基于C8051F020的红外遥控电风扇设计

发布者:jingyun最新更新时间:2012-01-20 来源: 现代电子技术 关键字:C8051F020  红外遥控电风扇  模式切换  风速控制  定时功能 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章
    目前市场上的风扇多为机械方式控制和定时,功能少,噪声大,且不能根据实时的环境温度改变风速。本文介绍了一种基于C8051F020单片机的红外遥控风扇系统的设计,巧妙利用红外控制技术,结合实时时钟DS1302、温度传感器DS18B20和单片机C8051F020实现电风扇的智能控制,运行模式可切换。自动运行模式下,实时调整风速有利于节能控制,符合现代电子产品自动化、智能化、人性化的设计要求,可移植性强,人机界面友好。

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。

a.jpg


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。

b.jpg


    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]

2.4 温度采集和实时时钟电路
    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。

c.jpg


    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。

d.jpg



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。

 

 

关键字:C8051F020  红外遥控电风扇  模式切换  风速控制  定时功能 引用地址:基于C8051F020的红外遥控电风扇设计

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

基于C8051F020的假肢控制系统设计
    假肢是人体缺损肢体的替代物,用以弥补缺损肢体的形状和功能。本文针对失去整个手臂的情况,设计出一种仿人手臂形假肢的控制系统。使用者可以补偿部分缺失的功能,达到生活自理甚至于可以从事基本劳动,减少身心痛苦,同时也相应地解放了护理工作用。在设计中,采用C8051F020 单片机作为主控制器,并通过CPLD(Complex Programmable Logic Device)完成对各个关节控制量的检测以及凌阳61单片机实现语音控制功能。 1 机器人假肢结构     多自由度机器人型假肢(上肢)拥有6个自由度,其结构原理图如图1所示。 2 假肢控制系统的硬件设计 2.1 控制器的工作原理     控制系统原理框图如图2所示,
[嵌入式]
C8051F020中的ADC应用要素
摘要:归纳SOC型芯片C8051F020中模数转换部分的应用要素,包括精度与通道、速率与启动、基准与增益、数据与控制,提出编程及相关SFR的操作顺序。 关键词:片上系统(SOC) A/D转换(ADC) 特殊功能寄存器(SFR) C8051F020(简称F020)是美国德州Cygnal公司推出的一种混合信号SOC型8位单片机。它属于C8051F系列中的F02x子系列。其性能价格比在目前应用领域极具竞争力。F020具有8路12位A/D转换(简称ADC)接口和8路8位在线可编程(ISP)的ADC电路,片上的特殊功能寄存器(简称SFR)有15个与ADC的控制相关,它们是: AMUX0SL——AMUX0通道选择寄存器,复位值为000
[单片机]
基于STM32定时器的PWM音乐播放功能的实现
基于32位的STM32F103,利用 PWM 产生的音频信号驱动蜂鸣器演奏乐曲,实现了音乐播放器的应用设计。该播放器能实现从低音到高音的21个音阶,并能根据乐谱演奏完整的曲目。测试结果表明,PWM的输出信号与各音阶对应的声音频率基本一致,方案切实可行。这一方法也可用于电机控制、电子琴设计等方面,具有较好的实用性。 在科研项目开发中,有时会遇到需要播放电话铃声、音乐等情况。简单的做法是购买专用音乐芯片,但该方法的缺点是播放的内容不可变,不能很好地满足项目需求。一般地,可采用89C51等单片机实现音乐播放,其播放内容及歌曲数量都可以随时修改,使用上相对方便。随着STM32系列微处理器的出现,其基于ARM Cortex—M内核的
[单片机]
基于STM32<font color='red'>定时</font>器的PWM音乐播放<font color='red'>功能</font>的实现
C51单片机定时器/计数器中断功能详细分析(一)
我们首先需要了解什么是中断? 中断是指CPU在执行某一过程中由于外界原因必须暂停现在的事情,处理别的事情,处理完了再回去执行暂停的事情。 中断的优点? 1.分时操作。 2.实时响应 3.可靠性高 中断中用到的寄存器: 中断优先级寄存器IP IP寄存器: 作用是选择优先级的,解决中断优先级问题。 PX0:外部中断0优先级设定位 PT0:定时/计数器T0优先级设定位 PX1:外部中断0优先级设定位 PT1:定时/计数器T1优先级设定位 PS :串行口优先级设定位 PT2:定时/计数器T2优先级设定位 中断允许寄存器IE IE寄存器: EX0:外部中断0允许位; E
[单片机]
C51单片机<font color='red'>定时</font>器/计数器中断<font color='red'>功能</font>详细分析(一)
使用AVR定时/计数器的PWM功能设计要点
一、定时/计数器PWM设计要点 根据PWM的特点,在使用ATmega128的定时/计数器设计输出PWM时应注意以下几点: 1.首先应根据实际的情况,确定需要输出的PWM频率范围,这个频率与控制的对象有关。如输出PWM波用于控制灯的亮度,由于人眼不能分辨42Hz以上的频率,所以PWM的频率应高于42Hz,否则人眼会察觉到灯的闪烁。 2.然后根据需要PWM的频率范围确定ATmega128定时/计数器的PWM工作方式。AVR定时/计数器的PWM模式可以分成快速PWM和频率(相位)调整PWM两大类。 3.快速PWM可以的到比较高频率的PWM输出,但占空比的调节精度稍微差一些。此时计数器仅工作在单程正向计数方式,计数器的上限值决定
[单片机]
单片机C8051F020及其在仪器和仪表中的应用
1引言   当前,随着科学技术及工农业生产水平的不断提高,对相应的仪器仪表也提出越来越高的要求,因此,仪器仪表需扩展大量的外围功能部件来满足仪器仪表复杂性、高性能及智能化的要求。这种方法虽然满足了仪器的复杂性要求,但随之而来的问题是由于系统扩展的过于复杂而造成系统可靠性降低,故障率增加,查找故障困难,从而失去了智能化仪器仪表的优势,如果能够将功能复杂的众多外围功能部件全部或大部分集成到系统所使用的单片机内部,则可大大提高仪器仪表系统的可靠性,同时又使系统的成本得以降低,还可利用单片机片内资源在不增加硬件成本的情况下增强仪器的性能,因而该方案是提高仪器仪表可靠性及性能的行之有效的方法,而美国Cygnal公司的 C8051F020
[单片机]
单片机<font color='red'>C8051F020</font>及其在仪器和仪表中的应用
基于STM32单片机高级控制定时器TIM1和TIM8的功能解析
高级控制定时器(TIM1 和TIM8) TIM1和TIM8定时器的功能包括: ● 16位向上、向下、向上/ 下自动装载计数器 ● 16位可编程( 可以实时修改)预分频器,计数器时钟频率的分频系数为1~65535 之间的任意数值 ● 多达4个独立通道: ─ 输入捕获 ─ 输出比较 ─ PWM生成(边缘或中间对齐模式) ─ 单脉冲模式输出 ● 死区时间可编程的互补输出 ●使用外部信号控制定时器和定时器互联的同步电路 ● 允许在指定数目的计数器周期之后更新定时器寄存器的重复计数器 ● 刹车输入信号可以将定时器输出信号置于复位状态或者一个已知状态 ● 如下事件发生时产生中断/DMA : ─ 更新:计数器向上溢出/ 向下溢出,计数器初始化(
[单片机]
基于STM32单片机高级<font color='red'>控制</font><font color='red'>定时</font>器TIM1和TIM8的<font color='red'>功能</font>解析
基于PWM功能的AVR单片机定时-计数器设计
  一、定时/计数器 PWM 设计要点   根据PWM((脉宽调制(PWM:(Pulse Width ModulaTION)是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的模式))的特点,在使用ATmega128的定时/计数器设计输出PWM时应注意以下几点:   1.首先应根据实际的情况,确定需要输出的PWM频率范围,这个频率与控制的对象有关。如输出PWM波用于控制灯的 亮度 ,由于人眼不能分辨42Hz以上的频率,所以PWM的频率应高于42Hz,否则人眼会察觉到灯的闪烁。   2.快速PWM可以的到比较高频率的PWM输出,但占空比的调节精度稍微差一些。此时计数器仅工作在单程正向计数方式,计数器的上限值决定PWM的
[电源管理]
小广播
添点儿料...
无论热点新闻、行业分析、技术干货……
设计资源 培训 开发板 精华推荐

最新单片机文章
  • 学习ARM开发(16)
    ARM有很多东西要学习,那么中断,就肯定是需要学习的东西。自从CPU引入中断以来,才真正地进入多任务系统工作,并且大大提高了工作效率。采 ...
  • 学习ARM开发(17)
    因为嵌入式系统里全部要使用中断的,那么我的S3C44B0怎么样中断流程呢?那我就需要了解整个流程了。要深入了解,最好的方法,就是去写程序 ...
  • 学习ARM开发(18)
    上一次已经了解ARM的中断处理过程,并且可以设置中断函数,那么它这样就可以工作了吗?答案是否定的。因为S3C44B0还有好几个寄存器是控制中 ...
  • 嵌入式系统调试仿真工具
    嵌入式硬件系统设计出来后就要进行调试,不管是硬件调试还是软件调试或者程序固化,都需要用到调试仿真工具。 随着处理器新品种、新 ...
  • 最近困扰在心中的一个小疑问终于解惑了~~
    最近在驱动方面一直在概念上不能很好的理解 有时候结合别人写的一点usb的例子能有点感觉,但是因为arm体系里面没有像单片机那样直接讲解引脚 ...
  • 学习ARM开发(1)
  • 学习ARM开发(2)
  • 学习ARM开发(4)
  • 学习ARM开发(6)
何立民专栏 单片机及嵌入式宝典

北京航空航天大学教授,20余年来致力于单片机与嵌入式系统推广工作。

换一换 更多 相关热搜器件
电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved