【正文】 寄存器中的 TRX（ X=0,1）和外部中斷引腳（ INT0 或 INT1）來(lái)共同控制； TC/ —— 定時(shí)器模式和計(jì)數(shù)器模式選擇位， 青島大學(xué) 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 22 TC/ =1，為計(jì)數(shù)器模式， TC/ =0，為定時(shí)器模式； M1M0—— 工作方式選擇位， 每個(gè)定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器都有 4 種工作方式，他們由 M1M0 設(shè)定，對(duì)應(yīng)關(guān)系如表 所示?？梢酝ㄟ^調(diào)整 PWM 的周期、 PWM 的占空比而達(dá)到控制電流，進(jìn)而達(dá)到對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制的目的。 具體實(shí)現(xiàn)方法：用到兩個(gè)定時(shí)器，定時(shí)器 0 和定時(shí)器 0用來(lái)控制PWM 的頻率，工作在模式 1 下，定時(shí)器 1用來(lái)調(diào)節(jié)占空比，工作在模式 2下。實(shí)現(xiàn)按鍵遠(yuǎn)程控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的功能。 表 按鍵與發(fā)射數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)表 按鍵 發(fā)送數(shù)據(jù) K1（一級(jí)） 08（用戶嗎） 08（用戶碼） 00（數(shù)據(jù)碼） FF（數(shù)據(jù)碼的反碼） K2（二級(jí)） 08（用戶嗎） 08（用戶碼） 01（數(shù)據(jù)碼） FE（數(shù)據(jù)碼的反碼） K3（三級(jí)） 08（用戶嗎） 08（用戶碼） 02（數(shù)據(jù)碼） FD（數(shù)據(jù)碼的反碼） K4（四級(jí)） 08（用戶嗎） 08（用戶碼） 03（數(shù)據(jù)碼） FC（數(shù)據(jù)碼的反碼） K5（五級(jí)） 08（用戶嗎） 08（用戶碼） 04（數(shù)據(jù)碼） FB（數(shù)據(jù)碼的反碼） K6（關(guān)閉） 08（用戶嗎） 08（用戶碼） 05（數(shù)據(jù)碼） FA（數(shù)據(jù)碼的反碼） 接收電路設(shè)計(jì) 系 統(tǒng)接收電路的原理圖 所示。 圖 定時(shí)器產(chǎn)生 PWM 信號(hào)的程序流程 （ a） 定時(shí)器初始化程序 （ b） 定時(shí)器 0中斷處理程序 （ c） 定時(shí)器 1處理中斷程序 初始化定時(shí)器 0 工作在模式 1 重新設(shè)定定時(shí)器 0 與定時(shí)器 1 的初值 關(guān)定時(shí)器 1 青島大學(xué) 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 24 設(shè)定時(shí)器 0 定時(shí)時(shí)間為 1ms 初始化定時(shí)器 1 工作在模式 2 開定時(shí)器中斷 開定時(shí)器 0 改變 PWM 輸出 引腳的電平為低 開定時(shí)器 1 改變 PWM 輸出 引腳的電平為高 青島大學(xué) 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 25 第四章 硬件設(shè)計(jì) 總體方案設(shè)計(jì)及框圖 首先，是利用紅外信號(hào)發(fā)射裝置的芯片 TC9012，按下按鍵后將信號(hào)調(diào)制后發(fā)射出去，接收端芯片 HS0038 接收到信號(hào)后經(jīng)過譯碼重復(fù)出之前的調(diào)制信號(hào)并將其發(fā)送給 STC51 單片機(jī)進(jìn)行處理，從而實(shí)現(xiàn)按鍵遠(yuǎn)程的功能。 PWM 信號(hào)包含兩個(gè) 參數(shù)： PWM 信號(hào)的頻率和 PWM信號(hào)的占空比。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了許多種 PWM 技術(shù)，其中包括：相電壓控制 PWM， PWM 法、隨機(jī) PWM、SPWM 法、線電壓控制 PWM 等。 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器工作方式寄存器 TMOD 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器工作方式在特殊功能寄存器中，字節(jié)地址為 89H，不能位尋址， TMOD 用來(lái)確定定時(shí)器的工作方式及功能選擇。 由于紅外線遙控技術(shù)沒有必要具有像無(wú)線電遙控技術(shù)那樣穿過一系列的障礙物去控制被控對(duì)象的能力，因此通常在設(shè)計(jì)和選擇紅外線的信息發(fā)射和信息接收裝置時(shí)，不必像無(wú)線電遙控器那樣，發(fā)射器和接收器要有不同的遙控頻率和編碼，所以同類的紅外線發(fā)射器和接收器，因此可以擁有相同的或者是相類似的遙控頻率或者是控制編碼，而不會(huì)出現(xiàn)像是無(wú)線電遙控通信時(shí)所產(chǎn)生的遙控信 號(hào)“串門”的情況。而紅外通信，就是通過紅外線（波長(zhǎng)范圍 微米 — 1毫米）進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)的一種通信方式。這就是直流電動(dòng)機(jī)的基本原理。那么整個(gè)線圈就會(huì)受力轉(zhuǎn)動(dòng)。 直流電動(dòng)機(jī) 對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)的基本認(rèn)識(shí) 電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)稱電機(jī)，是使機(jī)械能與電能相互轉(zhuǎn)換的機(jī)械，直流電動(dòng)機(jī) 把直流電能變成機(jī)械能，其實(shí)物圖見圖 . 圖 直流電動(dòng)機(jī) 直流電機(jī)的主要功能是作為執(zhí)行機(jī)電功能的動(dòng)力元器件，其內(nèi)部會(huì)存在一個(gè)閉合的主磁路。 L298 采用 15引腳的 MULTIWATT15（垂直型）封裝，其引腳圖如圖 所示，各引腳定義見表 。此時(shí)可停止定時(shí)器的計(jì)時(shí)，并判斷本次接收的是否有效。由于紅外遙控信號(hào)接收頭的輸出端與所相連接單片機(jī)的中斷引腳相關(guān)聯(lián)，即相應(yīng)的引腳的電平為低電平時(shí)將會(huì)觸發(fā)單片機(jī)產(chǎn)生中斷。紅外一體化接收頭 HS0038 的外觀如圖 所示。 表 TC9012 的用戶碼設(shè)置 與 SEL 相連 用戶碼（ S2 S1 S0） 與 SEL 相連 用戶碼（ S2 S1 S0） KO0 000 KO4 100 KO1 001 KO5 101 KO2 010 KO6 110 KO3 011 KO7 111 紅外發(fā)射芯片 TC9012 最主要的功能設(shè)置是設(shè)置了 4 個(gè)通過按鍵進(jìn)行的功能輸入端 KI0KI3 和 8個(gè)通過按鍵進(jìn)行的功能輸出端 KO0KO7，從而形成了一個(gè)矩陣鍵盤，而這個(gè)矩陣鍵盤將共有 48=32 個(gè)功能按鍵，由于是在同一系統(tǒng)下，所以這 32 個(gè)功能按鍵均按照同一方式進(jìn)行編碼，以實(shí)現(xiàn)特定的功能。 圖 單片機(jī)最小系統(tǒng) GND12345678RST/VPD91011121314151617XTAL218XTAL119GND202122232425262728PSEN29ALE/PROG30EA/Vpp313233343536373839VCC4089C511212M10K30pF30pFGNDGND10uFVCC 紅外發(fā)射芯片 TC901 紅外發(fā)射芯片 TC9012 是一款專門用于日本東芝公司所生產(chǎn)的紅外遙控系統(tǒng)的專用紅外發(fā)射集成電路。 XTAL1 引腳為單片機(jī)片內(nèi)部所使用的振蕩電路的一端輸入端，而 XTAL2 引腳則為單片機(jī)片內(nèi)部所使用的振蕩電路的一端輸出端， 8051 的振蕩時(shí)鐘工作的工作方式有兩種比較常見的類型：片內(nèi)時(shí)鐘振蕩和外部時(shí)鐘，本設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)采用的工作方式為前者； RST（ 9 腳） —— 單片機(jī)上的作為復(fù)位功能使用的復(fù)位引腳，其復(fù)位功能就是將單片機(jī)內(nèi)的程序初始化； PSEN （ 29 腳） —— 該引腳的名稱是單片機(jī)所應(yīng)用的程 序存儲(chǔ)器的允許輸出控制端，當(dāng)單片機(jī)正在讀外延程序存儲(chǔ)器時(shí)， PSEN 引腳低電平有效； PROGALE/ （ 30 腳） —— 當(dāng)該位連接的是高電平時(shí)，允許地址鎖存信號(hào)，青島大學(xué) 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 9 當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)， ALE 信號(hào)負(fù)跳變則將 P0 口上低 8位地址信號(hào)送入鎖存器，當(dāng) ALE 為低電平時(shí)動(dòng)作基本與高電平時(shí)一致， PROG 為編程脈沖的 輸入端，寫好的程序只有通過編程輸入端才能寫入單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)器（即 ROM）中； VppEA/ （ 31腳） —— EA 接高電平時(shí)，單片機(jī)讀取內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，當(dāng) EA為低電平時(shí)，單片機(jī)直接讀取外部（ ROM） 。 DIP 封裝較常見，應(yīng)用于絕大多數(shù)的中小規(guī)模的集成電路，本設(shè)計(jì)所使用的芯片即采用這種封裝形式。 因此，本產(chǎn)品的設(shè)計(jì)思路就是通過紅外信號(hào)發(fā)射器發(fā)出紅外信號(hào)，由接收器接收后交由單片機(jī)進(jìn)行處理并分析，得出用戶所發(fā)出的指令，進(jìn)行解碼，并將指令通過控制 器來(lái)發(fā)應(yīng)到電機(jī)那里，從而完成通過紅外進(jìn)行調(diào)速的一整套過程。就是應(yīng)用紅外信號(hào)進(jìn)行控制，利用紅外信號(hào)的發(fā)射裝置發(fā)出紅外信號(hào)，通過接收裝置進(jìn)行接收并加以處理，然后再輸出進(jìn)行電機(jī)調(diào)速。因?yàn)殡娏魍ㄟ^線圈時(shí)，由于線圈中有電阻，即不可避免的產(chǎn)生了熱量，產(chǎn)生熱量之后就 會(huì)向周圍環(huán)境散發(fā)，致使環(huán)境溫度升高。將風(fēng)扇的的啟停和調(diào)控實(shí)現(xiàn)紅外控制，從而實(shí)現(xiàn)其簡(jiǎn)單的智能化。真正限制其大規(guī)模應(yīng)用的是當(dāng)前較高的科技含量所帶來(lái)的高成本。將科技融入生活，是科技發(fā)展的真諦，是其發(fā)展的最終目的，也最終促進(jìn)科技的發(fā)展。單片機(jī)的應(yīng)用不僅可以為人類帶來(lái)家居的智能化，而且能為其外延產(chǎn)品智能化的應(yīng)用提供了其市場(chǎng)化的可能。風(fēng)扇的主要工作原理是利用發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)來(lái)帶動(dòng)扇葉旋轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生風(fēng)力。總之，對(duì)未來(lái)的家居生活最合理的比喻就是“電 腦”，將家居變成一臺(tái)電腦，家居最核心的處理系統(tǒng)自然就是其 CPU，而家居里的各個(gè)延伸功能即是這臺(tái)電腦中的各種器件所帶來(lái)的功能，家居的設(shè)計(jì)者是“程序員”，家居的主人則是最終的受益者。 家電是居民生活的必需品，是不可或缺的生活用具，是消費(fèi)品之中的“剛性需求”。在本設(shè)計(jì)中，通過控制 PWM 的周期和占空比來(lái)對(duì)電極進(jìn)行調(diào)速，但是由于 STC89C51 單片機(jī)沒有專門的 PWM 產(chǎn)生模塊，所以利用單片機(jī)的定時(shí)器來(lái)產(chǎn)生 PWM，進(jìn)而控制直流電機(jī)。 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。青島大學(xué)本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) 本科畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 題 目： 基于 STC51 單片機(jī)的 紅外遙控風(fēng)扇系統(tǒng)設(shè)計(jì) 青島大學(xué) 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） The design of infrared remote control fans system based on STC51 microcontroller 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 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。本人完全意 識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。本設(shè)計(jì)主要由紅外發(fā)射模塊、紅外接收模塊、紅外解碼模塊和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊組成。我國(guó)人民， 正以前所未有的自信面貌，走在科學(xué)發(fā)展的康莊大道上?！爸悄芗揖印敝饕ǎ褐悄荛T控系統(tǒng)，智能家電系統(tǒng)以及綜合管理系統(tǒng)。風(fēng)扇是一種比較傳統(tǒng)的驅(qū)熱工具，雖然在很多家庭中已逐漸被空調(diào)所取代，但在廣大的農(nóng)村家庭還是有很大的市場(chǎng)，同時(shí)， 將風(fēng)扇智能化比將空調(diào)智能化所消耗的成本更小，更值得去嘗試。而單片機(jī)的應(yīng)用為這些要求的滿足提供了可能，單片機(jī)的研發(fā)方便、擴(kuò)展應(yīng)用方便以及成本低廉的特點(diǎn)為家電產(chǎn)品的智能化提供了可行的平臺(tái)。人類需要在科技高速發(fā)展的今天尋找自己的位置，更需要將發(fā)展的科技真正融入自己的生活之中。 而“智能家居”的概念雖然提出比較早，也在當(dāng)前得到一定 范圍的應(yīng)用，但是在現(xiàn)代的應(yīng)用十分受限，應(yīng)用受限的原因不在于其里面所含的科技含量的問題，其中所含的科技含量不但不低，而且還有點(diǎn)過高。將風(fēng)扇智能化即是家電智能化的一個(gè)重要方面。對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)，還有一個(gè)值得注意的問題，就是風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)際會(huì)帶來(lái)整個(gè)環(huán)境溫度的升高，而不是降低。 本設(shè)計(jì) 所設(shè)計(jì)進(jìn)行的智能風(fēng)扇，應(yīng)用原理簡(jiǎn)便。在這里，每一次不同的按鍵按下，紅外遙控器將發(fā)出一組不同的紅外信號(hào)，紅外接收端接收信號(hào)并解碼判斷哪一個(gè)鍵按下，由單片機(jī)處理后進(jìn)而由控制器執(zhí)行相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)的控制操作。 在圖 中展現(xiàn)的是兩種封裝類型，左面的是 DIP（ Dual InLine Package） ,即雙列直插型封裝，而右面的則是 PLCC（ Plastic Leaded Chip Carrier） ,即帶引線的塑料芯片封裝。 圖 51 單片機(jī)的引腳圖 下面，對(duì)圖 的引腳進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹： Vcc（ 40 腳）、 GND（ 20腳） —— 單片機(jī)上的連接外接電源的引腳，外接電壓的可以是 +5V 或 +，根據(jù)具體需求而定，一般選用 +5V； XTAL1（ 19 腳）、 XTAL2（ 18 腳 )—— 外接時(shí)鐘引腳。電路如圖 所示。 TC9012 的用戶碼設(shè)置見表 。 紅外接收頭 HS0038 一體化的紅外射線接收頭 HS0038 可以接收遙控信號(hào)、放大遙控信號(hào)、檢波遙控信號(hào)和整形遙控信號(hào)，而且在與單片機(jī) 相配合情況下可以輸出能夠讓單片機(jī)識(shí)別的信號(hào) —— TTL 信號(hào)，這樣做的效果就是明顯簡(jiǎn)化了本設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中所使用接收電路的復(fù)雜程度以及整個(gè)實(shí)驗(yàn)電路的設(shè)計(jì)工作。而當(dāng)在遙控器上有按鍵按下時(shí)，輸出信號(hào) 0和輸出信號(hào) 1 編碼中的高電平經(jīng)遙控信號(hào)接收頭導(dǎo)向后所輸出的信號(hào)將會(huì)是輸出信號(hào) 0。 ⑸ 而當(dāng)接收完總共的 32 位數(shù)據(jù)碼時(shí)，說明在此時(shí)接收完畢了一幀數(shù)據(jù)。而在使用 L298N 芯片驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，該芯片可以驅(qū)動(dòng)一臺(tái)兩相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或四相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，也可以驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)。本實(shí)驗(yàn)的二極管選用快速反應(yīng)二極管 1N5822。又由于 N 極和 S 極所產(chǎn)生的磁場(chǎng)相同的，上下兩個(gè)導(dǎo)體又流經(jīng)的相同的電流，所以 a這兩條邊所受電磁力的將會(huì)是大小相等，方向相反。在直流電機(jī)中，換向器和電刷把輸入的直流電變成線圈中的交流電，從而帶動(dòng)外部裝置一個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。 青島大學(xué) 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 19 第三章 本設(shè)計(jì)所應(yīng)用的原理分析 紅外通信技術(shù)介紹 本設(shè)計(jì)的信號(hào)發(fā)射與接收是使用的紅外通信實(shí)現(xiàn)的，即通過紅外發(fā)射芯片TC9012 發(fā)射紅外信號(hào)，而通過紅外接