) The Design of Infrared Remote Control System of Intelligent Electric Fan 學(xué) 院： 電子與電氣工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 南陽(yáng)理工學(xué)院 Nanyang Institute of Technology 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作 及取得的成果。 作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了以下電風(fēng)扇的基本功能：開關(guān)功能、調(diào)速功能，定時(shí)功能，風(fēng)類選擇功能。信號(hào)調(diào)制 。Encoding。 紅外遙控技術(shù)有很強(qiáng)的隱蔽性和穿透性，基本適合各類場(chǎng)合，目前大部分電器運(yùn)用了紅外遙控技術(shù)，電風(fēng)扇也是其中之一?？照{(diào)雖然現(xiàn)在在城市中已經(jīng)相當(dāng)普遍，而且有替代電風(fēng)扇的趨勢(shì)，但是由于家庭消費(fèi)水平所限，在將來(lái)的一段時(shí)間里，電風(fēng)扇在中小城市和農(nóng)村仍有較大的市場(chǎng)份額。 國(guó)內(nèi)、外發(fā)展現(xiàn)狀 隨著電子制造業(yè)的不斷發(fā)展，社會(huì)對(duì)生產(chǎn)率的要求越來(lái)越高，各行業(yè)都需要精良高效、高可靠性的設(shè)備來(lái)滿足要求。 相比之下，國(guó)外的只能電風(fēng)扇起步較早，目前各類研究也比較成熟， 電風(fēng)扇在中國(guó)仍然具有很大的市場(chǎng)，所以我國(guó)對(duì)電風(fēng)扇的優(yōu)化研究是很積極的。 國(guó)外在電風(fēng)扇方面的研究相對(duì)我國(guó)不那么積極，但是在智能化電器方面的研究卻比我國(guó)更加成功 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成 本設(shè)計(jì)方案就是以電風(fēng) 扇為對(duì)象，通過(guò)紅外遙控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)電風(fēng)扇的幾種常用功能，如：開關(guān)功能、調(diào)速功能、定時(shí)功能等的控制，相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械控制，體現(xiàn)出了更加方便、更加快捷的優(yōu)點(diǎn)。 C 8 0 5 1 F 0 2 0鍵 盤 功 能 輸 入遙 控 功 能 輸 入電 機(jī) 調(diào) 速控 制 輸 出 圖 1 系統(tǒng)組成框圖 2 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)工作原理 紅外遙控是單向的紅外通信方式，整個(gè)信號(hào) 傳輸中，需要一個(gè)發(fā)射端和一個(gè)接收端。 C8051F 系列單片機(jī)就是一種典型的 SOC型單片機(jī)，原是 Cygnal公司的產(chǎn)品，該公司于 20xx 年并入 Silicon Laboratories 公司。模擬外設(shè)以及數(shù)字外設(shè)都能由固件使能或禁止，配置。片內(nèi)原理框圖如圖 3 所示。外部振蕩器的可配置性是相當(dāng)可觀的，足以為用戶帶來(lái)多種選擇 [2]。每個(gè)端口引腳可以被定義為通用 I/O(GPIO),又可以分配給一個(gè)數(shù)字外設(shè)或功能（例如：UART0 或 /INT1），如圖所示。 C 8 0 5 1 F 0 2 0矩 陣 按 鍵數(shù) 碼 管 顯 示紅 外 發(fā) 射 管5 V 電 源 圖 5 手持式遙控器方框圖 電風(fēng)扇的智能紅外遙控器系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 1. C8051F020 的功能： （ 1）高速、流水線結(jié)構(gòu)的 8051 兼容 的 CIP51 內(nèi)核（可達(dá) 25MIPS） （ 2） 64KB 可重編程閃速存儲(chǔ)器 （ 3） 真正 12 位、 100ksps 的 8 通道 ADC，帶 PGA （ 4） 4352B 的片內(nèi) RAM （ 5） 可尋址 64KB 地址空間的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器接口 （ 6） 硬件 178。設(shè)計(jì)者對(duì)功能分配有完全的控制，只受所選器件可用引腳多少的限制。 在確定選擇 C8051F020 作為本設(shè)計(jì)發(fā)射電路核心芯片和點(diǎn)觸式開關(guān)作為控制鍵后，電風(fēng)扇的智能紅外遙控器系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 加上一個(gè)簡(jiǎn)單紅外發(fā)射電路和 12M 晶體震蕩器便可實(shí)現(xiàn)紅外發(fā)射。 遙控發(fā)射通過(guò)鍵盤，每按下一個(gè)鍵，即產(chǎn)生具有不同的編碼數(shù)字脈沖，這種代碼指令信號(hào)調(diào)制在 40KHz 的載波上，激勵(lì)紅外光二極管產(chǎn)生不同的脈沖，通過(guò)空間傳送到受控機(jī)的遙控接收器。 編碼鍵盤：包括按鍵和產(chǎn)生鍵碼的硬件電路。按鍵只能簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)接點(diǎn)的接通或斷開，所以要有與之相應(yīng)的程序相配合，從而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的鍵碼，而且非編碼鍵盤的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是不需要附加硬件電路 [5]。 LED 顯示器又稱為數(shù)碼管，它主要由 8 段發(fā)光二極管組成，如圖 9 所示。其中圖 為共電風(fēng)扇的智能紅外遙控器系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 陰極結(jié)構(gòu)。其顯示端輸入低電平有效，高電平截止。動(dòng)態(tài)顯示法是目前各種單片機(jī)采用 的流行方法。其設(shè)計(jì)原理圖如下： C 8 0 5 1 F 0 2 0數(shù) 碼 管 顯 示+ 5 V 電 壓 源 交 流 電 源控 制 單 元紅 外 接 線 頭手 動(dòng) 按 鍵整 流 變 壓 圖 10 紅外接收端方框圖 紅外接收 電路設(shè)計(jì) 在接收過(guò)程中，脈沖通過(guò)光學(xué)濾波器和紅外二極管轉(zhuǎn)換為 40KHZ 的電信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)過(guò)放大，檢波，整形，解調(diào)，送到解碼與接口電路，從而完成相應(yīng)的遙控功能。 紅外接收管是接收部分的主要元件，紅外接收管是一種光敏二極管。“ 1”和“ 0”碼相應(yīng)的碼形如圖 13所示 數(shù) 字 “ 1 ”1 b 時(shí) 間數(shù) 字 “ 0 ”1 b 時(shí) 間 圖 13 RC5 信號(hào)中的“ 1”碼和“ 0”碼 鍵盤電路設(shè)計(jì) 接收端采用矩陣按鍵，其中 0， 1， 2 按鍵用于風(fēng)扇的定時(shí)，模式，調(diào)速切換。 圖中 C7 用于頻率補(bǔ)償，防止自激振蕩和抑制高頻干擾； C8 采用電解電容，以減少電源引入的低頻干擾對(duì)輸出電壓的影響； D3 是保護(hù)二極管，當(dāng)輸入端短路時(shí)，給 C6 一個(gè)放電的通路，防止 C6 擊穿。紅外發(fā)射器由指令鍵、指令信號(hào)產(chǎn)生電路、調(diào)制電路、驅(qū)動(dòng)電路及紅外發(fā)射器組成。由于在這里選用的是通過(guò)電壓調(diào)速，所以將采用電抗器通過(guò)調(diào)整不同的二次電壓的方法對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速。 其它外圍電路 按鍵去抖動(dòng)電路 鍵盤一般是由一組按鍵按照一定規(guī)律組合而成 ，通過(guò)按鍵的通、斷作用輸入開關(guān)電壓信號(hào)。常用的消抖措施有硬件 消抖和軟件消抖兩種 [11]。 硬件消抖電路解決了鍵抖動(dòng)問(wèn)題，但當(dāng)所需按鍵比較多時(shí)，硬件消抖電路將變得復(fù)雜，成本也比較高。在此設(shè)計(jì)中使用了軟件消抖，采用軟件延時(shí)的方法延時(shí)一段時(shí)間再確認(rèn)鍵是否仍保持閉合狀態(tài)。 電風(fēng)扇的智能紅外遙控器系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 紅外發(fā)射端程序設(shè)計(jì) 紅外發(fā)射端程序流程如圖 24 所示： 開始數(shù)碼管顯示并發(fā)射相應(yīng)信號(hào)調(diào)用鍵盤掃描子程序初始化檢測(cè)是否有按鍵按下Y 圖 24 紅外發(fā)射端流程圖 電風(fēng)扇的智能紅外遙控器系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 遙控碼的發(fā)射 在某個(gè)操作按鍵被按下時(shí)， 單片機(jī)會(huì)相應(yīng)并且先讀出該鍵鍵值，從而根據(jù)鍵值來(lái)設(shè)定遙控碼的脈沖個(gè)數(shù)，再調(diào)制通過(guò)紅外線發(fā)光管發(fā)射。在生產(chǎn) 生活中 ,運(yùn)用紅外線遙控時(shí) ,受到控制距離 ,角度等影響 ,使用效果不是很好 ,如采用調(diào)頻或調(diào)幅發(fā)射接收碼 ,可提高遙控距離 ,并且沒(méi)有角度影響。 (3) 紅外信號(hào)的一個(gè)完整全碼 =引導(dǎo)碼 +用戶碼 +用戶碼 +數(shù)據(jù)碼 +數(shù)據(jù)反碼。例如檔位調(diào)整部分，通過(guò)紅外解碼程序，得到數(shù)據(jù)的內(nèi)容，之后再轉(zhuǎn)換為程序指定的命令，再通過(guò)單片機(jī)的端口輸出高低電平選擇電風(fēng)扇的檔位。 K3： 自然風(fēng) ， 睡眠風(fēng) ， 正常風(fēng)控制 ， 參見 (圖 a)、 (圖 b)、 (圖 c) K4： 定時(shí) 30 分鐘 ， 1 小時(shí) ， 2 小時(shí) ， 4 小時(shí) ， 相應(yīng)的指示燈點(diǎn)亮 。故本設(shè)計(jì)就采用 C 語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能。它運(yùn)行于Windows 操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析 (SPICE)各種模擬器件和集成電路，該軟件的特點(diǎn)是：（ 1）實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和 SPICE 電路仿真相結(jié)合。（ 3）提供軟件調(diào)試功能。系統(tǒng)仿真圖如圖 32 所示。 系統(tǒng)以 C8051F020 單片機(jī)為核心器件，結(jié)合了防觸電保安器，采用 LED 顯示來(lái)實(shí)時(shí)的顯示時(shí)間；采用鍵盤處理電路來(lái)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，使其能對(duì)風(fēng)扇的風(fēng)速以及定時(shí)進(jìn)行方便的設(shè)定。 （ 4）運(yùn)用 Proteus 仿真軟件及 Keil編程軟件實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)的軟件仿真及調(diào)試。 總之，通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我更加深刻的體會(huì)到專業(yè)知識(shí)的重要性，以及為人處世態(tài)度為先的道理。 //減速檔位檢測(cè)位 char dw。 //加 num sbit numl=P1^0。 //風(fēng)扇控制位 char tf。 //搖擺控制電機(jī) bit ybb。 sbit ziran=P1^6。 //轉(zhuǎn)速占空比數(shù)據(jù) char baiwei。 char t1。 sbit L2=P3^6。 void delay(unsigned int i) { unsigned char j。 j 0。 ET1=1。 TH1 = 0x3C。 TR0=1。 f1=0。 L1=1。 } void display() //顯示數(shù)碼管程序 { baiwei=(num/60)/10。 //miao P0=0x00。 P0=0x00。 P0=0x00。 P0=0x00。 } void pwn() //風(fēng)速 1 秒轉(zhuǎn)動(dòng)占空比設(shè)定 { 電風(fēng)扇的智能紅外遙控器系統(tǒng)設(shè)計(jì) 32 if(fly==0) { f1=0。 } else f1=0。 if(tf==50) { tf=0。 L1=0。 L1=1。 L1=1。 } void qiangfeng() { if(qfs=2) { fly++。 } else if(qfs==4) { fly=3。 if(style==2) //判斷是不是自然風(fēng) { if(fly=2) //自然風(fēng)四個(gè)循環(huán)是否處于強(qiáng)風(fēng)，不是的話繼 續(xù)疊加占空比 { fly++。 //前面兩種都不是的話就是平常風(fēng) 。 //是最強(qiáng)風(fēng)就重置停止四秒 } else if(style==3) //判斷是不是睡眠風(fēng) { qiangfeng()。 } } void style_nima() { if(style!=0) //風(fēng)類有啟動(dòng) { t3++。 } else if(qfs==3) 電風(fēng)扇的智能紅外遙控器系統(tǒng)設(shè)計(jì) 34 { qfs++。 L3=0。