【文章內(nèi)容簡介】 終實現(xiàn)遠(yuǎn)距離的控制。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。紅外遙控是一個小小的科技創(chuàng)新，但隨之而來的事極大的便利。此項技術(shù)的長足進(jìn)步，也促使遙控風(fēng)扇的設(shè)計更容易，造價更低廉。作為一種常用的電器，電風(fēng)扇具有體積輕巧、價格便宜、擺放方便等特點?？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，但是由于家庭消費(fèi)水平所限，在將來的一段時間里，電風(fēng)扇在中小城市和農(nóng)村仍有較大的市場份額。市場的需求促使了電風(fēng)扇的發(fā)展。 “智能化”的興起，使得電風(fēng)扇的功能也越來越多，越來越貼進(jìn)人們生活。在現(xiàn)有市場多功能紅外遙控電風(fēng)扇的基礎(chǔ)上，提出了一種新型的智能電風(fēng)扇，相對于舊式電風(fēng)扇，智能電風(fēng)扇設(shè)置了很多人性化的設(shè)計，如智能照明，安全保護(hù)，傾倒保護(hù)，智能照明等功能，使得電風(fēng)扇更加人性化，相信其豐富的功能、人性化的設(shè)計將會大大提高電風(fēng)扇的市場競爭力。 國內(nèi)、外發(fā)展現(xiàn)狀隨著電子制造業(yè)的不斷發(fā)展，社會對生產(chǎn)率的要求越來越高，各行業(yè)都需要精良高效、高可靠性的設(shè)備來滿足要求。風(fēng)扇老式家電的一類，曾被認(rèn)為是空調(diào)產(chǎn)品沖擊下的淘汰品；但電風(fēng)擁有價格便宜、使用方便、體積小等特點。由于許多的家庭消費(fèi)水平并不是很高，電風(fēng)扇在中地區(qū)以及農(nóng)村將來一段時間里還是會占有市場的許多份額，但老式電風(fēng)扇功能簡單，不能滿足智能化的要求。為提高電風(fēng)扇的市場競爭力，使之在技術(shù)含量上有所提高，且更加安全可靠，智能電風(fēng)扇隨之被提出。相比之下，國外的只能電風(fēng)扇起步較早，目前各類研究也比較成熟，電風(fēng)扇在中2國仍然具有很大的市場，所以我國對電風(fēng)扇的優(yōu)化研究是很積極的。智能電風(fēng)扇已經(jīng)開始投入市場，目前這方面的技術(shù)已經(jīng)成熟。下一階段的研究將是使其更加人性化，更好的滿足不同群體的人的需求。美的等家電企業(yè)相繼推出了大廈扇和學(xué)生扇，這是針對不同的人群而專門研制的，具有智能化控制系統(tǒng)的電風(fēng)扇。 國外在電風(fēng)扇方面的研究相對我國不那么積極，但是在智能化電器方面的研究卻比我國更加成功 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成本設(shè)計方案就是以電風(fēng)扇為對象，通過紅外遙控系統(tǒng)來實現(xiàn)電風(fēng)扇的幾種常用功能，如：開關(guān)功能、調(diào)速功能、定時功能等的控制，相對于傳統(tǒng)的機(jī)械控制，體現(xiàn)出了更加方便、更加快捷的優(yōu)點。系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成，都采用了模塊化的結(jié)構(gòu)。其硬件接口部分主要包括 SM 紅外接收模塊、LED 顯示模塊、鍵盤處理模塊、防觸電保護(hù)模塊。軟件部分則包含紅外發(fā)生程序、紅外接收程序和風(fēng)扇控制程序。 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 系統(tǒng)工作原理紅外遙控是單向的紅外通信方式，整個信號傳輸中，需要一個發(fā)射端和一個接收端。發(fā)送端采用單片機(jī)將待發(fā)送的二進(jìn)制信號編碼調(diào)制為一系列的脈沖串信號，通過紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信號。紅外接收端普遍采用價格便宜，性能可靠的一體化紅外接收頭3接收紅外信號，它對信號進(jìn)行放大后送解調(diào)電路將以調(diào)制的指令編碼信號解調(diào)出來，即還原為編碼信號，再送給單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)解碼并控制相關(guān)對象。 系統(tǒng)主控模塊設(shè)計系統(tǒng)采用的主控器是 C8051F020 單片機(jī)。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 2022 年并入 Silicon Laboratories公司。C8051F 系列具有與 MCS51 單片機(jī)兼容的內(nèi)核，運(yùn)用流水線式運(yùn)算技術(shù)，不再把時鐘周期以及機(jī)器周期進(jìn)行細(xì)致區(qū)分，可以在執(zhí)行指令的同一時刻，預(yù)處理接下來的指令，增加了指令執(zhí)行速率。其中 C8051F020 是該系列單片機(jī)中功能較全，最具有代表性的一款 C8051F020 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：64k bytes 字節(jié) Flash 存儲器，4352（4096+256） B 的片內(nèi) RAM，64 個數(shù)字 IO引腳，5 個通用的 16 位定時器，硬件實現(xiàn)的 SPI,SMBUsI178。C 和兩個 UART 串行通接口，可尋址 64KB 地址空間的外部數(shù)據(jù)存貯器接口。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。同時，F(xiàn)lash 存儲器也可以在線系統(tǒng)重新編程，可用于不易失類數(shù)據(jù)儲存，并可以現(xiàn)場刷新 8051 固件，支持?jǐn)帱c、觀察點、單步運(yùn)行和停機(jī)命令 [1]。在使用JTAG 引腳都容許 5V 的輸入信號電壓。C8051F020 為 100 引腳 TQFP 封裝，如圖 2 所示。片內(nèi)原理框圖如圖 3 所示。 C8051F020 單片機(jī)的引腳結(jié)構(gòu)及功能說明4圖 2 C8051F020 芯片示意圖 C8051F020 單片機(jī)的最小系統(tǒng)設(shè)計單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計如圖 3 所示：C 8 0 5 1 F 0 2 0電源電路復(fù)位電路仿真接口電路圖 3 C8051F020 最小系統(tǒng)原理框圖5（1）C8051F 系列 MCU 振蕩器每個 C8051F 系列 MCU 都包含內(nèi)部振蕩器以及外部振蕩器驅(qū)動電路，每個驅(qū)動電路都可以作系統(tǒng)時鐘，MCU 在復(fù)位后從內(nèi)部振蕩器啟動。系統(tǒng)時鐘能夠在內(nèi)部和外部振蕩器間切換。也可以在選擇的時候，讓其中一個振蕩器保持在允許狀態(tài)，這樣可以避免切換時的延遲。外部振蕩器的可配置性是相當(dāng)可觀的，足以為用戶帶來多種選擇[2]。時基信號可以來自外 CMOS 時鐘源或者晶體諧振器，陶瓷諧振器喝 RC 組合電路以及外部電容也可以。振蕩器的工作方式是受 SFR 控式，內(nèi)外各一個，即 OSCICN 內(nèi)部振蕩器控制寄存器和 OSCXCN 外部振蕩器控制寄存器。（2）C8051F020 交叉開關(guān)配置C8051F020 單片機(jī)內(nèi)部的數(shù)字和模擬資源可以通過 P0~P3，32 個 IO 引腳使用。每個端口引腳可以被定義為通用 IO(GPIO),又可以分配給一個數(shù)字外設(shè)或功能（例如：UART0 或 INT1） ，如圖所示。其中 P1 口的引腳可以用作 ADC1 的模擬輸入。設(shè)計者完全控制數(shù)字功能的引腳分配，只受（3）端口 IO 初始化步驟1）用端口輸入方式寄存器（PnMDIN）選擇所有的端口引腳輸入方式（模擬或數(shù)字） 。2）用端口輸出方式寄存器（PnMDOUT）選擇所有的端口引腳輸出方式）3）將引腳分配給要使用的外設(shè)4）使能交叉開關(guān)（XBARE=1）（4）程序流程圖6 上電 、 復(fù)位功能模塊 n功能模塊 2功能模塊 1初始化程序圖 4 最小系統(tǒng)框圖 發(fā)射端電路模塊設(shè)計發(fā)射端電路：單片機(jī)系統(tǒng)及顯示電路、紅外發(fā)射電路、按鍵電路和穩(wěn)壓電路等組成。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1. C8051F020 的功能：（