畢業(yè)設(shè)計(jì)論文基于單片機(jī)控制的紅外線遙控電風(fēng)扇設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-25 11:46 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 準(zhǔn)的38KHZ載波，再用鍵盤產(chǎn)生按鍵信號，在外部將這兩個(gè)信號相與后即可獲得調(diào)制波。這種方法比較傳統(tǒng)，成本也很低，不過設(shè)計(jì)起來比較繁瑣，這種方法比較適合于一些定點(diǎn)發(fā)射的場合。方案二：信號由鍵盤或其他傳感器產(chǎn)生，比如溫度傳感器，產(chǎn)生的信號送入專用的發(fā)射芯片，專用芯片將完成載波的產(chǎn)生及載波與信號的調(diào)制，后接發(fā)射末端將調(diào)制后紅外信號發(fā)射出去，些種方法成本也不是很高，電路簡潔，只不過靈活性較大，可擴(kuò)展性不是很強(qiáng)，此種方法比較適合需要較簡單應(yīng)用且應(yīng)用較固定的場合，比如溫度采集的各個(gè)點(diǎn)，如果每個(gè)點(diǎn)都用單片機(jī)采集并發(fā)送，成本會(huì)大提高。方案三：時(shí)下許多行業(yè)中的專業(yè)人士曾預(yù)言，軟件無線電在不久的將來將成為一種無信通信的一種新的實(shí)現(xiàn)手段，它可以采用同一套通用的硬件設(shè)備，配備不同的軟件即可實(shí)現(xiàn)不同模式，不同通信方式的通信，靈活性強(qiáng)，成本大大降低，維護(hù)方面也大部分只是軟件方面的維護(hù)，從而雙可借助網(wǎng)絡(luò)的力量進(jìn)而發(fā)展出遠(yuǎn)程維護(hù)等一系列新的維護(hù)方式和手段，可見其前景是如些之廣。因此，在這種背景之下，本系統(tǒng)嘗試將這種先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念注入本系統(tǒng)信號調(diào)制的實(shí)現(xiàn)手段中?？梢允褂脝纹瑱C(jī)作為發(fā)射方的主控中心，載波的產(chǎn)生，信號的采集，信號編碼，信號與載波的調(diào)制，可都由單片機(jī)完成，輸出的調(diào)制波經(jīng)外接的整形放大電路后發(fā)射出去。這種方式成本稍高，不過設(shè)計(jì)靈活，保密性也好，可擴(kuò)展性也強(qiáng)，所以本系統(tǒng)采用此方案。本系統(tǒng)采用軟件調(diào)制的方式，在硬件上，只需完成信號的保持及功率放大，信號的載波產(chǎn)生及載波與信號的調(diào)制則全部由軟件完成。所以，由程序產(chǎn)生信號與載波調(diào)制后的信號由微控制器引腳輸出，采用CD40106進(jìn)行緩沖放大并整形,經(jīng)過三極管9013進(jìn)行放大驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管,使其發(fā)射紅外光。此部分主要問題是電機(jī)的選擇，調(diào)速方式的選擇。方案－：采用現(xiàn)在通用的多抽頭交流電機(jī)，通過可控硅控制或都手動(dòng)直接控制抽頭的選擇，從而選擇不同的電機(jī)線圈，電機(jī)轉(zhuǎn)速因此而變化，故達(dá)到調(diào)速的目的。如圖31所示。圖3－1此種方式在大多數(shù)現(xiàn)行的風(fēng)扇中都采用到，它成本低，控制方式單一，不能滿足用戶需求；產(chǎn)品比較成熟固定，挖掘空間不大。方案二：采用單相交流電機(jī)或者直流電機(jī)，可控硅的導(dǎo)通角控制電機(jī)的開與關(guān)，而可控硅導(dǎo)通角可以由可變電阻來調(diào)節(jié)，這種方法可以實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。不過控制過程不太精確。如圖3－2圖3－2方案三：采用單片機(jī)控制雙向可控硅的導(dǎo)通角來調(diào)節(jié)電機(jī)速度，同時(shí)要用光耦將強(qiáng)電隔離開來，使電路更安全，這種方法可以實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，而且可以采用多種算法，比如直接PWM，svpwm算法等，同時(shí)也可以達(dá)到很精確的控制，便于顯示控制。如圖3－3。成本可能稍高。綜上所述，本系統(tǒng)采用此方案。圖3－3 方案確定本設(shè)計(jì)信號調(diào)制及紅外信號采用軟件調(diào)制方式，由程序產(chǎn)生信號與載波調(diào)制后的信號由微控制器引腳輸出，采用CD40106進(jìn)行放大并整形，經(jīng)過三極管9013進(jìn)行放大驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管，使其發(fā)射紅外光。電機(jī)調(diào)速采用PWM脈寬調(diào)制，可實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速。第4章 硬件電路設(shè)計(jì) 原理分析為了能遠(yuǎn)離距的控制電風(fēng)扇，采用了紅外遙控器。通常紅外遙控器由發(fā)射和接收兩部分組成，發(fā)射部分由單片機(jī) 80C2051等構(gòu)成。接收部分由單片機(jī)89C51等構(gòu)成。 1．遙控發(fā)射工作原理 (1) 發(fā)射部分包括鍵盤矩陣、編碼調(diào)制、紅外發(fā)送器。使用89C2051芯片 將按鍵信號調(diào)制在 38KHz 的載波信號上通過三極管放大后發(fā)射出去。紅外編碼為： 全碼 =引導(dǎo)碼+系統(tǒng)碼+系統(tǒng)反碼+數(shù)據(jù)碼+數(shù)據(jù)反碼。89C2051 的 P1口構(gòu)成矩陣式鍵盤，用INT0產(chǎn)生定時(shí)中斷，作為紅外線的調(diào)制基波。，經(jīng)過40106整形，用三極管驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管發(fā)射。多路控制的紅外發(fā)射部分一般有許多按鍵，代表不同的控制功能。當(dāng)發(fā)射端按下某一按鍵時(shí)，相應(yīng)地在接收端有不同的輸出狀態(tài)。接收端的輸出狀態(tài)大致可分為脈沖、電平、自鎖、互鎖、數(shù)據(jù)五種形式?！懊}沖”輸出是當(dāng)按發(fā)射端按鍵時(shí)，接收端對應(yīng)輸出端輸出一個(gè)“有效脈沖”，寬度一般在100ms左右?！半娖健陛敵鍪侵赴l(fā)射端按下鍵時(shí)，接收端對應(yīng)輸出端輸出“有效電平”，發(fā)射端松開鍵時(shí)，接收端“有效電平”消失。此處的“有效脈沖”和“有效電平”，可能是高、也可能是低，取決于相應(yīng)輸出腳的靜態(tài)狀況，如靜態(tài)時(shí)為低，則“高”為有效；如靜態(tài)時(shí)為高，則“低”為有效。大多數(shù)情況下“高”為有效?！白枣i”輸出是指發(fā)射端每按一次某一個(gè)鍵，接收端對應(yīng)輸出端改變一次狀態(tài)，即原來為高電平變?yōu)榈碗娖剑瓉頌榈碗娖阶優(yōu)楦唠娖?。此種輸出適合用作電源開關(guān)、靜音控制等。有時(shí)亦稱這種輸出形式為“反相”?！盎ユi”輸出是指多個(gè)輸出互相清除，在同一時(shí)間內(nèi)只有一個(gè)輸出有效。（2）電源采用5v電源來提供電源。 (3)發(fā)射部分原理見圖4－1所示。 圖4－1遙控發(fā)射原理框圖（1）遙控發(fā)射器及其編碼采用脈寬調(diào)制的串行碼，、“0”；、“1”。 “0”和“1”組成的32位二進(jìn)制碼經(jīng)38kHz的載頻進(jìn)行二次調(diào)制以提高發(fā)射效率，達(dá)到降低電源功耗的目的。然后再通過紅外發(fā)射二極管發(fā)射。遙控編碼是連續(xù)的32位二進(jìn)制碼組，其中前16位為用戶識別碼，能區(qū)別不同的電器設(shè)備，防止不同機(jī)種遙控碼互相干擾。該芯片的用戶識別碼固定為十六進(jìn)制0FFH；后16位為8位操作碼（功能碼）及其反碼，UPD6121G最多有128種不同組合的編碼。 遙控器在按鍵按下后，周期性地發(fā)出同一種32位二進(jìn)制碼，周期約為108ms。一組碼本身的持續(xù)時(shí)間隨它包含的二進(jìn)制“0”和“1”的個(gè)數(shù)不同而不同，大約在45～63ms之間。 當(dāng)一個(gè)鍵按下超過36ms，振蕩器使芯片激活，將發(fā)射一組108ms的編碼脈沖,這108ms發(fā)射代碼由一個(gè)起始碼（9ms）,一個(gè)結(jié)果碼（）,
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