1、红外遥控电风扇控制系统设计概述遥控电风扇是 90 年代初期在广东珠江三角洲地区作做大量的研发和生产，并有专门的掩模芯片作为主控芯片使用，现本人用单片机作了接收和发射的配套使用的系统方案。红外遥控电路现在已成为一种设计电路的时尚,现简单地介绍了红外线遥控发射、接收系统的原理，给出用 89C2051 作为遥控接收系统解码器的一种巧妙实现方法，以及完整的 51 汇编程序代码。包括发射、接收的原理图及其编程的主程序、发送程序、接收程序、定时中断程序的流程过程，从而完成此设计的要点，参考流程方框图的构思过程，可以编写应用软件。遥控电风扇控制系统分为两大部分：遥控器和电风扇控制板，下面分别加以描述。一、遥
2、控器为了能远离距的控制电风扇，采用了红外遥控器。通常红外遥控器由发射和接收两部分组成，发射部分由单片机 80C2051 等构成。接收部分装在电风扇的控制器内，由 89C51 等构成。1. 工作原理及组成部分(1)CPU 采用 AT89C2051 单片机，AT89C2051 的功能:和 MCS-8051 产品兼容、2KB 可重编程闪速存储器、耐久性:1000 写/擦除周期、2.7V6V 的操作范围、全静态操作：0Hz24MHz、两级加密程序存储器、1288 位内部RAM、15 根可编程 I/O 引线、6 个中断源、可编程串行 UART 通道、直接 LED 驱动输出、片内模拟比较器、低耗空载和掉电
3、方式。（2）电源采用 4 节 7 号电池来提供电源，并用一个二极管（IN4148）进行降压。（3）调制部分：采用 CD40106 进行缓冲放大并整形.发送的数字信号与 38K 的载波进行相与，将其调制在一起,整形并缓冲放大,经过 8050 进行放大驱动红外发射管,使其发射红外光。(4)红外发射方原理见图（1）所示。（图 1 ）遥控器原理框图2.红外发射（1）发射部分包括键盘矩阵、编码调制、红外发送器。使用 89C2051 芯片 将按键信号调制在 38KHz 的载波信号上通过三极管放大后发射出去。红外编码为： 全码 =引导码+系统码+系统反码+数据码+数据反码。89C2051 的 P1 口构成矩
4、阵式键盘，用 T1 产生定时中断，驱动 P3.3 产生一个 38K 的方波，作为红外线的调制基波。将发送的数据和 P3.0 进行逻辑与后，经过 40106 整形，用三极管驱动红外发射管发射。(2)按键功能K1：低档、中档、高档；键值为 01HK2 彩灯：键值为 02HK3：自然风、睡眠风、正常风键；值为 03HK4 定时；键值为 04HK5 开/关机；键值为 05H(3)当无键按下时，延时 10 秒后进入待机状态，系统处于低功耗模式。当有按键按下时，INT0 中断产生中断，同时唤醒 CPU 进行工作状态。3.红外发射的编码方式遥控发射器专用芯片很多，根据编码格式可以分成两大类，这里我们以运用比
5、较广泛，解码比较容易的一类来加以说明，现以日本 NEC 的 uPD6121G 组成发射电路为例说明编码原理。当发射器按键按下后，即有遥控码发出，所按的键不同遥控编码也不同。这种遥控码具有以下特征：(1)采用脉宽调制的串行码，以脉宽为 0.565ms、间隔 0.56ms、周期为 1.125ms 的组合表示二进制的“0”；以脉宽为 0.565ms、间隔 1.685ms、周期为 2.25ms 的组合表示二进制的“1”。“0”和“1”组成的 32 位二进制码经 38kHz 的载频进行二次调制以提高发射效率，达到降低电源功耗的目的。然后再通过红外发射二极管发射。(2)遥控编码是连续的 32 位二进制码组
6、，其中前 16 位为用户识别码，能区别不同的电器设备，防止不同机种遥控码互相干扰。该芯片的用户识别码固定为十六进制 0FFH；后 16 位为 8 位操作码（功能码）及其反码。(3)遥控器在按键按下后，周期性地发出同一种 32 位二进制码，周期约为 108ms。一组码本身的持续时间随它包含的二进制“0”和“1”的个数不同而不同，大约在 4563ms 之间。(4)其相关的波形图如下:（图 2）遥控编码4.硬件设计硬件设计见电路原理图（3）所示。(图 3)遥控器电路原理图5.软件设计(1)采用中断的处理程序完成整个系统的操作，INT0 中断处理完成键盘扫描以及发送。(2)程序流程图：（图 4）遥控器
7、软件流程图二、 电风扇控制板1.工作原理及组成部分: 红外接收部分包括光电转换放大器、解调、解码电路。(1)CPU 板将单片机、控制、键盘组合在一起完成了人机对话。 用 AT89C51 单片机来作主芯片控制，采用红外 T1838 接收头，用双向可控硅 MC97A6 控制电机档位，具有红外遥控功能。(2)电源部分：交流 220V 经变压器降压为 28V，全波整流后再由三端稳压器 LM7805 稳压，供给控制板。(3) 电风扇控制板框图（图 5 ）电风扇控制板框图2.设计方案(1)控制部分（图 6）电机引线图K1：低、中、高档，相应的指示灯亮。参见（图 6）K2：控制彩灯，相应的指示灯亮K3：自然
8、风、睡眠风、正常风控制 。参见（图 8）、（图 9）、（图 10）K4: 定时 30 分钟，1 小时，2 小时，4 小时。相应的指示灯点亮。参见（图 7）K5：具有开机功能和关机功能(图 7)定时时循环图(2)风类自然风的处理流程 :( 图 8) 自然风的循环图睡眠风的处理流程 :( 图 9) 自然风的循环图正常风的处理流程 :(图 10)正常风循环(3)工作方式：分为手动和遥控两种方式。4.硬件设计：参见（图 11）（图 11）电风扇控制板电路原理图5.软件设计:(1)红外遥控输入在 P3.2（INT0），面板按键 P3.3（INT1）。(2) 遥控的解码过程：(图 12)编码(图 13)数
9、据帧图形单片机收到一个中断后,开始计数， 然后在主程序有一个判断子程序,首先判断是否8MS,是否有高电平，再判断是否4MS 的低电平，然后再判断是否是 0 或 1，循环 32 次完成,32 个码的接收和存储。(3)程序流程图 :(图 14)控制板主程序流程(图 15)键值处理流程;=电风扇红外发射（遥控器）程序=;按键说明：;K1：低风档，键值为 01;K2：中风档，键值为 02;K3：高风档，键值为 03;K4：彩灯档，键值为 04;K5：自然风档，键值为 05;K6：睡眠风档，键值为 06;K7：正常风档，键值为 07;K8：定时档，键值为 08;K9：开关机，键值为 9;采用 41.5V
10、 供电，用 89C2051 作 CPU 芯片，当没有按键按下时，进入待机状态;按键采用 INT0 进行中断，只采用了 8 个按键;=$include(2051RAM.INC);$include(REG51.INC)ORG 0000HJMP MAINORG 0003H ;INT0 的中断入口JMP KEY_INT0ORG 000BH ;T0 的中断入口JMP FM_T0ORG 0100H;-;进入主程序;-MAIN: MOV R0,#7FH ;预使用单元清 0CLR AMAIN0:MOV R0,ADJNZ R0,MAIN0 ;清缓冲的地址单元值MOV SP,#60HMOV P1,#00001111B ;将 P1 置输入CLR KEYON CLR IT0 ;设置电平触发SETB PT0 SETB EX0SETB EA MOV 40H,#0FFHMOV 41H,#0FFH
