紅外遙控電風(fēng)扇

1、紅外遙控電風(fēng)扇 機(jī)電系 電子信息工程專業(yè) 【摘要】電風(fēng)扇作為一種價(jià)格便宜、體積小巧的清熱解暑的家用電器，在家庭中的普及率非常高，其技術(shù)的發(fā)展也越來越成熟。本文介紹了一種利用紅外無線遙控來對(duì)電風(fēng)扇調(diào)速定時(shí)的設(shè)計(jì)方法。整個(gè)系統(tǒng)的核心部分就是紅外遙控和單片機(jī)控制。系統(tǒng)以AT89S51單片機(jī)為控制器，通過紅外接收管接收遙控器信號(hào)，單片機(jī)解碼后進(jìn)行相應(yīng)的控制?？刂品矫姘▋蓚€(gè)方面：自動(dòng)控制和手動(dòng)控制。自動(dòng)控制狀態(tài)下風(fēng)扇根據(jù)溫度自動(dòng)調(diào)檔；手動(dòng)控制狀態(tài)下通過遙控器定時(shí)和調(diào)速。系統(tǒng)的溫度測(cè)量采用DS18B20數(shù)字溫度傳感器，定時(shí)采用DS1307時(shí)鐘芯片。當(dāng)前的時(shí)間和溫度都可以通過液晶顯示器顯示?！娟P(guān)鍵詞】紅外

2、遙控、單片機(jī)、定時(shí)、調(diào)速1引言在炎熱的夏天，人們離不開可以降溫的家電，雖然在城市生活中空調(diào)已經(jīng)非常普遍，但是電風(fēng)扇引起便宜的價(jià)格、小巧的體積、擺放方便等優(yōu)點(diǎn)仍然占領(lǐng)著中小城市和農(nóng)村家庭的大部分市場(chǎng)，而且技術(shù)也越來越成熟，功能越來越完善。電風(fēng)扇是利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)扇葉旋轉(zhuǎn)以使空氣加速流通來實(shí)現(xiàn)結(jié)束清涼的目的的，它起源于1830年，一名叫詹姆斯拜倫的人從鐘表的結(jié)構(gòu)中受到啟發(fā)發(fā)明了可以固定在天花板上的機(jī)械風(fēng)扇，這種風(fēng)扇利用發(fā)條驅(qū)動(dòng)，但是要得到清涼的風(fēng)需要爬到天花板高度上發(fā)條，使用很麻煩。1872年，法國(guó)人約瑟夫研制出靠發(fā)條渦輪啟動(dòng)、利用齒輪鏈條轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械風(fēng)扇。到了1880年，美國(guó)人舒樂將扇葉直接裝在電動(dòng)機(jī)

3、上，接上電源，利用電能控制風(fēng)扇，這就是真正意義上的電風(fēng)扇。1908年，美國(guó)的?？税l(fā)動(dòng)機(jī)電氣公司研制出了齒輪左右搖頭的電風(fēng)扇，防止了電風(fēng)扇不必要的三百六十度轉(zhuǎn)頭送風(fēng)問題。此后，電風(fēng)扇的種類開始越來越豐富，臺(tái)扇、吊扇、地扇、壁扇等，可以根據(jù)場(chǎng)合的需求選擇種類，而且控制方式也開始改進(jìn)，從旋鈕、按鈕的控制方式發(fā)展為觸摸式、遙控式控制方式，后來又出現(xiàn)了可以定時(shí)、自動(dòng)換擋的智能型風(fēng)扇。本文提出了一種可以通過紅外遙控器實(shí)現(xiàn)定時(shí)調(diào)速控制風(fēng)扇的設(shè)計(jì)方案，整個(gè)系統(tǒng)是以單片機(jī)為核心控制器來實(shí)現(xiàn)智能化的。目前，單片機(jī)以其高可靠性、高性能價(jià)格比，在工業(yè)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、智能化儀器儀表、辦公自動(dòng)化等諸多領(lǐng)域得到極為

4、廣泛的應(yīng)用，到處都可見到單片機(jī)的蹤影。因此，單片機(jī)技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用水平已逐步成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志之一。由于單片機(jī)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域正得到越來越廣泛的應(yīng)用，世界上許多集成電路生產(chǎn)廠家相繼推出了各種類型的單片機(jī)，在單片機(jī)家族的眾多成員中，MCS-51系列單片機(jī)以其優(yōu)越的性能、成熟的技術(shù)及高可靠性和高性能價(jià)格比，迅速占領(lǐng)了工業(yè)測(cè)控和自動(dòng)化工程應(yīng)用的主要市場(chǎng)，成為國(guó)內(nèi)單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中的主流。目前，可用于MCS-51系列單片機(jī)開發(fā)的硬件越來越多，與其配套的各類開發(fā)系統(tǒng)、各種軟件也日趨完善，因此，可以極方便地利用現(xiàn)有資源，開發(fā)出用于不同目的的各類應(yīng)用系統(tǒng)。2 方案設(shè)計(jì)2.1 方案比較與選擇2.1.1

5、遙控方式選擇基于超聲波遙控方式。超聲波遙控方式中的超聲傳感器頻帶窄，所能攜帶的信息量少，易受干擾而引起誤動(dòng)作，同時(shí)，該種方式作用距離短，通用性強(qiáng)，可互換。假如采用無線電遙控方式。無線電具有繞射和穿透性，不受角度、方向和障礙物的限制。但是由于我們生活的周圍充滿了電磁波和無線電波，所以無線電遙控很容易受到干擾，穩(wěn)定性不夠高。還可以采用為紅外線遙控方式。紅外線技術(shù)出現(xiàn)較早，成本低，控制內(nèi)容多，抗干擾能力強(qiáng)，不會(huì)發(fā)生任何誤動(dòng)作，響應(yīng)速度快，不會(huì)對(duì)其它電器產(chǎn)生干擾，體積小，成本低，功耗小，與其它方式比，可降低消耗功率90%，而且在日常家庭生活中，幾乎家家都有電視遙控器，只需要利用電視遙控器，再用單片機(jī)加

6、一個(gè)紅外接收頭就可以讀取遙控器的鍵值，進(jìn)而根據(jù)鍵值執(zhí)行相應(yīng)的操作。所以綜上所述，從家具布局和實(shí)用性方面考慮，本設(shè)計(jì)選用紅外無線遙控方案。2.1.2 定時(shí)方案選擇基于采用數(shù)字電路來搭建，利用555時(shí)基電路構(gòu)成振蕩器產(chǎn)生100Hz頻率，再分頻得到1Hz頻率，即產(chǎn)生1秒計(jì)時(shí)。這種方案電路復(fù)雜，靈活性不高，而且準(zhǔn)確度不夠精確，不利于系統(tǒng)的擴(kuò)展。如果采用單片機(jī)作為系統(tǒng)控制單元，通過時(shí)鐘芯片來實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能，單片機(jī)負(fù)責(zé)將時(shí)間送入顯示電路顯示。這種方案電路簡(jiǎn)單、時(shí)間精確，使用方便。所以綜上所述，本設(shè)計(jì)本身必須使用單片機(jī)，結(jié)合單片機(jī)考慮選用第二種時(shí)鐘設(shè)計(jì)方案比較恰當(dāng)。2.2 設(shè)計(jì)方案本系統(tǒng)以AT89S51單片機(jī)

7、為控制器，通過家庭萬(wàn)能紅外遙控器實(shí)現(xiàn)遙控功能，接收端采用紅外接收三極管接收紅外信號(hào)并將其送至單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)不同編碼確定不同按鍵，進(jìn)而根據(jù)按鍵功能控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)。定時(shí)方面選用DS1307時(shí)鐘芯片來提供時(shí)間基準(zhǔn)。單片機(jī)控制測(cè)溫通過DS18B20數(shù)字溫度傳感器實(shí)現(xiàn)，單片機(jī)根據(jù)溫度的不同控制風(fēng)扇的3個(gè)不同檔次的工作狀態(tài)。系統(tǒng)的溫度和時(shí)間值都可以通過液晶顯示器進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。系統(tǒng)設(shè)計(jì)方框圖如圖2-1所示。圖2-1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方框圖3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 硬件設(shè)計(jì)應(yīng)用環(huán)境簡(jiǎn)介本設(shè)計(jì)硬件電路是在Protel電子設(shè)計(jì)軟件環(huán)境下進(jìn)行設(shè)計(jì)的，系統(tǒng)整體電路原理圖見附錄。Protel電子線路設(shè)計(jì)軟件是在TANGO

8、基礎(chǔ)上改進(jìn)的電路CAD軟件，它在原理圖文件格式、印制板文件格式、原理圖器件庫(kù)文件格式、印制板封裝庫(kù)文件格式、原理圖編譯和網(wǎng)絡(luò)表轉(zhuǎn)換與檢查等方面保持了與TANGO版本一致或兼容的前提下，對(duì)原TANGO版本做了一些改動(dòng)。Protel電子線路設(shè)計(jì)軟件由原理圖編輯、印制板設(shè)計(jì)、原理圖輸出、印制板輸出、原理圖器件庫(kù)編輯和其他應(yīng)用程序組成。電路原理圖的設(shè)計(jì)是印制電路板設(shè)計(jì)中的第一步，也是非常重要的一步。電路原理圖設(shè)計(jì)得好壞將直接影響到后面的工作。首先，原理圖的正確性是最基本的要求，因?yàn)樵谝粋€(gè)錯(cuò)誤的基礎(chǔ)上所進(jìn)行的工作是沒有意義的；其次，原理圖應(yīng)該布局合理，這樣不僅可以盡量避免出錯(cuò)，也便于讀圖、便于查找和糾正

9、錯(cuò)誤； 最后，在滿足正確性和布局合理的前提下應(yīng)力求原理圖的美觀。電路原理圖的設(shè)計(jì)過程可分為以下幾個(gè)步驟：1、設(shè)置電路圖紙參數(shù)及相關(guān)信息根據(jù)電路圖的復(fù)雜程度設(shè)置圖紙的格式、尺寸、方向等參數(shù)以及與設(shè)計(jì)有關(guān)的信息，為以后的設(shè)計(jì)工作建立一個(gè)合適的工作平面。2、裝入所需要的元件庫(kù)將所需的元件庫(kù)裝入設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，以便從中查找和選定所需的元器件。3、設(shè)置元件將選定的元件放置到已建立好的工作平面上，并對(duì)元件在工作平面上的位置進(jìn)行調(diào)整，對(duì)元件的序號(hào)、封裝形式、顯示狀態(tài)等進(jìn)行定義和設(shè)置，以便為下一步的布線工作打好基礎(chǔ)。4、電路圖布線利用Protel所提供的各種工具、命令進(jìn)行畫圖工作，將事先放置好的元器件用具有電氣意

10、義的導(dǎo)線、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)等連接起來，布線結(jié)束后，一張完整的電路原理圖基本完成。5、調(diào)整、檢查和修改利用Protel所提供的各種工具對(duì)前面所繪制的原理圖做進(jìn)一步的調(diào)整和修改。6、補(bǔ)充完善對(duì)原理圖做一些相應(yīng)的說明、標(biāo)注和修飾，增加可讀性和可觀性。7、保存和打印輸出這部分工作主要是對(duì)設(shè)計(jì)完成的原理圖進(jìn)行保存，包括存盤、打印輸出等，以供以后的工作中使用。3.2 紅外遙控單元3.2.1 紅外簡(jiǎn)介紅外線是太陽(yáng)光線中眾多不可見光線中的一種，由英國(guó)科學(xué)家霍胥爾于1800年發(fā)現(xiàn)，又稱為紅外熱輻射,他將太陽(yáng)光用三棱鏡分解開，在各種不同顏色的色帶位置上放置了溫度計(jì)，試圖測(cè)量各種顏色的光的加熱效應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，位于紅光外側(cè)的

11、那支溫度計(jì)升溫最快。因此得到結(jié)論：太陽(yáng)光譜中，紅光的外側(cè)必定存在看不見的光線，這就是紅外線。也可以當(dāng)作傳輸之媒界。紅外通訊，就是通過紅外線傳輸數(shù)據(jù)。在電腦技術(shù)發(fā)展早期，數(shù)據(jù)都是通過線纜傳輸?shù)?，線纜傳輸連線麻煩，需要特制接口，頗為不便。于是后來就有了紅外、藍(lán)牙、802.11等無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。在紅外通訊技術(shù)發(fā)展早期，存在好幾個(gè)紅外通訊標(biāo)準(zhǔn)，不同標(biāo)準(zhǔn)之間的紅外設(shè)備不能進(jìn)行紅外通訊。為了使各種紅外設(shè)備能夠互聯(lián)互通，1993年，由二十多個(gè)大廠商發(fā)起成立 了紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)(IrDA)，統(tǒng)一了紅外通訊的標(biāo)準(zhǔn)，這就是目前被廣泛使用的IrDA紅外數(shù)據(jù)通訊協(xié)議及規(guī)范。生活中紅外線的應(yīng)用有：高溫殺菌、紅外線夜視儀、

12、監(jiān)控設(shè)備、手機(jī)的紅外口、賓館的房門卡、汽車、電視機(jī)的遙控器、洗手池的紅外感應(yīng)等。紅外對(duì)管主要應(yīng)用于工控和測(cè)速領(lǐng)域。紅外遙控利用的是紅外光。人的眼睛能看到的可見光按波長(zhǎng)從長(zhǎng)到短依次為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫，其中紅外的波長(zhǎng)范圍為0.62-0.76m，紫光的波長(zhǎng)范圍為0.38-0.46m，比紫光波長(zhǎng)還短的交紫外線，比紅光波長(zhǎng)還長(zhǎng)的光叫紅外線，紅外遙控就是利用波長(zhǎng)為0.76-1.5m之間的近紅外線來傳送信號(hào)的。3.2.2 遙控電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中作為發(fā)射部分使用的遙控器為M5046AP機(jī)芯的電視機(jī)遙控器。電視機(jī)遙控器應(yīng)用的是紅外收發(fā)原理，即遙控器前端側(cè)面的紅外發(fā)射管發(fā)射出紅外信號(hào)，電路板上紅外接收管接

13、收到信號(hào)后送到單片機(jī)內(nèi)部，經(jīng)譯碼后變成相應(yīng)的操作指令，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)、遙控風(fēng)扇的功能。其中遙控指令是由16位二進(jìn)制編碼組成的，前8位為用戶碼，為區(qū)別不同遙控器發(fā)射的指令，防止遙控器之間互相干擾；后8位為指令碼。紅外接收管有兩種：二極管型和三極管型的。二極管型的相應(yīng)頻率高，但是增益小，三極管型的響應(yīng)頻率低，但是增益高，而且輸出為高低電平，信號(hào)可直接被單片機(jī)識(shí)別，無需A/D轉(zhuǎn)換，因此本設(shè)計(jì)選用紅外三極管作為接收管。紅外接收管直接接至單片機(jī)的P3.2引腳。紅外遙控器的內(nèi)部關(guān)鍵電路和接收管電路如圖3-1所示。圖3-1 遙控器內(nèi)部關(guān)鍵電路及接收管電路3.3 單片機(jī)控制單元3.3.1 單片機(jī)簡(jiǎn)介單片機(jī)是一種集

14、成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 單片機(jī)也被稱為微控制器，它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來。早期的單片機(jī)都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因?yàn)楹?jiǎn)單可靠而性能不錯(cuò)獲得了很大的好評(píng)。此后在8031上發(fā)展出了MCS51系列單片機(jī)系統(tǒng)。基于這一系統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域

15、要求的提高，開始出現(xiàn)了16位單片機(jī)，但因?yàn)樾詢r(jià)比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。90年代后隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品大發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)得到了巨大提高。隨著INTEL i960系列特別是后來的ARM系列的廣泛應(yīng)用，32位單片機(jī)迅速取代16位單片機(jī)的高端地位，并且進(jìn)入主流市場(chǎng)。而傳統(tǒng)的8位單片機(jī)的性能也得到了飛速提高，處理能力比起80年代提高了數(shù)百倍。單片機(jī)誕生于20世紀(jì)70年代末，經(jīng)歷了SCM、MCU、SoC三大階段。MCS-51內(nèi)核結(jié)構(gòu)單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分為內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。MCS-51單片機(jī)的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM/IO）空間為64KB（地址為0000H0FFFFH），一般通過16位數(shù)據(jù)指針

16、DPTR來訪問，且外部RAM和外部I/O的地址安排是統(tǒng)一編址的。MCS-51的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器為128B或256B（AT89S51的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器為128B，地址空間為00H7FH，8032、8052和8752的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器為256B，地址空間為00H0FFH）。AT89S51將內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的不同區(qū)域從功能和用途方面來劃分，可以分為3個(gè)區(qū)域，即工作寄存器區(qū)（00H1FH）、位尋址區(qū)（20H2FH）、堆棧和數(shù)據(jù)緩沖器區(qū)（30H7FH或30H0FFH）。I/O口分配：P0口（P0.0P0.7）為雙向8位三態(tài)I/O口，當(dāng)作為I/O口使用時(shí)，可直接連接外部I/O設(shè)備。它是地址總線低8位及數(shù)據(jù)總線分

17、時(shí)服用口，可驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL負(fù)載。一般作為擴(kuò)展時(shí)地址/數(shù)據(jù)總線口使用。P1口（P1.0P1.7）的每一位都可以分別定義為輸入線和輸出線（做輸入時(shí)，鎖存器必須置1），可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL負(fù)載。P1口常用作通用I/O口，它是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)雙向口。P2口（P2.0P2.7）為8位準(zhǔn)雙向I/O口，當(dāng)作為I/O口使用時(shí)，可直接連接外部I/O設(shè)備。它是地址總線的高8位復(fù)用，可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL負(fù)載。一般作為擴(kuò)展地址總線的高8為使用。P3口（P3.0P3.7）為8位準(zhǔn)雙向I/O口，是雙功能復(fù)用口，可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL負(fù)載，能夠?qū)崿F(xiàn)第一功能，可作為通用I/O口。3.3.2 單片機(jī)控制電路單片機(jī)控制電路設(shè)計(jì)如圖3-2所示。單片

18、機(jī)自身需要時(shí)鐘電路和復(fù)位電路才能工作。本設(shè)計(jì)中單片機(jī)的時(shí)鐘電路通過在XTAL1和XTAL2之間連接一個(gè)12MHz的晶振而實(shí)現(xiàn)，2個(gè)引腳再分別接一個(gè)22pF的對(duì)地電容。復(fù)位電路通過在RST引腳和電源之間連接一個(gè)10U的電解電容來實(shí)現(xiàn)的，上電瞬間，電路充電，RST引腳端出現(xiàn)正脈沖，只要電源VCC的上升時(shí)間不超過1us，就可以實(shí)現(xiàn)上電自動(dòng)復(fù)位，即接通電源，這樣就完成了系統(tǒng)的復(fù)位操作。單片機(jī)的P1.2-P1.4口用于控制風(fēng)扇的3個(gè)檔次，設(shè)計(jì)中用繼電器來模擬風(fēng)扇換擋開關(guān)；P1.6和P1.7引腳控制時(shí)鐘電路；P2口作為液晶顯示的8位數(shù)據(jù)線；P3.0和P3.1口控制風(fēng)扇工作狀態(tài)指示燈，分為手動(dòng)和自動(dòng)2個(gè)狀態(tài)

19、；P3.2中斷0用于接收紅外遙控編碼信號(hào)；P3.4接收溫度數(shù)據(jù)；P3.5-P3.7三個(gè)引腳分別控制液晶顯示器的控制端。圖3-2 單片機(jī)控制電路3.4 時(shí)鐘單元3.4.1 DS1307簡(jiǎn)介DS1307是I2C總線接口的日歷時(shí)鐘芯片,片內(nèi)有8個(gè)特殊寄存器和56的BSPAM,是一種低功耗、BCD碼的8引腳實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片。DS1307的主要技術(shù)性能如下：具有秒、分、時(shí)、日、星期、月、年的計(jì)數(shù)功能，并具有12小時(shí)制和24小時(shí)制計(jì)數(shù)模式，可自動(dòng)調(diào)整每月天數(shù)及閏年；具有自動(dòng)掉電保護(hù)和上電復(fù)位功能；可輸出不同頻率的方波信號(hào) 。DS1307的引腳排列如圖3-3所示。圖3-3 DS1307引腳圖VCC：+5V電源；

20、 VBAT：+3V電源輸入；X1、X2：32.768kHz的晶振輸入端；SDA：數(shù)據(jù)線；SCL：時(shí)鐘線；SQW/OUT：方波信號(hào)輸出端。3.4.2 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)單片機(jī)控制時(shí)鐘電路如圖3-4所示。DS1307的X1與X2通過32.768KHz的晶振相連，以提供計(jì)時(shí)基準(zhǔn)。SCL與SDA分別連接至單片機(jī)的P1.6和P1.7引腳，完成單片機(jī)讀取時(shí)間值。圖3-4 單片機(jī)控制時(shí)鐘電路3.5 測(cè)溫單元3.5.1 DS18B20簡(jiǎn)介DS18B20是美國(guó)DALLAS公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器，它具有微型化、低功效、高性能、抗干擾能力強(qiáng)、易配處理器等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)，可直接將溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號(hào)

21、給單片機(jī)處理，且在同一總線上可以掛接多個(gè)傳感器芯片。它具有3引腳TO-92小體積封裝形式，溫度測(cè)量范圍為-55+155攝氏度，可編程為912位A/D轉(zhuǎn)換精度，測(cè)溫分辨率可達(dá)0.0625攝氏度，被測(cè)溫度用符號(hào)擴(kuò)展的16位數(shù)字量方式串行輸出，其工作電源既可在遠(yuǎn)程引用，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)到三根或兩根線上，CPU只需一根端口線就能與多個(gè)DS18B20通信，占用微處理器端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。以上特點(diǎn)使得DS18B20成為此次設(shè)計(jì)的首選。引腳定義：DQ：數(shù)字信號(hào)輸入/輸出端；GND：電源地；VCC：外接供電電源輸入端（寄生供電方式時(shí)接地），如圖3-5所示。

22、圖3-5 DS18B20溫度傳感器芯片引腳3.5.2 測(cè)溫電路設(shè)計(jì)該部分電路設(shè)計(jì)如圖3-6所示。DS18B20有兩種方式供電，一種是采用電源供電方式，此時(shí)DS18B20的1腳接地，2腳作為信號(hào)線，3腳接電源。另一種是寄生電源供電方式，單片機(jī)端口接單線總線，為保證在有效的DS18B20時(shí)鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個(gè)MOSFET管來完成對(duì)總線的上拉。寄生供電適合多點(diǎn)測(cè)溫。鑒于本設(shè)計(jì)為單片測(cè)溫，故采用外部電源供電法。DS18B20是單總線控制，I/O引腳與單片機(jī)P3.4引腳相連即可實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)之間的通信。圖3-6 溫度測(cè)量電路3.6 液晶顯示單元電路本設(shè)計(jì)的顯示器選用LCD1602液晶顯示器。L

23、CD1602可顯示162個(gè)字符，芯片工作電壓為4.5-5.5V，工作電流為2.0mA(5.0V)，模塊的最佳工作電壓為5.0V。LCD1602的接口信號(hào)說明如表3-1所示。表3-1 LCD1602引腳說明編號(hào)符號(hào)引腳說明編號(hào)符號(hào)引腳說明1VSS電源地9D2Data I/O2VDD電源正極10D3Data I/O3VL液晶顯示偏壓信號(hào)11D4Data I/O4RS數(shù)據(jù)/命令選擇端（H/L）12D5Data I/O5R/W讀/寫選擇端（H/L）13D6Data I/O6E使能信號(hào)14D7Data I/O7D0Data I/O15BLA背光源正極8D1Data I/O16BLK背光源負(fù)極液晶顯示電路

24、如圖3-7所示。單片機(jī)的P2口為液晶顯示器的數(shù)據(jù)線，P3.5-P3.7引腳分別控制液晶顯示器的復(fù)位端RST、讀/寫端R/W、使能端E。調(diào)節(jié)VR1電位器可以調(diào)節(jié)液晶顯示器的對(duì)比度。圖3-7 液晶顯示電路3.7 風(fēng)扇檔位控制單元單片機(jī)控制風(fēng)扇檔位電路如圖3-8所示。3個(gè)繼電器分別接至單片機(jī)的P1.2、P1.3、P1.4引腳，當(dāng)環(huán)境溫度需要風(fēng)扇調(diào)為一檔時(shí)，單片機(jī)的P1.2引腳輸出高電平，此時(shí)三極管Q1導(dǎo)通，則繼電器K1導(dǎo)通，風(fēng)扇調(diào)為一檔。二檔與三檔的工作控制原理與一檔同理。圖3-8 風(fēng)扇檔位控制電路4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1 程序設(shè)計(jì)應(yīng)用環(huán)境本設(shè)計(jì)軟件的設(shè)計(jì)是在Keil C51的環(huán)境下編譯的。Keil

25、C51是美國(guó)Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開發(fā)系統(tǒng)，軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。C51允許用戶使用C語(yǔ)言編寫中斷服務(wù)程序，快速進(jìn)、出代碼和寄存器區(qū)的轉(zhuǎn)換功能使C語(yǔ)言中斷功能更加高效?？稍偃牍δ苁怯藐P(guān)鍵字來定義的。多任務(wù)，中斷或非中斷的代碼要求必須具備可再入功能。C51提供了靈活高效的指針。通用指針用3個(gè)字節(jié)來存儲(chǔ)存儲(chǔ)器類型及目標(biāo)地址，可以在8051的任意存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)存取任何變量。特殊指針在聲明的同時(shí)已指定了存儲(chǔ)器類型，指向某一特定的存儲(chǔ)區(qū)域。由于地址的存儲(chǔ)只需12字節(jié)，因此，指針存取非常迅速。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編

26、譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)。C語(yǔ)言有以下特點(diǎn)：1、語(yǔ)言簡(jiǎn)潔、緊湊、使用方便、靈活。C語(yǔ)言一共只有32個(gè)關(guān)鍵字，9種控制語(yǔ)句，程序書寫自由，主要用小寫字母表示，壓縮了一切不必要的成分。2、運(yùn)算符豐富。C的運(yùn)算符包含的范圍很廣泛，共有34種運(yùn)算符，使得C的運(yùn)算類型極其豐富，表達(dá)式類型多樣化，靈活使用各種運(yùn)算符可以實(shí)現(xiàn)在其他高級(jí)語(yǔ)言中難以實(shí)現(xiàn)的運(yùn)算。3、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)豐富，具有現(xiàn)代化語(yǔ)言的各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，能用來實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的運(yùn)算。4、具有結(jié)構(gòu)化的控制語(yǔ)句，用函數(shù)作為程序的模

27、塊單位，便于實(shí)現(xiàn)程序的模塊化。5、語(yǔ)法限制不太嚴(yán)格，程序設(shè)計(jì)自由度大。6、C語(yǔ)言能進(jìn)行位操作，能實(shí)現(xiàn)匯編語(yǔ)言的大部分功能，可以直接對(duì)硬件進(jìn)行操作。因此，C既具有高級(jí)語(yǔ)言的功能，又具有低級(jí)語(yǔ)言的許多功能，可用來寫系統(tǒng)軟件。C語(yǔ)言的這種雙重性，使它既是成功的系統(tǒng)描述語(yǔ)言，又是通用的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。7、生成目標(biāo)代碼質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率高。8、用C語(yǔ)言寫的程序可移植性好?；旧喜挥眯薷木湍苡糜诟鞣N型號(hào)的計(jì)算機(jī)和各種操作系統(tǒng)。4.2 軟件設(shè)計(jì)流程圖本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖如圖4-1所示。圖4-1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程圖4.3 讀取時(shí)間數(shù)據(jù)程序設(shè)計(jì)DS1307中的時(shí)間寄存器地址編碼為00H-07H，而具有掉電保護(hù)的

28、RAM寄存器的地址編碼為08H-3FH。當(dāng)?shù)刂分羔樦赶騌AM的最后一個(gè)地址3FH時(shí)，若進(jìn)行多字節(jié)操作，則地址指針將會(huì)復(fù)位而指向00H，這樣原來存在00H的數(shù)據(jù)將會(huì)丟失。DS1307的各類時(shí)間數(shù)據(jù)均以BCD碼的格式存儲(chǔ)在相應(yīng)的時(shí)間寄存器中，具體分配如表4-1所示：表4-1 DS1307寄存器分配00H01H02H03H04H05H06H07H秒分小時(shí)星期日期月年控制字DS1307可運(yùn)行在12/24小時(shí)模式下，并由時(shí)間控制器中的相應(yīng)位來進(jìn)行控制。時(shí)鐘模塊設(shè)計(jì)流程：?jiǎn)纹瑱C(jī)按如下順序?qū)?shù)據(jù)寫入到DS1307 寄存器或內(nèi)部RAM 中：1、START 信號(hào)2、寫SLA+W(0xd0)字節(jié)，DS1307 應(yīng)

29、答（ACK）；3、寫1 字節(jié)內(nèi)存地址（在以下第四步寫入的第一字節(jié)將存入到DS1307 內(nèi)該地址處，DS1307應(yīng)答）；4、寫數(shù)據(jù)（可寫多個(gè)字節(jié)，每一字節(jié)寫入后DS1307 內(nèi)部地址計(jì)數(shù)器加一，DS1307 應(yīng)答）；4.4 讀取溫度數(shù)據(jù)程序設(shè)計(jì)DS18B20有三個(gè)主要的數(shù)據(jù)部件：64位激光ROM，溫度靈敏元件，非易失性溫度告警觸發(fā)器TH和TL。器件從單線的通信線取得其電源，在信號(hào)線為高電平的時(shí)間周期內(nèi)，把能量貯存在內(nèi)部的電容器中，在單信號(hào)線為低電平的時(shí)間期內(nèi)斷開此電源，直到信號(hào)線變?yōu)楦唠娖街匦陆由霞纳娙荩╇娫礊橹?，作為另一種可供選擇的方法，DS18B20也可用外部5V電源供電。與DS18B2

30、0的通信經(jīng)過一個(gè)單線接口。在單線接口情況下，在ROM操作未定建立之前不能使用存儲(chǔ)器和控制操作。主機(jī)必須首先提供五種ROM操作指令之一：Read ROM（讀ROM）；Match ROM(（符合ROM）；Search ROM（搜索ROM）；Skip ROM（跳過ROM）；Alarm Search（告警搜索）。這些命令對(duì)每一器件的64位激光ROM部分進(jìn)行操作。如果在單線上有許多器件，那么可以挑選出一個(gè)特定的器件，并給總線上的主機(jī)指示存在多少器件及其類型。在成功地執(zhí)行了ROM操作序列之后，可使用存儲(chǔ)器和控制操作，然后主機(jī)可以提供六種存儲(chǔ)器和控制操作命令之一。一個(gè)控制操作命令指示DS18B20完成溫度測(cè)

31、量。該測(cè)量的結(jié)果將放入DS18B20的高速暫存存儲(chǔ)器，通過發(fā)出讀暫存存儲(chǔ)器內(nèi)容的存儲(chǔ)器操作命令可以讀出此結(jié)果。每一溫度告警觸發(fā)器TH和TL構(gòu)成一個(gè)字節(jié)的EEPROM。如果不對(duì)DS18B20施加告警搜索命令，這些寄存器可用作通用用戶存儲(chǔ)器。使用存儲(chǔ)器操作命令可以寫TH和TL。對(duì)這些寄存器的讀訪問通過便箋存儲(chǔ)器。所有數(shù)據(jù)均以最低有效位在前的方式被讀寫。讀時(shí)間片：當(dāng)DS18B20讀數(shù)據(jù)時(shí)，主機(jī)產(chǎn)生讀時(shí)間片。當(dāng)主機(jī)把數(shù)據(jù)線從邏輯高電平拉至低電平時(shí)，產(chǎn)生讀時(shí)間片，數(shù)據(jù)線必須保持在低邏輯電平至少1us，來自DS18B20的輸出數(shù)據(jù)在讀時(shí)間片下降沿之后15微秒有效。因此，為了讀出從讀時(shí)間片開始算起15微秒的

32、狀態(tài)，主機(jī)必須停止把I/O引腳驅(qū)動(dòng)拉至低電平。在讀時(shí)間片結(jié)束時(shí)，I/O引腳經(jīng)過外部的上拉電阻拉回至高電平。所有讀時(shí)間片的最短持續(xù)期限為60us，各個(gè)讀時(shí)間片之間必須由最短為1us的恢復(fù)時(shí)間。溫度變換：此命令開始溫度變化，不需要另外的數(shù)據(jù)，溫度變化將被執(zhí)行，接著DS18B20便保持在空閑狀態(tài)，如果總線主機(jī)在此命令之后發(fā)出讀時(shí)間片，那么只要DS18B20正忙于進(jìn)行溫度變換，它將在總線上輸出“0”，當(dāng)溫度變換完成時(shí)，它便返回“1”。如果由寄生電源供電，那么總線主機(jī)在發(fā)出此命令之后立即強(qiáng)制上拉至少2秒。DS18B20的溫度變換需要2秒鐘。在接收到溫度變化命令之后，如果期間未從VDD引腳取得電源，那么D

33、S18B20的I/O引線必須至少保持2秒的高電平以提供變換過程所需的電源。這樣，在溫度變換命令發(fā)出之后，至少在此期間內(nèi)單引線總線上不允許發(fā)生任何其他動(dòng)作。在接收到復(fù)制暫存存儲(chǔ)器的命令以后，如果期間沒有從VDD引腳取得電源，那么DS18B20的I/O引線必須至少維持10ms的高電平，以便提供復(fù)制過程中所需的電源。這樣，在復(fù)制暫存存儲(chǔ)器命令發(fā)出之后至少在此期間內(nèi)單線上不允許發(fā)生任何其他的動(dòng)作。此命令寫至DS18B20的暫存存儲(chǔ)器，以地址2開始，接著寫的兩個(gè)字節(jié)被保存在暫存存儲(chǔ)器地址2和3之間中。發(fā)出一個(gè)復(fù)位便可在任何處終止寫操作。當(dāng)DS18B20接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后，開始啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換完成后的溫度

34、值就以16位帶符號(hào)擴(kuò)展的二進(jìn)制補(bǔ)碼形式存儲(chǔ)在高速暫存存儲(chǔ)器的第1、2字節(jié)。單片機(jī)可以通過單線接口讀出該數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)時(shí)低位在先，高位在后，數(shù)據(jù)格式以0.0625/LSB形式表示。當(dāng)符號(hào)位S=0時(shí)，表示測(cè)得的溫度值為正值，可以直接將二進(jìn)制位轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制；當(dāng)符號(hào)位S=1時(shí)，表示測(cè)得的溫度值為負(fù)值，要先將補(bǔ)碼變成原碼，再計(jì)算十進(jìn)制數(shù)值。4.5 讀取紅外信號(hào)程序設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中單片機(jī)解碼的關(guān)鍵是如何識(shí)別“0”和“1”，本設(shè)計(jì)以脈沖周期表示傳送碼中的0或1，脈寬為0.25ms，間歇時(shí)間為1.75ms，0或1不同的是高電平的寬度，0為1ms，1為2ms。由于遙控器脈寬時(shí)間值是在一個(gè)小范圍內(nèi)上下波動(dòng)的，檢測(cè)過程中

35、就存在誤差，所以，對(duì)接收信號(hào)的判斷上不能采取精確的計(jì)時(shí)方法，本設(shè)計(jì)中采用了范圍比較法，將0設(shè)置范圍為0.8ms-1.2ms，1設(shè)置為1.8ms-2.2ms。對(duì)于脈寬的計(jì)算采用單片機(jī)定時(shí)器0來測(cè)量。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器是單片機(jī)內(nèi)的重要部件，其作用主要包括產(chǎn)生各種時(shí)標(biāo)間隔、記錄外部事件的數(shù)量等。AT89S51單片機(jī)有2個(gè)16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0（T0）和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1（T1）。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的核心是一個(gè)16位的加1計(jì)數(shù)器：做定時(shí)器時(shí)，其計(jì)數(shù)脈沖來源于時(shí)鐘振蕩器（經(jīng)12分頻后提供），這個(gè)脈沖的周期稱為單片機(jī)的機(jī)器周期，每一個(gè)機(jī)器周期定時(shí)寄存器自動(dòng)加1，所以定時(shí)器也可看做是計(jì)算機(jī)器周期的計(jì)

36、數(shù)器，由于每一個(gè)機(jī)器周期為12個(gè)時(shí)鐘振蕩周期，所以定時(shí)器的分辨率是時(shí)鐘振蕩頻率的1/12，一旦振蕩頻率選定，則機(jī)器周期也確定；作計(jì)數(shù)器時(shí)，其計(jì)數(shù)脈沖來源于單片機(jī)外部引腳T0（或T1）的脈沖。即TX端口有從“1”到“0”的負(fù)跳變，計(jì)數(shù)器就自動(dòng)加1，計(jì)算機(jī)是在每個(gè)機(jī)器周期采樣為0時(shí)，計(jì)數(shù)器即加一計(jì)數(shù)，計(jì)算機(jī)需用兩個(gè)機(jī)器周期來識(shí)別1次計(jì)數(shù)，因而最大計(jì)數(shù)速率為振蕩頻率的1/24。AT89S51單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0由TH0、TL0構(gòu)成，T1由TH1、TL1構(gòu)成。TMOD用于控制和確定各定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的功能和工作模式。TCON用于控制定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0、T1的啟動(dòng)和停止計(jì)數(shù)，同時(shí)包含定時(shí)/計(jì)數(shù)器的狀

37、態(tài)。T0、T1的方式寄存器TMOD：方式寄存器TMOD是一個(gè)逐位定義的8位寄存器，是只能字節(jié)尋址的寄存器，字節(jié)地址為89H，其格式如表4-2所示。表4-2 TMOD寄存器格式D7D6D5D4D3D2D1D0GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0 T1 T0其中低4位定義定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0，高4位定義定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1，各位的意義如下： GATE門控位。GATE=1時(shí)，由外部中斷/INT0、/INT1和TR0、TR1來啟動(dòng)定時(shí)器。當(dāng)/INT0引腳為高電平時(shí)，TR0置位，啟動(dòng)定時(shí)器T0；當(dāng)/INT1引腳為高電平時(shí)，TR1置位，啟動(dòng)定時(shí)器T1。GATE=0時(shí)，僅由TR0和TR1置位來啟動(dòng)定時(shí)器

38、T0、T1。C/T功能選擇位。C/T=1時(shí)，選擇計(jì)數(shù)功能；C/T=0時(shí)，選擇定時(shí)功能。M0、M1方式選擇位。由于M1和M0兩位，可以有4種工作方式，如表4-3所示。表4-3 T0、T14種工作方式M1M0工作方式計(jì)數(shù)器配置00方式013位計(jì)數(shù)器01方式116位計(jì)數(shù)器10方式2自動(dòng)再裝入的8位計(jì)數(shù)器11方式3T0分為兩個(gè)8位計(jì)數(shù)器、T1停止計(jì)數(shù)T0、T1控制寄存器TCON：TCON是一個(gè)逐位定義的8位寄存器，既可字節(jié)尋址也可位尋址，字節(jié)地址為88H，為尋址的地址為88H8FH。與中斷源有關(guān)的位如表4-4 所示。表4-4 TCON寄存器位說明位D7D6D5D4D3D2D1D0TCONTF1TF0I

39、E1IT1IE0IT0位地址8FH8DH8BH8AH89H88H各位的意義如下：TF0：T0溢出中斷標(biāo)志。T0被允許計(jì)數(shù)后，從初值開始加1計(jì)數(shù)。當(dāng)產(chǎn)生溢出時(shí)硬件置“1”TF0，向CPU請(qǐng)求中斷，一直保持到CPU響應(yīng)中斷時(shí)，才由硬件清“0”（也可由查詢軟件清零）。TF1：T1溢出中斷標(biāo)志。T1被允許計(jì)數(shù)后，從初值開始加1計(jì)數(shù)。當(dāng)產(chǎn)生溢出時(shí)硬件置“1”TF1，向CPU請(qǐng)求中斷，一直保持到CPU響應(yīng)中斷時(shí)，才由硬件清“0”（也可由查詢軟件清零）。IE1：外部中斷1請(qǐng)求源標(biāo)志。IE1=1，外部中斷向CPU請(qǐng)求中斷，當(dāng)CPU響應(yīng)該中斷時(shí)由硬件清“0”IE1（邊沿觸發(fā)方式）。IT1：由軟件置位/復(fù)位選擇外

40、部中斷1（/INT1）的跳變/電平激活中斷請(qǐng)求。當(dāng)置位IT1為1時(shí)，則外部中斷1端口由“1”-“0”跳變（前一個(gè)機(jī)器周期為高電平，后一個(gè)機(jī)器周期為低電平，即發(fā)生負(fù)跳變）時(shí)激活中斷請(qǐng)求標(biāo)志位IE1，向主機(jī)請(qǐng)求中斷處理；如果復(fù)位IT1為0，則在（/INT1）端口出現(xiàn)低電平時(shí)，激活中斷請(qǐng)求標(biāo)志IE1，向主機(jī)請(qǐng)求中斷處理。IE0：外部中斷0請(qǐng)求源（/INT0，P3.2）標(biāo)志。IE0=1外部中斷0向CPU請(qǐng)求中斷，當(dāng)CPU響應(yīng)外部中斷時(shí)，由硬件清“0”IE0（邊沿觸發(fā)方式）。IT0：外部中斷0觸發(fā)方式控制位，其意義和功能與IT1類似。T0、T1的數(shù)據(jù)寄存器：T0、T1各有一個(gè)16位的數(shù)據(jù)寄存器，它們都是

41、由高8位寄存器和低8位寄存器組成。這些寄存器不經(jīng)緩沖，直接顯示當(dāng)前的計(jì)數(shù)值。T0、T1的數(shù)據(jù)寄存器都是讀/寫寄存器，任何時(shí)候都可以對(duì)它們進(jìn)行讀/寫操作。復(fù)位后，這些寄存器全部清零。對(duì)于紅外信號(hào)的檢測(cè)是通過單片機(jī)的中斷0端口，當(dāng)紅外接收管接收到紅外信號(hào)時(shí)會(huì)觸發(fā)中斷0，此時(shí)單片機(jī)定時(shí)器開始計(jì)時(shí)。4.6 顯示程序設(shè)計(jì)LCD1602液晶模塊內(nèi)部的指控器共有11條控制指令。液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊哪里顯示字符。對(duì)液晶模塊的初始化要先設(shè)置其顯示模式，在液晶模塊顯示字符時(shí)光標(biāo)

42、是自動(dòng)右移的，無需人工干預(yù)，每次輸入指令前都要判斷液晶模塊是否處于忙的狀態(tài)。LCD1602初始化過程：延時(shí)15ms；寫指令38H（不檢測(cè)忙信號(hào)）；延時(shí)5ms；寫指令38H（不檢測(cè)忙信號(hào)）；延時(shí)5ms；寫指令38H（不檢測(cè)忙信號(hào)）；以后每次寫指令、讀/寫數(shù)據(jù)操作均需要檢測(cè)忙信號(hào)；寫指令38H，顯示模式設(shè)置；寫指令08H，顯示關(guān)閉；寫指令01H，顯示清屏；寫指令06H，顯示光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置；寫指令0CH，顯示開及光標(biāo)設(shè)置。LCD1602寫操作時(shí)序如圖4-2所示。圖4-2 LCD1602寫操作時(shí)序5 硬件制作5.1 元件清單 本設(shè)計(jì)所用元器件如表5-1所示。表5-1 元件清單表元器件名稱個(gè)數(shù)元器件名稱個(gè)

43、數(shù)AT89S51單片機(jī)1萬(wàn)能紅外遙控器1紅外接收頭1LCD16021DS18B201DS13071繼電器3LED燈2901331N4148二極管110K電阻732.768KHz晶振15.1K電阻110K滑線變阻器112MHz晶振122P電容210U電解電容11K電阻1按鍵1導(dǎo)線若干5.2 制作與調(diào)試實(shí)驗(yàn)儀器：數(shù)字萬(wàn)用表，編程器，電烙鐵，剪刀，剝線鉗，鑷子，吸錫器等。調(diào)試過程：首先在畫好的電路原理圖基礎(chǔ)上加元器件的封裝，繪制PCB圖，在繪制PCB圖的過程中，要注意布線問題，板上的數(shù)字和模擬走線應(yīng)該盡量分開，在器件和旁路電容的底部最好不要安排走線。繪制好PCB圖后制板。制板后進(jìn)行元器件的焊接工作，

44、焊接時(shí)時(shí)要注意元器件焊接順序?yàn)橄刃『蟠螅⒁夂附訒r(shí)間不能過長(zhǎng)。焊接完成后將軟件編譯生成的.hex文件燒寫入單片機(jī)中并進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試。調(diào)試過程中遇到的問題及解決方法：1、電路開始不工作，首先檢查硬件，發(fā)現(xiàn)有虛焊點(diǎn)，進(jìn)行補(bǔ)焊。2、通電后LCD屏幕亮，可以顯示時(shí)間與溫度值。3、用遙控器對(duì)電路板上紅外接收頭處遙控操作，按下遙控器按鍵，可進(jìn)行時(shí)間定時(shí)和風(fēng)扇的檔位調(diào)整，按下調(diào)整檔位鍵時(shí)，相應(yīng)繼電器吸合。5、利用遙控器將系統(tǒng)設(shè)置為自動(dòng)狀態(tài)，通過觀察顯示器的溫度值的變化，可以檢測(cè)到不同檔位的繼電器會(huì)根據(jù)溫度的高低而調(diào)整檔位。5.2.1 焊接在焊接之前，畫好正確的電路圖是是不能馬虎的。焊接當(dāng)中要注意石英晶振焊接時(shí)

45、間不要太長(zhǎng)時(shí)間，以免燒壞。單片機(jī)不用到的引腳可以不用焊接上去，既可以節(jié)約資源有可以美觀。只要遵照正常的步驟以及要求，如不要虛焊，走線平滑，焊點(diǎn)圓滑等，基本都能做到正確完成，并且美觀。5.2.2出現(xiàn)的問題(1) 設(shè)計(jì)受外界環(huán)境的影響比較小，所以只要電路仿真成功以及焊接正確，基本的實(shí)現(xiàn)并不很難。(2) 在制電路板的時(shí)候，由于電路板的線路較細(xì)，線路較多，所以刻板的時(shí)候要認(rèn)真注意。(3) 在制電路PCB板的時(shí)候，由于工作比較繁瑣，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)這個(gè)或那個(gè)問題，我在做的時(shí)候就出了好幾個(gè)問題，鉆孔的時(shí)候就弄錯(cuò)了孔的位置，在電路圖打印出來覆蓋的時(shí)候方向搞錯(cuò)了，在三氯化鐵腐蝕的時(shí)候沒用熱水，結(jié)果等了好久才腐蝕結(jié)束

46、。(4) 在焊接電路中，由于電路焊接的不牢靠和不準(zhǔn)確，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)短路現(xiàn)象，會(huì)使硬件調(diào)試不成功，實(shí)物運(yùn)行功能不能實(shí)行。(5) 在焊接實(shí)物的時(shí)候，因?yàn)榧夹g(shù)的不專業(yè)，焊接用的錫有時(shí)會(huì)用太多了，就會(huì)使電路板的背面很難看了，還有不要忘記用松香了。(6) 三極管的管腳比較容易弄混淆了，在焊接管腳的時(shí)候，要用萬(wàn)用表都測(cè)出b、c、e極，在焊接的時(shí)候要注意。(7) 在焊接電容的時(shí)候，正反極非常重要，千萬(wàn)不能接錯(cuò)了，要不然會(huì)發(fā)生爆炸事件，就是電容會(huì)燒壞了。(8) 在編寫程序的時(shí)候，經(jīng)常都是寫不完整的，都有問題，要多請(qǐng)教其他同學(xué)和查找資料才能完成的。(9) 在調(diào)試過程中，在單片機(jī)調(diào)試的時(shí)候，編程的不完整，會(huì)使功能不

47、能實(shí)現(xiàn)，要多多的請(qǐng)教老師和其他同學(xué)。（10）做好總結(jié)，為以后留下一筆有用的經(jīng)驗(yàn)。6 總結(jié)本文介紹了一種基于單片機(jī)的紅外無線遙控調(diào)速定時(shí)系統(tǒng)，系統(tǒng)以MCS-51系列單片機(jī)的AT89S51單片機(jī)為核心控制器，通過萬(wàn)能紅外遙控器和紅外接收管實(shí)現(xiàn)遙控電風(fēng)扇的功能。本系統(tǒng)采取了兩種控制風(fēng)扇的方案，一種是遙控方式，通過遙控器可以給風(fēng)扇的工作時(shí)間定時(shí)，可以調(diào)節(jié)風(fēng)扇的檔位；另一種是根據(jù)溫度值自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)扇的檔位，測(cè)溫采用DS18B20數(shù)據(jù)溫度傳感器。系統(tǒng)還增加了溫度與時(shí)間的液晶顯示功能。當(dāng)然，本設(shè)計(jì)還有許多不足之處，還需要繼續(xù)改進(jìn)系統(tǒng)性能和進(jìn)行功能的完善。通過本次設(shè)計(jì)，對(duì)我自身也是一個(gè)很好的鍛煉，不僅提高了自己

48、的動(dòng)手能力，還開拓了設(shè)計(jì)思路，同時(shí)進(jìn)一步深化了所學(xué)的專業(yè)課知識(shí)，對(duì)于日后的學(xué)習(xí)和工作都有很大的好處。參考文獻(xiàn)1 何政.單片機(jī)原理與應(yīng)用M.上海科學(xué)技術(shù)出版社,1992年.2 童詩(shī)白，華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)M.高等教育出版社，2001.3 胡漢才.單片機(jī)原理及其接口技術(shù)M.清華大學(xué)出版社，2006.4 Electronic circuit design basis MRICHARD R.SPENCER MOHAMMED S.GHAUSI5 沈精虎.電路設(shè)計(jì)與制版Protel99入門與提高M(jìn).人民郵電出版社，2004.6 范風(fēng)強(qiáng)，蘭嬋麗.單片機(jī)語(yǔ)言C51應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)集錦M.電子工業(yè)出版社.，2001

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50、004，514-52914余孟嘗數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程，高等教育出版社，2006，400-40915 郝文化，黃煒Protel DXP電路原理圖與PCB設(shè)計(jì)，機(jī)械工業(yè)出版社，2004，Infrared remote control fannerElectronic and information engineering 6 Chen Zengyi Instructor teacher Jusheng Wu【ABSTRACT】Electric fan as a cheaper price, volume is small and exquisite of the household appli

51、ances, heat good voices in the family is very high, its technology development is also more and more mature.This paper introduces a kind of using infrared wireless remote control to the design method of fan speed control timing. The whole system is the core part of infrared remote control and single

52、-chip microcomputer control. System to AT89S51 for controller, through infrared remote control signal, receiving tube receiving microcontroller after decoding the corresponding control. Control aspects including two aspects: automatic control and manual control. Automatic control condition according

53、 to temperature automatic shifting gear; fan Manual control condition through remote timing and speed. System temperature measurement using digital temperature sensor DS18B20, regularly adopts DS1307 clock chip. The current time and temperature can pass LCD display.【Key word】infrared remote control, microcontroller, timing, timing附錄程序如下void READ_1307_DISP(void) uchar i; uchar j; j=D13070; iicstart