09325214电风扇接收电路设计.docx

1、09325214电风扇接收电路设计家电原理与检测课程设计报告电风扇接收电路设计 姓 名: 刘信华 专 业: 电子信息工程 班 级: 093252 学 号: 09325214 指导老师: 高浪琴 2011年12月20日目录一、设计要求 2二、接收系统原理图 2三、装置模块简介 33.1 遥控装置模块 33.1.1 PT2262 发射模块 33.1.2 PT2272 接收模块 43.2 YJD1602 液晶显示模块 43.3 AT89C51 单片机 5四、硬件电路设计 64.1 温度控制电路 64.2 风扇电机控制电路 74.3 热释电红外传感电路 74.4 电源电路 8五、系统软件设计 9六、结

2、论 14七、设计体会 14八、参考文献 15附A：课程设计评分表 15一、设计要求设计并制作一个无线家用风扇控制器，控制器面板为：按钮3个，分别为风速、风种和开关；LED指示灯6个，指示风速为强、中、弱，风种为睡眠、自然和正常，遥控有效距离大于10米。 电风扇处于停转状态时，所有指示灯不亮，只有按下“开关”键时才会响应，进入起始工作状态；电风扇在任何状态下，只要第二次按下“开关”键，侧进入停止工作状态。 处于工作状态时，有下列规则：初始状态风速为“弱”，风种为“正常”；按“风速”键，其状态由“弱”“中”“强”“弱”往复循环改变，每按一下改变一次；按“风种”键状态由“正常”“睡眠”“自然”“正常

3、”往复循环改变（风速的选择分别为：正常，电风扇连续运转；自然，电风扇转5S，停5S；睡眠，电风扇慢转，运转10S，停10S）。二、接收系统原理图接收电路部分是由PT2272芯片组成的，用来接收发射电路的信号，传送给控制电路。电路原理图如图4所示：三、装置模块简介 智能电风扇的设计按照所假定的条件和要求,确定主要的组成部分：主要控制芯片、液晶显示模块、无线射频遥控装置、温度传感装置、热释电红外探测装置、电风扇装置.这几个装置合并起来就组成了一台智能电风扇.按照设定条件其主要参数要求：温度范围：2835 ,探测距离：0.57 m,遥控范围：0.510 m,可调温、调湿,工作角度不可大于 60.3.

4、1 遥控装置模块 本次设计采用 PT2262/2272 编码解码器（台湾普城公司）遥控装置,最多可有12位（A0- A11）三态地址端管脚（悬空,接高电平,接低电平）,任意组合可提供 531441 地址码,PT2262 最多可有6位（D0- D5） 数据端管脚,设定的地址码和数据码从 17 脚串行输出,可用于无线遥控发射电路.其特点是低功耗、外部元器件少,采用 RC 振荡电阻,工作电压范围宽：2.615 V,数据最多可达6位,地址码最多可达 531 441 种,应用范围较广.3.1.1 PT2262 发射模块 编码芯片 PT2262 发出的编码信号由地址码、数据码、同步码组成一个完整的 码字,

5、解码芯片 PT2272 接收到信号后,其地址码经过两次比较核对后,VT 脚才输出高电平,与此同时相 应的数据脚也输出高电平,如果发送端一直按住按键,编码芯片也会连续发射.在具体的应用中,外接振荡电阻可根据需要进行适当的调节,阻值越大振荡频率越慢,编码的宽度越大,发码一帧的时间越长.网站上大部分产品都是用 2262/1.2 M2272/200K组合的,少量产品用2262/4.7 M2272/820 K.3.1.2 PT2272 接收模块 PT2272解码芯片有不同的后缀,表示不同的功能,有L4/M4/L6/M6 之分（本设 计采用的是M非锁存类型）,其中 L 表示锁存输出,数据只要成功接收就能一

6、直保持对应的电平状态,直到下次遥控数据发生变化时改变.PT2272 各管脚功能说明如表2所示.M型数据脚输出的电平是瞬时的而且和发射端是否发射相对应,可以用于类似点动的控制.后缀的6和4表示有几路并行的控制通道,当采用4路并行数据时（PT2272- M4）,对应的地址编码应该是8位,如果采用6路的并行数据时（PT2272- M6）,对应的地址编码应该是 6 位.3.2 YJD1602 液晶显示模块本设计采用 1602 液晶显示器,以显示风扇当前状态. MS 表示为工作模式, 包括 GJ 关机模式、ZD自动模式、SD 手动模式等.DW 表示为当前风扇工作的档位.其中包括03档.WD表示当前气温,

7、其数据值会根据当前环境温度不同而变化.DS表示定时时间,通过调整定时时间可显示为NO（无定时）,10M（10min）,20M（20min）,30M（30min）,60M（60min）.1602液晶显示器的工作参数为：（1）显示容量 16*2个字符；（2）芯片工作电压 4.55.5 V；（3）工作电流2.0mA（5.0V）；（4）模块最佳工作电压5.0V；（5）字符尺寸2.59*4.35（WXH）mm.1602 液晶有 16 个管脚,其各管脚功能说明如表 3 所示：表 3 液晶各管脚功能编 号符 号引 脚 说 明编 号符 号引 脚 说 明1VSS电 源 地9D2Data I/02VDD电 源 正

8、 极10D3Data I/03VL液晶显示偏压信号 11D4Data I/04RS数 据/命 令 选 择 端 （H/L）12D5Data I/05R/W读/写 选 择 端 （H/L）13D6Data I/06E使 能 信 号14D7Data I/07D0Data I/015BLA背 光 源 正 极8D1Data I/016BLK背 光 源 负 极 单片机可以往1602 液晶中写入指令或数据,也可以从 1602 液晶中读取数据或指令.本设计主要 利用液晶的显示作用,所以不需要从液晶中读取数据或指令,显示模式设置,开关及光标的显示.RS 为 数据 / 指令选择端口,RS 为 1 时液晶显示接收为数

9、据,RS 为 0 时液晶显示接收为指令, 对液晶进行操作 时需要给液晶送指令及告诉液晶该执行什么操作.3.3 AT89C51 单片机 AT89C51是带4k字节闪烁可编程、可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and ErasableRead Only Memory）的低电压、高性能 CMOS8 位微处理器,该器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器制 造技术制造,与工业标准的 MCS- 51 指令集和输出管脚相兼容.由于将多功能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL 的 AT89C51 是 一种高效微控制器.AT89C单片机为很多嵌入式控制系

10、统提供了一种灵 活性高且价廉的方案.其外形及引脚排列如图所示.图 1 单片机各引脚 这个单片机的主要特性为：可与 MCS- 51 兼容；是 4 K 字节可 编程闪烁存储器；全静态工作 024M Hz；三级程序存储器锁定；1288 位内部 RAM；可编程串行通道；低功耗的闲置和掉电模 式等.四、硬件电路设计 设计采用 ALE/PROG,当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电 平用于锁存地址的地位字节.在 FLASH 编程期间,此引脚用于输入编程脉冲.平时 ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器 频率的 1/6,因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的.要注意的是：每当用作外

11、部数据存储器时,将跳过一个 ALE 脉冲.如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0,此时,ALE 只有在执行 MOVX、MOVC 指令时 ALE 才起作用.另外,该引脚被略微拉高,如果微处理器在外部执行状态 ALE 禁止,置位无效.4.1 温度控制电路DS18b20 数字温度计提供 9 位温度读数,指示器件的温度,测量温度范围在55125 之间,增量值为 0.5 ,是 DALLAS 公司生 产的 1- Wire,即单总线器件,从中央处理器到 DS18b20 仅需连接一 条线（和地）.读、写和完成温度变换所需的电源可由数据线本身提 供,而不需要外部电源,具有线路简单,体积小的特点

12、,其引脚功能可 以实施向器件提供电源,见图 2.图 2 温度传感器4.2 风扇电机控制电路风扇电机的接通与断开采用继电器实现,继电器是一种当输入量（电、磁、声、光、热）达到一定值时,输出量将发生跳跃式变化的自 动控制器件,通常在弱电控制强电中使用.本设计采用电磁继电器, 通过在继电器线圈中通入电流,使继电器中的衔铁动作,接通需要的 线路,如图 3 所示.图 3 继电器接线电路 除了用继电器外,也可使用双向可控硅来实现风扇调整.在风扇 电源输入端串联一个保险丝,可保护电机在电流冲击过大或电压过 高时保险丝熔断, 达到电机停机的保护目的.在电机上安装热保护 器,可使风扇电机过热时自动停机,以达到保

13、护电机的作用.4.3 热释电红外传感电路 设计采用热释电红外传感器（人体红外感应模块）,这是一种能检测人或动物发射的红外线而输出电信号的传感器,被广泛的应用 到各种自动化控制装置中.当人体进入检测区,因人体温度与环境温度有差别,产生温差 T,则有 T 输出；若人体进入检测区后不动,则温度没有变化,传感器则也没有输出,所以这种传感器只能作为活动传感.但当人体静止或动作很小时,传感器 很难检测到信号,为了解决这一问题,本设计将热释电红外探头电路接在由微型电机驱动的支架上,当达到一定条件时,该微型电机 可以工作,通过机械原理可带动感器电 路 做有规律移动,这样相对于人体是活动的,从而也达到了检测作用

14、. 检测证明,传感器加光学透镜（也称菲涅尔透 镜）后 ,其检测距离最大可增至7 m 以上.热释 电红外传感器电路见图 4.图 4 热释电红外传感器电路4.4 电源电路 由于该设计是用于家庭的,所以需要在电路中加入电路板所需的电源.电路中单片机,1602 液晶显示器,2272遥控接收器,蜂鸣器,继电器 18b20 温度传感器等的驱动电压均为 5 V 直流电.所以在设计中 也设计了电路的供电电源.如图 6 所示.图 6 稳压电源五、系统软件设计系统流程图：系统主要软件是用汇编语言进行编译的，其主程序流程图如图5-1，子程序流程图如如5-2、5-3所示： 00 02 01 00 01 图5-2 00

15、 图5-1 01 02 图5-3软件程序：;=电风扇红外接收(控制板)程序=;用89C51单片机来作主芯片控制，采用红外1838接收头,可控硅采用MC97A6;风扇具有红外遥控功能;K1：低档，相应的指示灯亮 ,中档，相应的指示灯亮 , 高档，相应的指示灯亮 ;K2：彩灯，相应的指示灯亮;K3：自然风控制 睡眠风的控制正常风的控制 ;K4：定时30分钟，1小时，2小时，4小时;K5:开关机功能;自然风的处理流程：停-开低档-延时6秒-开中档-;延时6秒-开高档-循环;睡眠风的处理流程：停6S-开低档10S-停延时10S-开中档10S-;停延时10S-开高档10S-循环;正常风的处理流程：开低档

16、10S- 开中档10S- 开高档10S- 循环;=$INCLUDE(REG51.INC)$INCLUDE(89C51RAM.INC)ORG0000HJMPSTARTORG0003HJMPJISH_INT0;红外遥控中断设置ORG000BHJMPLP0;定时中断ORG0013HJMPKEY_INT1;按键中断ORG0100HSTART:MOVR0,#7FH;预使用单元清0CLRAMAIN0:MOVR0,ADJNZR0,MAIN0MOVSP,#60HMOVTMOD,#01HMOVTH0,#3CH;定时50MSMOVTL0,#0B0HSETBLLOW;关低风SETBMDI;关中风SETBHIGHT;

17、关高风SETBLLAP;关彩灯MOVP0,#0FFH;关所有的指示灯SETBEX0SETBEX1SETBEA;CPU开中MAIN:JBLKEYON,KEYHANDLE;检按键标志位JBREC,KEYHANDLE;检接收中断标志位JMPMAIN;转主程序;=;键值的处理的程序;键盘处理程序;K1键:完成弱、中、强控制,相应的指示灯点亮;K2键:完成彩灯控制,相应的指示灯点亮;K3键:完成自然风、睡眠风、正常风的控制,相应的指示灯点亮;K4键:完成定时的控制,同时0.5H,1H,2H,4H,相应的指示灯点亮;K5键:开/关机;=KEYHANDLE:CLRLKEYONCLRLRECMOVA,MRDC

18、JNEA,#01H,KEY2;当键值=01H时,;-;低、中、高、的控制;-KEY1:JBDANG01,DIFENGJBDANG02,ZHONGFENG;DANG02 中档标志位JBDANG03,QIANGFENG;DANG03 强档标志位JMPMAIN;-;低档控制DIFENG:JNBDANG01,FAN0SETBLLOW;完成了低档的程序,关低SETBMDI;关中SETBHIGHT;关高CALLDY20MS;保证三个SCR全部为关断状态CLRLLOW;开低风CLRLED_L;开低档指示灯CLRDANG01FAN0:JMPMAIN;-;中档控制ZHONGFENG:JNBDANG02,FAN0

19、SETBLLOW;关低SETBMDI;关中SETBHIGHT;关高CALLDY20MS;保证三个SCR全部为关断状态CLRMDICLRLED_MCLRDANG02AJMPMAIN;跳转到;-;高档控制QIANGFENG:JNBDANG03,FAN0SETBLLOW;关低SETBMDI;关中SETBHIGHT;关高CALLDY20MS;保证三个SCR全部为关断状态CLRHIGHTCLRLED_HCLRDANG03AJMPMAIN;跳转到;-;彩灯控制;-KEY2:CJNEA,#02H,KEY3;K4的处理程序 彩灯的处理程序JBPLAP,LED1CLRLLAP;第一次按时将彩灯打开，CLRLED

20、_LAPSETBPLAPJMPMAIN;返回LED1:SETBLLAP;第二次按时将彩灯关断SETBLED_LAPCLRPLAPJMPMAIN;跳转到;-;风类处理过程;-KEY3:CJNEA,#03H,KEY4_A;K3的处理程序处理风类JBSMF,SKEEPJBZCF,SPRING_AJBZRF,WATERMJMPMAINKEY4_A:JMPKEY4SPRING_A:JMPSPRING;-;自然风控制WATERM:JNBZRF,FAN1CLRZRFSETBLLOW;处理自然风,关低中高SETBMDISETBHIGHTJBLREC,ZHUAN0;查询JBLKEYON,ZHUAN0;查询CAL

21、LDY6SCLRLLOWJBLREC,ZHUAN0;查询JBLKEYON,ZHUAN0;查询CALLDY6SSETBLLOW;关低中高SETBMDISETBHIGHTJBLREC,ZHUAN0;查询JBLKEYON,ZHUAN0;查询CALLDY20MSCLRMDIJBLREC,ZHUAN0;查询JBLKEYON,ZHUAN0;查询CALLDY6SSETBLLOW;关低中高SETBMDISETBHIGHTJBLREC,ZHUAN0;查询JBLKEYON,ZHUAN0;查询CALLDY20MSCLRHIGHTCALLDY6SAJMPWATERMZHUAN0:SETBSMFFAN1:JMPMAIN

22、六、结论 根据实际要求,本文利用单片机设计了智能型电风扇并制作了样机,该样机体积小、操作简单但功 能更多,具有多种人性化设计,并可扩展一些用户特别要求,适合家庭使用,设计时还考虑了生产和使用 成本、使用寿命等因素,均可满足实际使用要求,大大提高电风扇的市场竞争力.七、设计体会通过这次课程设计，使我对家电原理与维修这门课有了更深的了解和认识，。一周的时间很快就过去了，在这一周中我学到了好多知识，这次设计然我更加了解团队的作用与重要性。我们在以后的生活中也要发扬团队精神，在此我要感谢我的队友，同时也要感谢我的老师的指导！我想通过这次的设计会使我更加的努力，做好我所要做的一切！同时我想说，我们的设计

23、还存在一些瑕疵，并不完美。这一切都还得在实践中去完善，并一步一步的走向最终的胜利。八、参考文献1 李乙翘,陈长生.印制电路M.北京：化学工业出版社,2006.2 张士炯.电子设备常用器件手册M.北京：人民邮电出版社,1997.3 张晓光.信号检测与控制电路M.北京：中国计量出版社,2008.4 赵家贵.电子电路设计M.北京：中国计量出版社,2004.附A：课程设计评分表东华理工大学长江学院课程设计评分表学生姓名： 刘信华 学号： 09325214 课程设计题目：电风扇接收电路设计项目内容满分实 评选题能结合所学课程知识、有一定的能力训练。符合选题要求（6人一题）5工作量适中，难易度合理10能力水平能熟练应用所学知识，有一定查阅文献及运用文献资料能力10理论依据充分，数据准确，公式推导正确10能应用计算机软件进行编程、资料搜集录入、加工、排版、制图等10能体现创造性思维，或有独特见解15成果质量模型正确、合理，各项技术指标符合要求。15摘要叙述简练完整，假设合理、问题分析正确、数学用语准确、结论严谨合理；问题处理科学、条理分明、语言流畅、结构严谨、版面清晰15论文主要部分齐全、合理，符号统一、编号齐全。格式、绘图、表格、插图等规范准确，符合论文要求10字数不少于2000字，不超过15000字5总 分100指导教师评语：指导教师签名：年 月 日