【正文】 O5 101 KO2 010 KO6 110 KO3 011 KO7 111 紅外發(fā)射芯片 TC9012 最主要的功能設置是設置了 4個通過按鍵進行的功能輸入端 KI0KI3 和 8個通過按鍵進行的功能輸出端 KO0KO7，從而形成了一個矩陣鍵盤，而這個矩陣鍵盤將共有 48=32 個功能按鍵，由于是在同一系統(tǒng)下，所以這 32 個功能按鍵均按照同一方式進行編碼，以實現(xiàn)特定的功能。 用戶碼一共有 8種，利用 SEL 引腳與 KO0KO7 中的任意引腳相連接來進行選擇。 青島大學 本科生畢業(yè)論文（設計） 11 圖 TC9012的引腳圖 表 TC9012引腳功能 引腳號 名稱 類型 描述 14 KI0KI3 IN 4位輸入引腳，用于鍵盤掃描輸入（平時為低電平，內(nèi)置下拉電阻） 5 REM OUT 帶載波的遙控信號輸出 6 VDD 電源正端（ ）， 3V（典型） 7 NC 空引腳 8 OSC0 OUT 晶振輸出 9 OSC1 IN 晶振輸入 10 VSS 電源負端（接地） 11 LMP OUT 指示燈輸出 1219 KO0KO7 OUT 8位輸出引腳，用于鍵盤掃描輸出 20 SEL IN 用戶編碼選擇跳線（平時為高電平，內(nèi)置下拉電阻） TC9012 的編碼 在本設計實驗所使用的 TC9012 芯片的一幀傳輸數(shù)據(jù)中，總共是含有了 32位碼（兩次 8位用戶碼、 8位數(shù)據(jù)碼及其反碼），發(fā)射碼的格式如圖 所示。紅外發(fā)射芯片 TC9012 的所應用的各個引腳的功能設置和所應用的外圍應用線路都進行比較高度的優(yōu)化，其目的是為了配合 PCB 的電氣布線和價格成本低廉的要求。 圖 單片機最小系統(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。復位電路有上電復位和手動復位兩種，本例采用上電復位的形式。 3 復位電路 51 系列單片機的復位引腳是 9 腳， 當此引腳連接高電平超過兩個機器周期時，即可產(chǎn)生復位動作。 表 P3口引腳的第二功能定義 標號 引腳 第二功能 說明 10 RXD 串行輸入口 11 TXD 串行輸出口 12 0INT 外部中斷 0 13 1INT 外部中斷 1 14 0T 定時器 /計數(shù)器 0外部輸入端 15 1T 定時器 /計數(shù)器 1外部輸入端 16 WR 外部數(shù)據(jù) 存儲器寫脈沖 17 RD 外部數(shù)據(jù)存儲器讀脈沖 單片機最小系統(tǒng) 單片機最小系統(tǒng)是指單片機工作所需要的不可或缺的基本元器件和連接電路，所以單片機最小系統(tǒng)是最基本的單片機電路連接，主要包括三個部分，分別為： 單片機的外接電源的方法是將 40腳接電源 VCC（也就是 +5 伏）， 20 引腳接地（ GND），如圖 所示； 2 晶振電路 51 系列單片機已經(jīng)在單片機的內(nèi)部裝了振蕩電路，只要在 18腳、 19 腳 連接上晶振電路即可，晶振頻率可以選取 ，這個頻率可以準確的得到 9600 波特率和 19200 波特率，用于串口通信。 XTAL1 引腳為單片機片內(nèi)部所使用的振蕩電路的一端輸入端，而 XTAL2 引腳則為單片機片內(nèi)部所使用的振蕩電路的一端輸出端， 8051 的振蕩時鐘工作的工作方式有兩種比較常見的類型：片內(nèi)時鐘振蕩和外部時鐘，本設計實驗采用的工作方式為前者； RST（ 9腳） —— 單片機上的作為復位功能使用的復位引腳，其復位功能就是將單片機內(nèi)的程序初始化； PSEN （ 29 腳） —— 該引腳的名稱是單片機所應用的程 序存儲器的允許輸出控制端，當單片機正在讀外延程序存儲器時， PSEN 引腳低電平有效； PROGALE / （ 30腳） —— 當該位連接的是高電平時，允許地址鎖存信號，青島大學 本科生畢業(yè)論文（設計） 9 當訪問外部存儲器時， ALE 信號負跳變則將 P0口上低 8位地址信號送入鎖存器，當 ALE 為低電平時動作基本與高電平時一致， 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內(nèi)部存儲器（即 ROM）中； VppEA/ （ 31腳） —— EA接高電平時，單片機讀取內(nèi)部程序存儲器，當 EA為低電平時，單片機直接讀取外部（ ROM） 。 51 單片機的引腳如圖 所示。如圖 所示。如圖 所示。 DIP 封裝較常見，應用于絕大多數(shù)的中小規(guī)模的集成電路，本設計所使用的芯片即采用這種封裝形式。PROM 存儲器； 青島大學 本科生畢業(yè)論文（設計） 7 C—— 表示該器件為 CMOS 產(chǎn)品； 5—— 固定不變 1—— 表示該芯片內(nèi)部的程序存儲空間的大小，而此單片機所采用的 1 即表示內(nèi)部存儲空間為 4KB。編程時我們可以選擇 C語言進行編程，都可以使用匯編語言進行編程，即單片機即支持 C語言也支持匯編語 言的編程。諾依曼對于計算機的定義。 因此，本產(chǎn)品的設計思路就是通過紅外信號發(fā)射器發(fā)出紅外信號，由接收器接收后交由單片機進行處理并分析，得出用戶所發(fā)出的指令，進行解碼，并將指令通過控制 器來發(fā)應到電機那里，從而完成通過紅外進行調(diào)速的一整套過程。風扇開機則默認為一級轉(zhuǎn)速，按下遙控器的 K6鍵風扇停止后，按其他風速調(diào)整鍵則可再次啟動風扇。將遙控器上的K1鍵的設計實現(xiàn)功能設為一級轉(zhuǎn)速，按下該按鍵后則調(diào)節(jié)風扇的轉(zhuǎn)速變?yōu)樽畹蜋n也就是一級轉(zhuǎn)速，設定遙控器上的 K2 鍵設 計實現(xiàn)功能設為二級轉(zhuǎn)速，以此類推，風扇總共設計了五級轉(zhuǎn)速，級數(shù)越大風速越大。最關(guān)鍵的是，這是“智能家居”的以此有效嘗試，將“智能家居”由概念變?yōu)閷嶋H的應用，并且能夠進行市場化的推廣。就是應用紅外信號進行控制，利用紅外信號的發(fā)射裝置發(fā)出紅外信號，通過接收裝置進行接收并加以處理，然后再輸出進行電機調(diào)速。因此為了突破這一問題，需要一步一步逐漸推進，而智能風扇的研究則是其中一個比較容易進行的項目。首先，對風扇智能化的研究是在家電智能化的基礎上，即在“智能家居”的基礎上。因此，通過感應外界的溫度來控制風扇的快慢的想法是不行的，本設計也沒有采用這種設計。因為電流通過線圈時，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 會向周圍環(huán)境散發(fā)，致使環(huán)境溫度升高。這樣的電路設計雖然也叫簡單易行，但是由于室內(nèi)溫度的變化比較緩慢，而且變化幅度比較小，因此若能完成整套設計地構(gòu)想，需要比較靈敏的即精十分高的溫度傳感系統(tǒng)，這樣的造價就十分高了，也不容易進行推廣。 比如，有人設計的帶有溫控系統(tǒng)的智能風扇，加入溫度傳感器來感知外界溫度并將外界的溫度傳入單片機進行處理，通過單片機再來調(diào)控電機的轉(zhuǎn)速。 風扇智能化研究的現(xiàn)狀 當前家電的智能化取得了一定的發(fā)展，但是還有很多不足。將風扇的的啟停和調(diào)控實現(xiàn)紅外控制，從而實現(xiàn)其簡單的智能化。所以“智能家居”的實現(xiàn)可以先從智能家電開始。即以市場化為導向，將智能化的產(chǎn)品真正的推向市場。因為科學技術(shù)的應用不成熟，難以滿足市場的需求。真正限制其大規(guī)模應用的是當前較高的科技含量所帶來的高成本。人類將家居智能化，能減少人類對于一般家居用品的操作時間，能夠非常迅速的將家居里的器具啟動或者使用亦或是關(guān)閉，在今天這個“惜時如金”的社會，如此以來必將能節(jié)約很多時間，提高生活的質(zhì)量和效率，在現(xiàn)代社會，贏得時間即贏得一切，這是將自己生命延長最有效也是最直接的方式。 “智能家居”是一個統(tǒng)一的、系統(tǒng)的整體，將人類的一切家居生活智能化、系統(tǒng)化、協(xié)調(diào)化。無論是科技還是生活，其在未來的道路上將結(jié)伴前行，殊途同歸。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，也最終促進科技的發(fā)展。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和科技水平的提高，溫飽問題早已解決，而簡單的文化需求也難以滿足科技高速發(fā)展背景下人類對于文化的真正追求。本設計將以 STC51 單片機為處理核心，以紅外進行控制，最后通過調(diào)控電機進行控制的輸出。它更將使人類懂得數(shù)字時代的發(fā)展意義及前景，及認為在未來的數(shù)字時代的價值和位置。單片機的應用不僅可以為人類帶來家居的智能化，而且能為其外延產(chǎn)品智能化的應用提供了其市場化的可能。隨著科技的進一步發(fā)展，人們生活的逐漸提高，人類對信息化、智能化的要求越來越高，而一種產(chǎn)品的開發(fā)與利用不僅有較高的科技含量的支撐，還應該能節(jié)省開支，降低成本，較容易的實現(xiàn)市場化。我設想通過 STC51 單片機，對電動機的調(diào)速實行外延控制下有極調(diào)速，將其智能化。但無論是哪種工作方式，都需要手動接觸調(diào)節(jié)調(diào)速開關(guān)進行調(diào)速。風扇的主要工作原理是利用發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)來帶動扇葉旋轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生風力。 本文所研究的就是“智能家居”的一部分，家電智能化的應用，即將電扇在青島大學 本科生畢業(yè)論文（設計） 2 現(xiàn)有科技水平的前提以及控制成本的條件下將其智能化?？萍碱愋彤a(chǎn)品的普及不僅帶來的技術(shù)層面的更新，而且是低成本、市場化的運作，瓦特并不是發(fā)明了蒸汽機，只是將其改良，將其變得實用 ，能市場化，而被稱為“蒸汽機之父”，但是那個發(fā)明者卻沒有在歷史長河中留下自己的痕跡，由此可見單純將某類產(chǎn)品問世是第一步，更重要的是將其市場化，能市場化的關(guān)鍵因素就是成本和消費者需求。即使是現(xiàn)在能夠?qū)崿F(xiàn)，也只是在比爾蓋茨那樣的科技型的富豪那里?？傊?，對未來的家居生活最合理的比喻就是“電 腦”，將家居變成一臺電腦，家居最核心的處理系統(tǒng)自然就是其 CPU，而家居里的各個延伸功能即是這臺電腦中的各種器件所帶來的功能，家居的設計者是“程序員”，家居的主人則是最終的受益者。是以住宅為中心，利用網(wǎng)絡通信、紅外技術(shù)等科技手段，將與家居有關(guān)的各種生活器具連接成統(tǒng)一的整體，還兼?zhèn)湎到y(tǒng)管理等智能化的家居環(huán)境，能夠提升家居生活的系統(tǒng)性、協(xié)調(diào)性和便利性，不但能提供傳統(tǒng)的居住功能。這種產(chǎn)品與科技的良性互動，由消費者推動，由生產(chǎn)商操刀，收益的卻是整個人類，由此帶來的發(fā)展趨勢，就是“智能家居”。但是，在科技迅速發(fā)展的今天，人類將先進的科學技術(shù)應用于家電領域已經(jīng)游刃有余。 家電是居民生活的必需品，是不可或缺的生活用具，是消費品之中的“剛性需求”。與此同時，和居民的生活水平也得到了明顯的提高，在解決了溫飽，這個最基本的問題之后，開始追求更高一級的生活水準。 紅外接收頭 HS0038 ...........................................................................................................13 雙 H橋電動機驅(qū)動芯片 L298N............................................................................................14 直流電動機 .......................................................................................................................16 對于直流電動機的基本認識 ....................................................................................16 直流電動機的基本工作原理 ....................................................................................17 直流電動機的驅(qū)動 ..................................................................................................18 第三章 本設計所應用的原理分析 .....................................................................................................19 紅外通信技術(shù)介紹 ............................................................................................................19 單片機的定時器中斷 .........................................................................................................19 中斷的基本概念 ..........