【文章內容簡介】 率為 38kHz 的脈沖信號得到的間斷脈沖串，即是調制后用于紅外發(fā)射二極管發(fā)送的信號。 3． 3． 3 紅外發(fā)射 管驅動 電路 發(fā)射電 路的主要元器件為紅外發(fā)光二極管。它實際上是一只特殊的發(fā)光二極管， 由于其內部材料不同于普通發(fā)光二極管，因而在其兩端施加一定電壓時，它便發(fā)出的是紅外線而不是 可見光。目前大量的使用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長為 940nm左右。 圖 10 載波產生電路 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 11 頁 共 39 頁 11 由于紅外發(fā)射管的驅動電流 fI 決定了紅外發(fā)射的距離，因此，紅外發(fā)射二極管需要構建驅動電路，如圖 11 所示。三極管的選用主要考慮最大集電極電流 Icm 要大于 紅外發(fā)射管的 fmI ， 9013 符合。 三極管基極偏流 R2由下式選取 : R2=(Vbes+UbesU 的 )/(Ic/β ) 其中， Vbes 為三極管基極 發(fā)射級的飽和導通壓降，一般取 ； Ud 為三極管導通時輸 入低電平電壓，其值小于 ，一般取 ； Ic為三級管的集電極電流，因為本模塊電路中，紅外發(fā)射管工作時以通斷比 1:1 的方式發(fā)射信號，為獲得最佳的發(fā)射距離，可取 Ic 約等于 2 fmI ，但不要超過 2 fmI ，否則易損壞紅外發(fā)射管；β為三極管的電流放大系數(shù)，一般取 50左右較為可靠。若 Vcc 為 5V，發(fā)射管的 fmI 為 ，則 R2≧ 1kΩ，可取 R2=1 kΩ。 限流電阻 R3 由下式選?。? R3=(Vcc+UcesVf)/Ic 其中， Uces 為三極管集電極 發(fā)射級的飽和導通壓降，一般取 ；若 Vcc 為 5V，則 R3≧ ，可取 R3=75Ω。 3． 4 紅外遙控接收電路 紅外遙控發(fā)射的二進制代碼，在接收端需要對其進行解碼， 其 接收 模塊具有自動濾除載波的功能， 完成對紅外信號的接收、放大、檢波、整形，并解調 出的信號遙控器 的圖 11 紅外發(fā)射管驅動電路 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 12 頁 共 39 頁 12 編碼 脈沖 。 為了減少干擾，采用的是價格便宜、性能可靠的一體化紅外接頭（ HS0038，它接收紅外線信號頻率為 38kHz，周期為 26μ s） 接收紅外信號，再送給單片 機，經單片機解碼去執(zhí)行控制相關對象。 3． 5 暖風機控制電路 紅外遙控器的按鍵控制暖風機的功能。暖風機的的控制部分包括暖風機的定時、指示燈以及調溫進行控制 等模塊。其功能由遙控器鍵盤控制： 1 鍵控制冷風， 2 鍵控制低熱風， 3 鍵控制高熱風， 4 鍵用于定時控制， 5鍵用作關機鍵。 3． 5． 1 指示燈電路 如圖 12， D1 表示冷風指示燈， D2表示低熱風指示燈， D3表示高熱風 。功能表如表3： 表 3 溫度控制指示燈 燈 十六進制 顏色 D1 F 1 1 1 0 0FEH 綠 D2 F 1 1 0 1 0FDH 黃 D3 F 1 0 1 1 0FBH 紅 D4D6表示定時處理 指示燈，共設定五種時間，即 15分鐘， 30 分鐘， 45 分鐘， 60分鐘， 90 分鐘。 按鍵第 1次按下，表示定時 15 分鐘， D4 指示燈亮； 按鍵第 2次按下，表示定時 30 分鐘， D5 指示燈亮； 按鍵第 3次按下，表示定時 45 分鐘， D6 指示燈亮； 按鍵第 4次按下，表示定時 60 分鐘， D D6 指示燈亮； 圖 12 指示燈電路 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 13 頁 共 39 頁 13 按鍵第 5次按下，表示定時 90 分鐘， D D D6 指示燈亮； 按鍵第 6次按下，表示定時取消， D D D6 指示燈全滅；之后又重復以上過程。 其功能表如表 4: 表 4 定時處理功能表 十六進制 功能 F 1 1 1 0 0FEH 冷風 F 1 1 0 1 0FDH 低熱風 F 1 0 1 1 0FBH 高熱風 3． 5． 2 溫度控制電路 P0口接溫度控制電路，主要實現(xiàn)冷風，低熱風，高熱風的控制，其電路圖如圖 13： 暖風機只要開機，不論 處于何種工作狀態(tài)，風扇電機都必須送風工作，無風干 燒 會造成相關塑料件的熱變形損壞。實現(xiàn)開機送 風的 方法是 單片機 中 的 ～ 口 ， 可用三支二極管 D D1 D12組成三與門電路。其工作原理是： 按調溫鍵 K1，暖風機啟動并進入冷風工作狀態(tài)， 單片機 的 口 輸出低電平，通過三與門的 D8～ D13支路使三極管 Q1 導通， Q2飽和，并觸發(fā)可控硅 SCR 導通，使風扇電機通電工作，冷風發(fā)光二極管導通。 按調溫鍵 K2，暖風機進入低熱送風工作狀態(tài)， 單片機的 口 恢復高電平， 圖 13 暖風機的溫度控制電路 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 14 頁 共 39 頁 14 輸出低電平，該低電平一路通過三與門的 D8D11D13 支路維持可控硅 SCR 的導通，即維持風扇電機工作，另一路通過二與門的 D8 支路到達三極管 Q3 的基極而使 Q3 導通，繼電器 J1通電吸合，其常開觸點 J11吸合， VR1（ 1200W）通電加熱，低熱發(fā)光二極管導通，從而實現(xiàn)低熱送風功能，此時， PTC 暖氣機只相當于一個 1200W 的暖風機。 按調溫鍵 K3，暖氣機進入高熱送風工作狀態(tài)， 口 恢復高電平， 輸出低電平，該低電平分三路去控制，一路通過三與門的 D1 D13 支路維持風扇電機工作，一路通過二與門的 D9支路維持 Q3 的導通，即維持繼電器 J1 的 吸合和 VR1（ 1200W）的通電工作，第三路直接到達三極管 Q4 基極，使 Q4 導通，繼電器 J2 通電吸合，其常開觸點 J21 吸合， VR2（ 600W）通電加熱，高熱發(fā)光二極管導通，此時二組 VR 同時加熱，相當于一個 1800W 的暖風機。 3． 6 紅外遙控暖風機總 電路 該紅外遙控暖風機系統(tǒng)包括發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)。發(fā)射系統(tǒng)電路圖如圖 14，接收系統(tǒng)電路圖如圖 15。 圖 14 發(fā)射系統(tǒng)電路圖 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 15 頁 共 39 頁 15 4 系統(tǒng)軟件 程序 設計 4． 1 Keil 軟件 單片機開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件。本設計選擇使用 Keil 作為開發(fā)工具。 Keil 作為一種 專門的單片機應用開發(fā)軟件，它具有很強大的功能。它集成了 C編譯器，匯編編譯器等。本設計使用匯編語言進行開發(fā)，產生 *.asm 文件，然后將 *.asm文件加載到 Proteus 中的單片機中，生成 *.hex 文件，在 Protues 中調試運行。 Keil 軟件是目前最流行開發(fā) 80C51 系列單片機的軟件工具，這從近年來各單片機仿真機廠商紛紛宣布全面支持 Keil C51 即可看出。 Keil C51 提供了包括 C 語言編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調試器等在內的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境將這些部分組合在一起。 掌握這一軟件對于使用 80C51 系列單片機的愛好者來說是十分必要的，即使不使用 C語言而使用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強大的軟件仿真調試工具也會令開發(fā)者事半功倍。 軟件系統(tǒng)程序清單見附錄 A。 圖 15 接收系統(tǒng)電路圖 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 16 頁 共 39 頁 16 4． 2 紅外遙控發(fā)射系統(tǒng)程序設計 發(fā)送系統(tǒng) 總體 流程圖 如圖 16： 發(fā)射數(shù)據流程圖如圖 17： 中斷設置 鍵盤掃描 按鍵C=0？ 發(fā)送數(shù)據 Y 設置初始值 N 圖 16 發(fā)送系統(tǒng)總體流程圖 發(fā)送引導碼 發(fā)送用戶碼 發(fā)送數(shù)據反碼 發(fā)送數(shù)據碼 開始 返回 圖 17 發(fā)射數(shù)據流程圖 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 17 頁 共 39 頁 17 鍵盤掃描流程圖如圖 18所示： 圖 18 鍵盤掃描流程圖 4． 3 紅外遙控接收系統(tǒng)程序設計 接收系統(tǒng) 總 流程圖 如圖 19 所示： 鍵盤處理 送入行掃描初始值 設 C=1，左移檢測列 C=0？ R=0 設 C=1，右移檢測行 C=0？ Y N 設置初始值 N N YN 調消除抖動子程序 讀 P1值 A=0 存按鍵值 返回 發(fā)送 Y Y N 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 18 頁 共 39 頁 18 遙控信號指令解碼 是定時指令 定時處理 30 分鐘到 90 分鐘 是調溫指令 風型處理（ 3 檔） 冷風，低 /高熱風 接收到遙控 信號指令 開始 初始化處理關閉風扇 是關機指令 關機處理 取消定時，關風扇 Y Y Y Y N N N N 按鍵 處理 流程圖 如圖 20所示： 圖 19 接收系統(tǒng)總流程圖 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 19 頁 共 39 頁 19 接收數(shù)據流程 ： 1） 初始化外部中斷 0 為下降沿中斷； 2） 進入外部中斷，關閉外部中斷； 3） 對引導碼進行判斷。如果引導碼正確，準備接收下面一幀遙控數(shù)據，以查詢方式判斷遙控數(shù)據的 0和 1，如果非引導碼，則退出外部中斷； 4） 數(shù)據接收順序：用戶碼，用戶反碼，數(shù)據碼，數(shù)據反碼； 5） 當接收到 32位數(shù)據時，說明一幀數(shù)據接收完畢 。比較數(shù)據碼和數(shù)據反碼，若 數(shù)據碼取反后與數(shù)據反碼不同，則表示為無效數(shù)據，應放棄 ； 6） 開啟 外部中斷， 準備下一次遙控接收。 5 系統(tǒng)仿真 5． 1 Proteus 軟件 本系統(tǒng)最后采用 Proteus 軟件進行了系統(tǒng)仿真。 Proteus 軟件是由英國 Labcenter Electronics 公司開發(fā)的 EDA 工具軟件，已有近20 年的歷史，在全球得到了廣泛應用。 Proteus 軟件采用虛擬仿真技術，具有強大的設計和仿真功能，很好地解決了單片機及其外圍電路的設計和協(xié)同仿真問題，可以在沒有鍵值存儲 鍵 值與 07H 比較 鍵值與 08H 比較 鍵值與 01H 比較 鍵值與 0AH 比較 鍵值與 04H 比較 開冷風 開低熱風 開高熱風 定時處理 關機 返回主程序 其他鍵不處理 圖 20 按鍵處理流程圖 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 20 頁 共 39 頁 20 單片機實際硬件的條件下，利用 PC 實現(xiàn)單片機軟件和硬件同步仿真 ，仿真結果可以 直接應用于真實設計，極大的提高了單片機應用系統(tǒng)的設計效率， 同時 也使單片機的學習和應用開發(fā)過程變得容易和簡單。 Proteus 軟件包括了豐富的元器件庫，可以根據不同的要求設計各種單片機應用系統(tǒng) 。 Proteus 軟件具有 4大功能： 智能原理圖設計豐富的器件庫。超過 27000 種元器件，可方便地創(chuàng)建新元件；智能的器件搜索：通過模糊搜索可以快速定位所需要的器件； 智能化的連線功能。 自動連線功能使連接導線簡單快捷，大大縮短繪圖時間，并且支持總線結構， 使用總線器件和總線布線使電路設計簡明清晰； 可輸出高質量圖 紙。通過個性化設置，可以生成印刷質量的 BMP 圖紙，可以方便地供 WORD、 POWERPOINT 等多種文檔使用。 完善的電路仿真功能。 5． 2 Proteus 仿真過程 單片機仿真過程大致分以下 3步： 1） 在 ISIS 平臺上進行系統(tǒng)的電路設計、元器件選擇、接插件、 鏈接電路和電氣檢測等。 2） 在 ISIS 平臺上進行系統(tǒng)的程序設計、編譯、代碼調試，最后生成目標代碼文件(*.hex)。 3） 在 ISIS 平臺上把目標代碼文件加載到單片機系統(tǒng)中仿真運行，并實現(xiàn)系統(tǒng)的實時交互、協(xié)同仿真。相當程度的反映了實際系統(tǒng)的運行情況。 使用 Proteus 軟件仿真，可以有效驗證程序的可執(zhí)行性，并能在設計中實時作出調整，其流程圖如圖 2圖 22所示。 Proteus 電路設計 源程序編輯 生成目標文件代碼 加載目標文件 設置時鐘頻率 Proteus 仿真 新建設計文件 選取元器件 放置元器件、電源和地 電路布線 元器件屬性設置 電器檢測