1 整体方案设计
方案的主要任务是实现电风扇的智能控制,运行模式可切换。手动运行模式下,遥控器或者键盘输入数据和控制指令的输入,单片机解码成对应的控制指令来完成对风扇电路的智能控制。自动运行模式下,C8051F020单片机通过DS18B20测得实时环境温度值,将温度与风速档位设定值进行比较后驱动电风扇相应档位工作。
2 硬件电路设计
2.1 硬件总体设计
整个系统主要由红外遥控发射接收电路、键盘电路、实时时钟电路、温度采集电路、LCD显示器、继电器控制电路和单片机控制电路组成。其中,红外发射电路和键盘电路(与遥控器命令匹配)用来输入控制信号;LCD是用来显示控制命令、状态信息、实时时间和实时温度值;实时时钟电路用于读取实时时间;温度采集电路用于实时监测环境温度,方便电风扇在自动运行模式下工作;单片机是整个控制系统的核心,控制继电器工作和电风扇运行。系统总体电路设计框图如图1所示。
2.2 红外发射接收
红外遥控有发送和接收两个部分组成。发射电路采用专用红外发射IC SC6122和按键(与键盘输入电路完全匹配)完成。接收部分采用一体化红外遥控接收头HS0038,将接收到的红外信号送入C8051F020单片机外部中断0,由单片机完成红外数据的解码。C8051F020内置增强型数字交叉开关,通过配置交叉开关控制寄存器XBR0和XBR213,将INT0配置在C8051F020的P0.2(INT0),完成串行数据的接收。
2.3 控制电路
MCU控制电路包括三个部分:控制信号输入、继电器控制电路和数据显示部分。
控制信号输入部分主要由C8051F020 I/O端口P1控制矩阵式4×4键盘完成。使用矩阵式键盘,具有占用I/O资源少,程序编制简单等特点。键盘控制电路主要完成风速、定时、运行模式等控制命令的输入。采用4×4矩阵键盘,用于非遥控工作时,按键驱动电扇工作,即机械方式驱动,按键功能如图2所示。自动/手动为功能切换按键,在自动和手动之间进行切换,定时时间和风速控制根据需要选择相应档位。
继电器控制电路主要由MCU I/O端口P3口控制7个继电器完成。继电器分别控制系统开关、定时时间、导风和风速档位选择。
显示部分通过C8051F020的端口P2作为与LCD1602通信的8位数据线,主要完成通信数据和状态信息的显示。[page]
环境温度检测部分是控制风扇自动工作的关键。系统在自动运行模式下,根据实时采样的温度值,选择相应的控制继电器驱动相应的风速档位。采用Dallas公司的DS18B20 1-wire数字温度传感器,使用一根信号线实现信号的双向传输,接口简单,便于扩展和维护。温度设定范围为25~36℃,每3℃一个风速控制档位,温度设定值超过范围报警指示。
实时时钟电路实时刷新电风扇的当前时间。采用Dallas的高性能、低功耗、带RAM的I2C总线的串行时钟/日历芯片DS1302。I2C总线通过使能交叉开关配置在C8051F020的P0.0(SDA)和P0.1(SCL),完成DS1302的初始化和时间数据的传输。
2.5 系统供电
系统正常工作需要+5 V和+3.3 V电压供电。将市电220 V/50 Hz通过9 V/10 W变压器降压变换后,经过电桥整流和滤波产生直流电9 V,通过LM7805稳压芯片输出稳定+5 V给LCD1602显示模块和继电器供电,C8051F020,DS1302和DS18B20由+5 V经过ASM1117-3.3 V供电,电风扇电机部分直接由市电220 V/50 Hz供给。遥控器发射部分供电由3 V纽扣电池提供,DS1302采用3 V纽扣电池做备用供电电源,确保时间的准确。
3 软件设计
系统软件主要包括单片机控制部分软件设计。单片机控制部分软件设计主要完成以下功能:当有红外信号被接收或者按键输入时,触发中断或者进行键盘扫描处理,单片机内部进行解码,产生控制命令或者温度数据设定参数。单片机通过产生的控制命令和数据参数,控制各个继电器的动作、温度设定、超限报警指示和状态显示等功能。
基于C8051F020单片机控制遥控电风扇系统控制流程图如图3所示。
电风扇在自动运行模式下,单片机采集当前环境温度,并与温度设定值进行比较,选择相应的风速档位,驱动某一个或者几个继电器工作。例如,通过遥控器或者键盘按键SET,+,-键设定规定下限温度为25℃,以3℃为一档风速档位递增,实际温度为29℃,额定值与实际值之间温差为4℃,温差3℃内为1档,所以判定后风扇工作在2档位置。
上述红外遥控编码解码后,通过C8051F020单片机指令控制继电器,并对电风扇和单片机接口电路调试。通过对系统进行实际验证效果如图4所示。
4 结语
对于C8051F020单片机构建的红外遥控风扇系统进行功能验证,系统能够成功实现电风扇的运行模式切换、风速控制和定时功能。自动运行模式下,风速由环境温度决定,温度控制精度为±1℃。系统人机界面友好,操作简单、价格低廉、可移植性好,方便用于商业用途。
上一篇:C51单片机看门狗电路
下一篇:应用C8051F350的冷阴极荧光观片仪调光系统设计
推荐阅读最新更新时间:2024-03-16 12:51
设计资源 培训 开发板 精华推荐
- CGD和Qorvo将共同革新电机控制解决方案
- 是德科技 FieldFox 手持式分析仪配合 VDI 扩频模块,实现毫米波分析功能
- 贸泽开售可精确测量CO2水平的 英飞凌PASCO2V15 XENSIV PAS CO2 5V传感器
- 玩法进阶,浩亭让您的PCB板端连接达到新高度!
- 长城汽车研发新篇章:固态电池技术引领未来
- 纳芯微提供全场景GaN驱动IC解决方案
- 解读华为固态电池新专利,2030 叫板宁德时代?
- 让纯电/插混车抓狂?中企推全球首款-40℃可放电增混电池,不怕冷
- 智驾域控知多少:中低端车型加速上车,行泊一体方案占主体
- Foresight推出六款先进立体传感器套件 彻底改变工业和汽车3D感知
- 仲夏狂欢,TI 博文学习季再度热力来袭!
- Littelfuse第2期 | 符合AEC-Q200 车规的保险丝/熔断器
- ADI生命体征技术助力高性能便携和穿戴医疗设备,答题有好礼
- 看视频,了解泰克高性价比频谱分析仪,填卷赢好礼!
- MPS商城小程序上线 注册、分享、下载干货都可赢好礼——下单还返现!
- “TI 中国大学计划” 知多少——答题赢好礼!
- 马上下载Intel白皮书 赢取惊喜礼品
- 直播已结束【使用 TI 低成本 MSPM0 MCU 快速开发 – 生态详解系列之二】(9:45开始入场)
- 力源带你了解安森美半导体开发神器——高度灵活的物联网开发套件( IDK )!看视频轻松答题享好礼!
- jameswangsynnex带你进入智能电网世界