关于红外遥控电风扇制作电子设计报告
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（5）通过单片机输出高低电平至1602液晶显示器控制其显示，RS为高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。RW为高电平时进行读操作，低电平时进行写操作当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据。
三、硬件设计
（3）利用单片机定时器产生占空比（PWM）可调的脉冲波，去控制三极管重复导通、截止，使电风扇频繁地启动和停止，利用惯性产生模拟自然风。其公式如下：
D =tw/T
当tw=T时电风扇全速运行，即改变tw的导通时间即可改变占空比。
（4）通过18B20采集温度，将采集到的信息送到单片机，通过单片机控制风扇档位。
百度文库图3-5复位电路图
（6）矩阵键盘电路，如图3-6所示：
矩阵键盘又称为行列式键盘，它是用4条I/O线作为行线，4条I/O线作为列线组成的键盘。在行线和列线的每一个交叉点上，设置一个按键。这样键盘中按键的个数是4×4个。这种行列式键盘结构能够有效地提高单片机系统中I/O口的利用率。行线接P1.4-P1.7，列线接P1.0-P1.3，如图3-6所示。
图3-4晶振电路
（5）复位电路，如图3-5所示：
复位是单片机初始化操作，其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需要按复位键重新启动。
复位操作有上电自动复位和按键手动复位两种方式。本设计采用了按键手动复位方式。该复位电路如图3-5所示。
DQ=1;
dat>>=1;
}
}
void ReadTemp()
{
uchar a=0,b=0,t=0;
Init_18b20();
WriteOneChar(0xCC);
WriteOneChar(0x44);
delay(100);
Init_18b20();
WriteOneChar(0xCC);
WriteOneChar(0xBE);
uchar table2[16]="00:00:00 ";
uchar count50ms,count1s,count1min;
uchar temp_value,temp_d,time,m,k,dw,ds;
bit zrf,wk,wind,kg;
sbit keydw=P1^0;
sbit keyds=P1^1;
图 3-2遥控发射器电路
（3）主板控制电路，如图3-3所示:
单片机除将了接收红外信号外，还要负责显示，控制电机。
图3-3 主板控制电路
（4）晶振电路，如图3-4所示：
STC89C52RC芯片内部有一高增益反相放大器，用于构成振荡器.反相放大器的输入端为XTAL1，输出端为XTAL2。在XTAL1、XTAL2（第19、18引脚）两端跨接一个石英晶体振荡器，和两个电容就构成了稳定自激谐振电路。晶振频率为11.0592MHz。C12，C13是两个瓷片电容，与晶振Y2构成了自激谐振电路。其电容的作用主要是对频率进行微调，一般取30-45PF左右。使用该电路可产生稳定的11.0592MHZ频率，受外界的环境的干扰影响非常小。其接法如图3-4所示：
for(i=8;i>0;i--)
{
DQ=0;
dat>>=1;
DQ=1;
if(DQ)
dat|=0x80;
delay(4);
}
return(dat);
}
void WriteOneChar(uchar dat)
{
uchar i=0;
for(i=8;i>0;i--)
{
DQ=0;
DQ=dat&0x01;
delay(5);
3.38KHz载波实现
利用载波对信号进行调制从而减少信号传输过程中的光波干扰,提高数据传输效率。以下是对产生38KHz载波的单片机软件与硬件电路进行比较。
（1）单片机T0定时产生38KHz载波
电路原理:STC89C52RC定时器T0产生周期性的26.3us的矩形脉冲,即每隔13us，定时器T0产生中断输出一个相反的信号使输出端产生周期的38KHz脉冲信号。计算公式如下，脉冲图如图2-1所示。
1.系统总体方框图
2.各部分动能模块设计
（1）实现模拟风扇分档电路，如图3-1所示：
图3-1 电风扇分档电路
在此电路中，通过用二极管分压实现分档原理。利用单片机控制三极管的导通从而实现单路控制。
（2）红外遥控发射器电路，如图3-2所示：
在此电路中单片机用定时器产生38KHz频率，键盘功能实现发射脉冲个数，各个按键的功能与主控制电路的按键功能要求相吻合，利用最少的外围元件来实现遥控功能。
delay(100);
a=ReadOneChar();
b=ReadOneChar();
temp_value=b<<4;
temp_value+=(a&0xf0)>>4;
红外线遥控电风扇
申报者信息：
作品类别：基本电子技术应用类
引言：
红外通信由来已久，但是进入90年代，随着科学技术的不断进步和地球空间技术的发展，使人们对红外线技术的研究越来越深入，应用更加广泛，尤其是在红外遥感技术和通信技术领域，数字锁相技术和传感技术的进步巨大，大大加速了这个进程，目前无线产品在商业销售中的使用已相当普遍但大多数存在着很大的局限电路繁杂，计算难度大且多为模拟电路，抗干扰能力差，准确度低，电路的维护调试很不方便。越来越多的远距离控制和数据通信系统引入了不可见的红外线作为传输媒介进行传输通信，组成了无线红外遥控通信系统，此方法以其成本低、精度高、保密性强、技术性能稳定的特点而受到广大用户和专业人士的欢迎。
#define Inum1 1450//要改变相应的取值。
#define Inum2 700//
#define Inum3 3000//
uchar Im[4]={0x00,0x00,0x00,0x00};
uint Tc;bit IrOK,f;
uchar table1[16]={'0','0','.','0',0xdf,'C',0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20};
图2-2 晶振产生38KHz载波电路图
（3）用NE555产生38KHz载波电路
图2-3NE555产生38KHz载波电路
对于产生38KHz脉冲信号的软、硬件电路的实现进行比较选择，方案二、方案三虽然编程较简单，但电路繁琐，调试起来不方便，方案一，秩序编程来解决问题，相比之下，调试起来更加方便，且比较实用，便于推广。
二、电路设计基本原理
（1）通过二极管分压设定三个档位，强（12V）、中（9V）、弱(6V)。实现风扇的可调三档位目的。
（2）通过单片机T0定时产生38KHz载波（周期是26.3us）进行调制，经NPN三极管对信号放大驱动红外发光管将控制信号发送出去。红外数据接收则是采用HS0038一体化红外接收头，内部集成红外接收、数据采集、解码的功能，只要在接收端INT0检测头信号低电平的到来，就可完成对整个串行的信号进行分析得出当前控制指令的功能，然后根据所得的指令去操作相应的用电器件工作。
经过两方案比较，方案一简单可行，但精度不高，但方案二成本高，因此，最终本设计采用方案一。
2.控制系统：（1）使用spce061a单片机，有32个可编程的I/O口，14个中断源，该功能强大，可以实现声控电风扇。但考虑到本设计没有用到如此多资源且价格贵，市场比较少见，技术不稳定。
(2)使用STC89S52单片机，该单片机编程简单，对于小家电已经可以满足，所以在此选择方案2。
设计要求：
1.电风扇有强、中、弱三个档位
2.可设置强自然风、中自然风、弱自然风
3.具有定时关机功能，可设定时间为15分钟、30分钟和60分钟
4.另加温度感应系统，可通过温度改变档位，20度以下为弱风，25至30度为中风，30度以上为强风
5.1602显示器显示温度及定时所剩余时间
一、方案设计：
1.控制原理的选择：（1）使用HS0038接收头
T=1/38KHz
图 2-1 38KHz载波信号
（2）硬件晶振电路产生38KHz载波
电路分析:晶振Y1，电容C1、C2、U1A、R2 、R3组成38KHz载波振荡电路，MC14011是逻辑与非门。U1B对38KHz的振荡信号取反，同时隔离前后级的信号干扰。如图2-2所示。P11属于单片机P1口用于单片机对受控对象控制信号处理后的数据输出口，数据与38KHz信号与P11端数据逻辑或非门输出，完成信号的调制。
sbit keyzrf=P1^2;
sbit keywk=P1^3;
sbit keykg=P1^4;
sbit qiang=P1^5;
sbit zhong=P1^6;
sbit ruo=P1^7 ;
sbit ledq=P2^7;
sbit ledz=P2^6;
sbit ledr=P2^5;
sbit ledds=P2^4;
七、附录
系统总电路图
（1）红外发射电路
（2）红外接收电路
程序代码
源程序
#include<reg51.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define Imax 14000//此处为晶振为11.0592时的取值,
#define Imin 8000//如用其它频率的晶振时,
图3-6 矩阵键盘电路图
（7）1602液晶显示器电路，如图3-7所示：
图3-7 1602液晶显示器电路
（8）18B20温度感应电路图，如图3-8所示：
图3-8 18B20温度感应电路
四、程序设计流程图
（1）主控制流程图
主控制流程图
（2）遥控发射流程图
遥控发射流程图
五、功能测试
风扇档位
自然风
定时
温度显示
sbit ledzrf=P2^3;
sbit ledwk=P2^2;
sbit ledkg=P2^1;
sbit DQ=P3^6;
sbit lcd1602_en=P3^4;
sbit lcd1602_rs=P3^5;
//***************18b20测温程序******************//
void delay(uint i)
{
while(i--);
}
void Init_18b20()
{
uchar x=0;
DQ=1;
delay(8);
DQ=0;
delay(80);
DQ=1;
delay(14);
x=DQ;
delay(20);
}
uchar ReadOneChar()
{
uchar i=0;
uchar dat=0;
目前市场上流行的各类红外线通信系统都是以调制解调方式，在数字锁相环技术的基础上加以应用，这种方法对发送信号进行编码、调制，其可靠性。误差小、成本低、传输距离远、功耗低。红外遥控的家电给我们的生活带来极大的方便，红外遥控是目前应用最广泛的一种通信和遥控手段，因而有广泛的实用价值，值得借鉴和推广。
本设计为红外遥控电风扇，可自由选择手动、无线遥控和温度感应三种方式来实现电风扇的各种功能。本设计以实现电风扇这一常用家电使用起来方便快捷、人性化为目的，将其设计成为三种控制方式，是风扇这一常用小家电用起来更加方便、实用。
→→
→→
←
图1-1
单片机1通过键盘产生38KHz，由红外发射二极管发射。HS0038红外接收头接收到一个38KHz频率后该输出管脚会产生一个低电平。单片机2利用中断接收一系列38KHz脉冲就可以与发射脉冲个数相对应，从而实现红外通信。
（2）使用遥控器芯片
→→
→→
←
图1-2
专门的遥控芯片编码与解码相对应，误码率低、抗干扰性强，易于控制。
风扇键盘
4/4
4/4
计时有误差
*
红外遥控器
4/3
4/3
计时有误差
*
温控系统
4/4
*
*
精确到整数位，有延时
实测所用仪器：温度计，秒表
预计功能实现情况良好。
六、结论
本设计实现了风扇红外遥控，强中弱三个档位的选择以及自然风的设定，可实现定时功能，并可通过温控自动选择档位。虽然预计功能均实现，但测试中可以发现，要注意一些元器件的使用，防止被烧坏，比如要注意18B20的引脚连接，还有本的设计仍存在一些误差，按键不灵敏，温度显示迟缓，定时不够精确，计时有误差，仍需继续改进。
复位电路采用了按键与上电复位。上电与按键均可以有效复位。上电瞬间RST引脚获得高电平，单片机复位电路随着电容的C11的充电，RST引脚的高电平逐渐下降。RST引脚的高电平只要能保持足够的时间（2个机器周期），单片机就可以进行复位操作。按键复位是直接将高电平通过电阻R11、R10分压到达RESET引脚，实现复位操作。
三、硬件设计
（3）利用单片机定时器产生占空比（PWM）可调的脉冲波，去控制三极管重复导通、截止，使电风扇频繁地启动和停止，利用惯性产生模拟自然风。其公式如下：
D =tw/T
当tw=T时电风扇全速运行，即改变tw的导通时间即可改变占空比。
（4）通过18B20采集温度，将采集到的信息送到单片机，通过单片机控制风扇档位。
百度文库图3-5复位电路图
（6）矩阵键盘电路，如图3-6所示：
矩阵键盘又称为行列式键盘，它是用4条I/O线作为行线，4条I/O线作为列线组成的键盘。在行线和列线的每一个交叉点上，设置一个按键。这样键盘中按键的个数是4×4个。这种行列式键盘结构能够有效地提高单片机系统中I/O口的利用率。行线接P1.4-P1.7，列线接P1.0-P1.3，如图3-6所示。
图3-4晶振电路
（5）复位电路，如图3-5所示：
复位是单片机初始化操作，其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需要按复位键重新启动。
复位操作有上电自动复位和按键手动复位两种方式。本设计采用了按键手动复位方式。该复位电路如图3-5所示。
DQ=1;
dat>>=1;
}
}
void ReadTemp()
{
uchar a=0,b=0,t=0;
Init_18b20();
WriteOneChar(0xCC);
WriteOneChar(0x44);
delay(100);
Init_18b20();
WriteOneChar(0xCC);
WriteOneChar(0xBE);
uchar table2[16]="00:00:00 ";
uchar count50ms,count1s,count1min;
uchar temp_value,temp_d,time,m,k,dw,ds;
bit zrf,wk,wind,kg;
sbit keydw=P1^0;
sbit keyds=P1^1;
图 3-2遥控发射器电路
（3）主板控制电路，如图3-3所示:
单片机除将了接收红外信号外，还要负责显示，控制电机。
图3-3 主板控制电路
（4）晶振电路，如图3-4所示：
STC89C52RC芯片内部有一高增益反相放大器，用于构成振荡器.反相放大器的输入端为XTAL1，输出端为XTAL2。在XTAL1、XTAL2（第19、18引脚）两端跨接一个石英晶体振荡器，和两个电容就构成了稳定自激谐振电路。晶振频率为11.0592MHz。C12，C13是两个瓷片电容，与晶振Y2构成了自激谐振电路。其电容的作用主要是对频率进行微调，一般取30-45PF左右。使用该电路可产生稳定的11.0592MHZ频率，受外界的环境的干扰影响非常小。其接法如图3-4所示：
for(i=8;i>0;i--)
{
DQ=0;
dat>>=1;
DQ=1;
if(DQ)
dat|=0x80;
delay(4);
}
return(dat);
}
void WriteOneChar(uchar dat)
{
uchar i=0;
for(i=8;i>0;i--)
{
DQ=0;
DQ=dat&0x01;
delay(5);
3.38KHz载波实现
利用载波对信号进行调制从而减少信号传输过程中的光波干扰,提高数据传输效率。以下是对产生38KHz载波的单片机软件与硬件电路进行比较。
（1）单片机T0定时产生38KHz载波
电路原理:STC89C52RC定时器T0产生周期性的26.3us的矩形脉冲,即每隔13us，定时器T0产生中断输出一个相反的信号使输出端产生周期的38KHz脉冲信号。计算公式如下，脉冲图如图2-1所示。
1.系统总体方框图
2.各部分动能模块设计
（1）实现模拟风扇分档电路，如图3-1所示：
图3-1 电风扇分档电路
在此电路中，通过用二极管分压实现分档原理。利用单片机控制三极管的导通从而实现单路控制。
（2）红外遥控发射器电路，如图3-2所示：
在此电路中单片机用定时器产生38KHz频率，键盘功能实现发射脉冲个数，各个按键的功能与主控制电路的按键功能要求相吻合，利用最少的外围元件来实现遥控功能。
delay(100);
a=ReadOneChar();
b=ReadOneChar();
temp_value=b<<4;
temp_value+=(a&0xf0)>>4;
红外线遥控电风扇
申报者信息：
作品类别：基本电子技术应用类
引言：
红外通信由来已久，但是进入90年代，随着科学技术的不断进步和地球空间技术的发展，使人们对红外线技术的研究越来越深入，应用更加广泛，尤其是在红外遥感技术和通信技术领域，数字锁相技术和传感技术的进步巨大，大大加速了这个进程，目前无线产品在商业销售中的使用已相当普遍但大多数存在着很大的局限电路繁杂，计算难度大且多为模拟电路，抗干扰能力差，准确度低，电路的维护调试很不方便。越来越多的远距离控制和数据通信系统引入了不可见的红外线作为传输媒介进行传输通信，组成了无线红外遥控通信系统，此方法以其成本低、精度高、保密性强、技术性能稳定的特点而受到广大用户和专业人士的欢迎。
#define Inum1 1450//要改变相应的取值。
#define Inum2 700//
#define Inum3 3000//
uchar Im[4]={0x00,0x00,0x00,0x00};
uint Tc;bit IrOK,f;
uchar table1[16]={'0','0','.','0',0xdf,'C',0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20};
图2-2 晶振产生38KHz载波电路图
（3）用NE555产生38KHz载波电路
图2-3NE555产生38KHz载波电路
对于产生38KHz脉冲信号的软、硬件电路的实现进行比较选择，方案二、方案三虽然编程较简单，但电路繁琐，调试起来不方便，方案一，秩序编程来解决问题，相比之下，调试起来更加方便，且比较实用，便于推广。
二、电路设计基本原理
（1）通过二极管分压设定三个档位，强（12V）、中（9V）、弱(6V)。实现风扇的可调三档位目的。
（2）通过单片机T0定时产生38KHz载波（周期是26.3us）进行调制，经NPN三极管对信号放大驱动红外发光管将控制信号发送出去。红外数据接收则是采用HS0038一体化红外接收头，内部集成红外接收、数据采集、解码的功能，只要在接收端INT0检测头信号低电平的到来，就可完成对整个串行的信号进行分析得出当前控制指令的功能，然后根据所得的指令去操作相应的用电器件工作。
经过两方案比较，方案一简单可行，但精度不高，但方案二成本高，因此，最终本设计采用方案一。
2.控制系统：（1）使用spce061a单片机，有32个可编程的I/O口，14个中断源，该功能强大，可以实现声控电风扇。但考虑到本设计没有用到如此多资源且价格贵，市场比较少见，技术不稳定。
(2)使用STC89S52单片机，该单片机编程简单，对于小家电已经可以满足，所以在此选择方案2。
设计要求：
1.电风扇有强、中、弱三个档位
2.可设置强自然风、中自然风、弱自然风
3.具有定时关机功能，可设定时间为15分钟、30分钟和60分钟
4.另加温度感应系统，可通过温度改变档位，20度以下为弱风，25至30度为中风，30度以上为强风
5.1602显示器显示温度及定时所剩余时间
一、方案设计：
1.控制原理的选择：（1）使用HS0038接收头
T=1/38KHz
图 2-1 38KHz载波信号
（2）硬件晶振电路产生38KHz载波
电路分析:晶振Y1，电容C1、C2、U1A、R2 、R3组成38KHz载波振荡电路，MC14011是逻辑与非门。U1B对38KHz的振荡信号取反，同时隔离前后级的信号干扰。如图2-2所示。P11属于单片机P1口用于单片机对受控对象控制信号处理后的数据输出口，数据与38KHz信号与P11端数据逻辑或非门输出，完成信号的调制。
sbit keyzrf=P1^2;
sbit keywk=P1^3;
sbit keykg=P1^4;
sbit qiang=P1^5;
sbit zhong=P1^6;
sbit ruo=P1^7 ;
sbit ledq=P2^7;
sbit ledz=P2^6;
sbit ledr=P2^5;
sbit ledds=P2^4;
七、附录
系统总电路图
（1）红外发射电路
（2）红外接收电路
程序代码
源程序
#include<reg51.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define Imax 14000//此处为晶振为11.0592时的取值,
#define Imin 8000//如用其它频率的晶振时,
图3-6 矩阵键盘电路图
（7）1602液晶显示器电路，如图3-7所示：
图3-7 1602液晶显示器电路
（8）18B20温度感应电路图，如图3-8所示：
图3-8 18B20温度感应电路
四、程序设计流程图
（1）主控制流程图
主控制流程图
（2）遥控发射流程图
遥控发射流程图
五、功能测试
风扇档位
自然风
定时
温度显示
sbit ledzrf=P2^3;
sbit ledwk=P2^2;
sbit ledkg=P2^1;
sbit DQ=P3^6;
sbit lcd1602_en=P3^4;
sbit lcd1602_rs=P3^5;
//***************18b20测温程序******************//
void delay(uint i)
{
while(i--);
}
void Init_18b20()
{
uchar x=0;
DQ=1;
delay(8);
DQ=0;
delay(80);
DQ=1;
delay(14);
x=DQ;
delay(20);
}
uchar ReadOneChar()
{
uchar i=0;
uchar dat=0;
目前市场上流行的各类红外线通信系统都是以调制解调方式，在数字锁相环技术的基础上加以应用，这种方法对发送信号进行编码、调制，其可靠性。误差小、成本低、传输距离远、功耗低。红外遥控的家电给我们的生活带来极大的方便，红外遥控是目前应用最广泛的一种通信和遥控手段，因而有广泛的实用价值，值得借鉴和推广。
本设计为红外遥控电风扇，可自由选择手动、无线遥控和温度感应三种方式来实现电风扇的各种功能。本设计以实现电风扇这一常用家电使用起来方便快捷、人性化为目的，将其设计成为三种控制方式，是风扇这一常用小家电用起来更加方便、实用。
→→
→→
←
图1-1
单片机1通过键盘产生38KHz，由红外发射二极管发射。HS0038红外接收头接收到一个38KHz频率后该输出管脚会产生一个低电平。单片机2利用中断接收一系列38KHz脉冲就可以与发射脉冲个数相对应，从而实现红外通信。
（2）使用遥控器芯片
→→
→→
←
图1-2
专门的遥控芯片编码与解码相对应，误码率低、抗干扰性强，易于控制。
风扇键盘
4/4
4/4
计时有误差
*
红外遥控器
4/3
4/3
计时有误差
*
温控系统
4/4
*
*
精确到整数位，有延时
实测所用仪器：温度计，秒表
预计功能实现情况良好。
六、结论
本设计实现了风扇红外遥控，强中弱三个档位的选择以及自然风的设定，可实现定时功能，并可通过温控自动选择档位。虽然预计功能均实现，但测试中可以发现，要注意一些元器件的使用，防止被烧坏，比如要注意18B20的引脚连接，还有本的设计仍存在一些误差，按键不灵敏，温度显示迟缓，定时不够精确，计时有误差，仍需继续改进。
复位电路采用了按键与上电复位。上电与按键均可以有效复位。上电瞬间RST引脚获得高电平，单片机复位电路随着电容的C11的充电，RST引脚的高电平逐渐下降。RST引脚的高电平只要能保持足够的时间（2个机器周期），单片机就可以进行复位操作。按键复位是直接将高电平通过电阻R11、R10分压到达RESET引脚，实现复位操作。