【正文】 ....... 26 致 謝 ................................................................... 27 參考文獻(xiàn) ................................................................ 28 附錄 .................................................................... 29 一、電路原理圖 ....................................................... 29 二、 PCB 圖 ........................................................... 30 三、源程序 ........................................................... 31 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 1 第 1 章 緒論 窗簾紅外遙控器設(shè)計(jì)目的 隨 著社會信息化的加快，人們的工作、生活和通訊、信息的關(guān)系日益緊密。 最后通過仿真調(diào)試，時鐘，手動開關(guān)窗簾，自動開關(guān)窗簾等控制方面的設(shè)計(jì)上基本達(dá)到了預(yù)期目的。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 遙控窗簾控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 學(xué) 生：龔杰 學(xué) 號： 07021019461 專 業(yè)：自動化 班 級： 指導(dǎo)教師：陳玉梅 四川理工學(xué)院自動化與電子信息學(xué)院 二 O 一一 年六月 龔杰：紅外遙控窗簾系統(tǒng)設(shè)計(jì) I 摘 要 本文采用分塊的模式，對整個系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，分別給出了系統(tǒng)總體框圖、電源電路、時鐘電路、鳴響電路、紅外線接收電路 、電機(jī)控制電路、顯示電路，并對相應(yīng)電路設(shè)計(jì)進(jìn)行了相關(guān)的闡述。隨后講述了軟件的編寫思路，分別寫出了 紅外線解碼程序、時鐘芯片控制程序、數(shù)碼顯示程序、遙控控制程序的編寫 思路，每一模塊都畫出了其方框圖。當(dāng)然，該系統(tǒng)在一些細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)上還需要不斷的完善和改進(jìn)。信息化社會在改變?nèi)藗兩罘绞脚c工作習(xí)慣的同時，也對傳統(tǒng)的住宅提出了挑戰(zhàn)，社會、技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步更使人們的觀念隨之巨變。 隨著電子技術(shù)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，生產(chǎn)工 藝的飛速發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，家用電器逐漸普及，市場對于紅外遙控控制系統(tǒng)的需求也越來越大。在這種趨勢下，窗簾的數(shù)字化、智能化已經(jīng)成為現(xiàn)代生產(chǎn)研究的主導(dǎo)設(shè)計(jì)方向。隨著窗簾紅外控制器應(yīng)用范圍的日益廣泛和多樣，各種適用于不同場合的窗簾控制器應(yīng)運(yùn)而生。 窗簾紅外遙控器完成的功能 本文介紹一款使用微電腦管理的、紅外遙控器控制的多功能窗簾控制器。窗簾控制器可以使用紅外遙控器進(jìn)行遠(yuǎn)程手動開、手動關(guān)和手動?？刂?；可以執(zhí)行事先輸入的開啟時間和關(guān)閉時間進(jìn)行時間控制；還可以根據(jù)室外環(huán)境亮度實(shí)現(xiàn)環(huán)境亮度光控。另外、電機(jī)拉動窗簾的工作的時間長度，電機(jī)工作的時候是否有鳴響提示，以及光控狀態(tài)下環(huán)境亮度的控制參數(shù)的調(diào)整等等都可以通過遙控器進(jìn)行設(shè)置。 （ 2）時間控制開關(guān)窗簾。 （ 3）采用紅外遙控方式，不會干擾其它電器的正常工作 ，也不會影響鄰近的無線設(shè)備。 （ 4）另一種控制方式為手動控制方式，防止停電后采用手動控制。以往的遙控電動窗簾都是向一邊拉或向上拉，而本設(shè)計(jì)為向兩邊打開，隨個人的愛好可以控制其大小。 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 3 第 2 章 總體方案設(shè)計(jì) 這次設(shè)計(jì)題目為單片機(jī)在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛，在很多的電子產(chǎn)品中也用到了紅外控制。 實(shí)現(xiàn)這種控制目的的方案有 2 個。（采用 A/D 轉(zhuǎn)換器） 方案（二）模擬集成控制器自動控制系統(tǒng)。 方案（一）的系統(tǒng)框圖如圖 21： 圖 21 方案一的原理框圖 AT89C2051 是一款采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51 指令集和輸出管腳相兼容的單片機(jī)，其主要性能特點(diǎn)有： （ 1）高性能、低功耗的 8Byte 微控制器， RISC 精簡指令集機(jī)構(gòu)，指令功能強(qiáng)大，且多數(shù)為單周期指令，具有低功耗的閑置和掉電控制模式、 5 個中斷源、兩個 16 位定時器 /計(jì)數(shù)器等功能。 （ 3）豐富強(qiáng)大的外部接口性能： 32 可編程 I/O 線，可編程串行通道，片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。 方案（二）的框圖如圖 22： 圖 22 方案二的原理框圖 該窗簾控制器采用 89c2051 單片機(jī)的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)，控制一個 220v 的可逆、變速電動機(jī)控制窗簾的拉開和關(guān)閉。以及光控狀態(tài)下環(huán)境亮度的控制參數(shù)的調(diào)整等等都可以通過遙控器進(jìn)行設(shè)置。 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 5 第 3 章 硬件設(shè)計(jì) 穩(wěn)壓電路 通常電網(wǎng)的供電電壓交流是 220（有效值）頻率 50Hz，要得到電壓的直流電輸出，首先要使電網(wǎng)的供電電壓通過一個變壓器使電 網(wǎng)電壓降低獲得所需要大小的交流電壓值。 脈動大的直流電壓通過濾波電路變成平滑，脈動小的直流電，其中濾波電容就是使脈沖電流過濾掉，經(jīng)過電容過濾的電流成了平滑的直流輸出了。 整流電路：利用二極管的單向?qū)ㄐ?，?50Hz 的正弦交流電變成直流電輸出 龔杰：紅外遙控窗簾系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 到濾波電路。 穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨交流電網(wǎng)電壓和負(fù)載的變化而變化。在 u2 的正半周內(nèi)，二極管 D D2 導(dǎo)通， D D4 截止； u2 的負(fù)半軸內(nèi)， D D4 導(dǎo)通， D D2 截止。電路中的每個二極管承受的最大反向電壓為 u2（ U2 是 變壓器復(fù)變電壓有效值） 。 如果選擇電容濾波電路后，那么輸出電壓： UO1=（ ～ ） U2,直流輸出電流：（ I2是變壓器復(fù)變電流的有效值。 圖 34 穩(wěn)壓電路圖 由于輸入電壓為 220V 的交流電壓，而電路供電電壓為直流 16V，所以要通過一個穩(wěn)壓電路對此交流電壓進(jìn)行變壓濾波處理，首先通過一個變壓器使網(wǎng)壓 220V 交流電通過變壓變化倍數(shù)（ 12 倍） 16V 交流電壓，該電壓輸出到橋式整流電路形成直流 16V，再通過濾波電路的電容對該波形進(jìn)行濾波，輸出無雜質(zhì)脈沖的 16V 電壓，輸出到三相穩(wěn)壓管 VO 輸出的電壓大概為 12V 的直流電。 紅外接收電路 筆者設(shè)計(jì)的這款紅外遙控器，不僅能設(shè)置控制對象的給定值或控制參數(shù)， 并通過紅外線發(fā)送給對象，而且能接收并顯示對象通過紅外線反饋回的實(shí)際值，這是它不同于普通紅外遙控器的地方。紅外遙控器的硬件部分主要包括五個模塊：電源模塊、鍵盤模塊、 龔杰：紅外遙控窗簾系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 液晶模塊、紅外發(fā)送模塊和紅外接收模塊。由于 MSP4紅外發(fā)送模塊和紅外接收模塊都可采用 3V 電源，所以電源模塊采用兩節(jié) 電池供電即可。液晶模塊由 MSP430F413 直接驅(qū)動?？梢杂脙煞N方法來實(shí)現(xiàn)：一是用硬件方法，即設(shè)計(jì)脈沖電路來產(chǎn)生占空比盡量小的脈沖載波信號；另一種就是用軟件來控制 MSP430F413 的輸出端 ，讓其輸出即為占空比較小的脈沖信號 。即在需要輸出高電平的時候，讓程序定時把 口輸出狀態(tài)反向，其中定時時間是由指令數(shù)和指令周期來決定的，每條指令的指令執(zhí)行周期是固定的，所以如果想讓反向頻率高一些，則讓指令執(zhí)行的少一些，反之就讓指令多一些。因?yàn)榻邮疹^對 38KHz 的光信號轉(zhuǎn)換能力比較強(qiáng)，所以把高電平的頻率設(shè)置為 38KHz。紅外發(fā)光二極管發(fā)射波形如圖 3 所示。前導(dǎo)碼由一個 9ms 的高電平和一個 4ms 的低電平組成。為了提高發(fā)射功率，實(shí)際工作時，發(fā)光二極管的高電平用 38kHz的載波信號載波，低電平則一直為低。即先發(fā)出前導(dǎo)碼，然后再按發(fā)出的是 ‘0’ 或 ‘1’ 來發(fā)出不同的數(shù)據(jù)碼，每發(fā)送完一位，就讓碼長計(jì)數(shù)器 num 加 1，直到 num 加到 32 時，發(fā)送停止 。它的誕生是計(jì)算機(jī)發(fā)展史上一個新的里程碑。因工藝限制，此階段的單片機(jī)采用雙片的形式而且功能比較簡單。 第二階段（ 1976－ 1978 年）：低性能單片機(jī)階段。 第三階段（ 1978－）：高性能單片機(jī)階段。有的型號內(nèi)部還帶有 A/D 轉(zhuǎn)換器。 16位單片機(jī)以 Intel 公 司生產(chǎn)得 MCS96 系列為代表，在片內(nèi)帶有多通道 A/D 轉(zhuǎn)換器和高速輸入 /輸出（ HSI/HSO）部件，中斷處理和實(shí)時處理能力很強(qiáng)。 2）單片機(jī)的特點(diǎn)： （ 1）小巧靈活、成本低、易于產(chǎn)品化。 （ 2）可靠性高、適用的溫度范圍寬。這一點(diǎn)是其他機(jī)種無法比擬的。通過單片機(jī)本身或擴(kuò)展可以方便地構(gòu)成各種規(guī)模地應(yīng)用系統(tǒng)及多機(jī)和分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。 龔杰：紅外遙控窗簾系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 由于單片機(jī)具有功能強(qiáng)、體積小、可靠性好和價格便宜等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，已成為傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)改造和新產(chǎn)品更新?lián)Q代的理想機(jī)種，具有廣泛的發(fā)展前景。 AT89C2051 單片機(jī)的簡介 AT89C2051 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓、高性能 CMOS 8 位 單片機(jī) ，片內(nèi)含2k bytes 的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲器（ PEROM）和 128bytes 的隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲單元， AT89C2051 單片機(jī)在 電子類產(chǎn)品中有廣泛的應(yīng)用。它采用 ATMEL 的 高密 非易失存儲技術(shù)制造并和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令集和引腳結(jié)構(gòu)兼容。 AT89C2051 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 2K 字節(jié)閃速存儲器， 128 字節(jié) RAM， 15 根 I/O 口，兩個 16 位定時器，一個五向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行口，一個精密模擬比較器以及兩種可選 的軟件節(jié)電工作方式。掉電方式保存 RAM 內(nèi)容但振蕩器停止工作并禁止有其它部件的工作到下一個硬件復(fù)位。 由于 89C2051 內(nèi)部程序存貯器為 Flash，所以修改 它內(nèi)部的程序十分方便快捷，只要配備一個可以編程 89C2051 的編程器即可。但是做這種調(diào)試不能夠了解片內(nèi) RAM 的內(nèi)容和程序的走向等有關(guān)信息。 圖 35 AT89C2051 芯片引腳圖 AT89C2051 的引腳圖如右圖所示。 GND：地?？谝_ ~ 提供內(nèi)部上拉電阻， 和 要求外部上拉電阻。 P1 口輸出緩沖器可吸收 20mA 電流并能直接驅(qū)動 LED 顯示。當(dāng)引腳 ~ 用作輸入并被外部拉低時，它們將因內(nèi)部的 上拉電阻 而流出電流。 用于固定輸入片內(nèi)比較器的輸出信號并且它作為一通用 I/O 引腳而不可訪問。當(dāng) P3 口寫入 “1”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可用作輸入端 。 龔杰：紅外遙控窗簾系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 P3 口還用于實(shí)現(xiàn) AT89C2051 的各種第二功能，如下表所列 ： 引腳口 功能 RXD 串行輸入端口 TXD 串行輸入端口 INT0 外中斷 0