無(wú)線風(fēng)扇遙控單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)題目 無(wú)線遙控風(fēng)扇 班 級(jí)： 機(jī)電（一）班 姓 名： 曠 成 學(xué) 號(hào)： b10350113 完成日期：2013/6/292013/7/5 浙江理工大學(xué)目 錄概述21 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求31.1 設(shè)計(jì)任務(wù)：31.2 基本要求：32 設(shè)計(jì)方案42.1 無(wú)線電家電遙控的基礎(chǔ)知識(shí)42.1.1 遙控模塊的特性42.1.2 遙控模塊系統(tǒng)組成53 硬件電路設(shè)計(jì)73.1 電路中用到的器件的簡(jiǎn)單介紹：73.2 msc-51單片機(jī)引腳接線圖及工作原理73.3 ht-12系列的編解碼芯片113.3.1 ht-12系列芯片的引腳定義。113.3.2 ht12編碼器的基本工作原理。123.4 89c5

2、1遙控接收模塊電路圖。.133.4 89c51、繼電器驅(qū)動(dòng)位、驅(qū)動(dòng)7段數(shù)碼管、步進(jìn)電機(jī)引腳分配表144 軟件程序設(shè)計(jì)164.1 接收程序164.2 操作程序164.3 總程序175 總結(jié)22參考文獻(xiàn)23概述隨著時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)普及到我們生活，工作，科研，各個(gè)領(lǐng)域，已經(jīng)成為一種比較成熟的技術(shù)，而遙控遙測(cè)技術(shù)在高科技研究、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、通信技術(shù)、軍事技術(shù)、家用電器等諸多領(lǐng)域得到了廣泛地應(yīng)用。特別是隨著各類遙控專用集成電路不斷問(wèn)世，使得各類遙控設(shè)備的性能更加優(yōu)越、可靠，功能也更加完善。本設(shè)計(jì)將介紹一種基于單片機(jī)簡(jiǎn)易無(wú)線電家電遙控系統(tǒng)，它的傳輸方式也是利用無(wú)線遙控發(fā)射，它可對(duì)家中各種無(wú)線

3、電遙控器發(fā)射的控制信號(hào)進(jìn)行識(shí)別、存儲(chǔ)和再現(xiàn)的智能型無(wú)線電遙控器。該設(shè)計(jì)控制器采用單片機(jī)8051，遙控模塊，選用的解碼芯片是ht-12系列的編解碼芯片。這一系列的芯片主要包括ht-12,ht-12f和ht-12d，均為18腳dip封裝,ht-12e作為發(fā)射器中的編碼芯片，而ht-12d作為接收器中的解碼芯片。該遙控系統(tǒng)可以通過(guò)調(diào)節(jié)電容而改變發(fā)射頻率的無(wú)線電遙控功能，即省時(shí)、又省力，從而使人們免除同時(shí)面對(duì)眾多遙控器的煩惱。 本次課程設(shè)計(jì)，不僅設(shè)計(jì)了無(wú)線遙控的原理圖，同時(shí)以此原理圖為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了無(wú)線風(fēng)扇遙控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)利用遙控控制風(fēng)扇的起停以及檔位調(diào)節(jié)，并分別利用軟件a繪制出原理圖，利用軟件b進(jìn)行了仿真

4、實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)，證明了我們的設(shè)計(jì)合理。關(guān)鍵字：?jiǎn)纹瑱C(jī)，遙控模塊，編解碼芯片，8051，無(wú)線風(fēng)扇遙控系統(tǒng)1 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)制作一個(gè)無(wú)線遙控器控制系統(tǒng)，控制對(duì)象為家用風(fēng)扇，能在家用環(huán)境內(nèi)無(wú)線遙控控制家用風(fēng)扇的開(kāi)啟、關(guān)閉以及檔位調(diào)節(jié)，以達(dá)到方便實(shí)用的效果。該遙控裝置采用晶體穩(wěn)頻脈沖調(diào)幅發(fā)射機(jī)，電路較簡(jiǎn)單，頻率穩(wěn)定度高，發(fā)射的是間斷的28mhz等幅載波。接收機(jī)采用自熄式超再生檢波方式，檢波級(jí)工作在非線性工作狀態(tài)，具有間歇高頻振蕩和檢波雙重功能，接收靈敏度較高。檢波后的沙沙噪音為超再生電路所特有的。它的有效控制距離不低于10m，可以輕松地實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)風(fēng)扇的無(wú)線控制。1

5、.2 基本要求：(1)無(wú)線遙控控制家電的開(kāi)啟、閉合以及檔位調(diào)節(jié)；（2）控制過(guò)程具備led燈及壓電喇叭提示； (3)操作方便的設(shè)計(jì)理念；2 設(shè)計(jì)方案本系統(tǒng)設(shè)計(jì)分兩部分：一是無(wú)線電遙控發(fā)射機(jī)部分，它是通過(guò)鍵盤(pán)對(duì)開(kāi)關(guān)方式編碼的控制來(lái)調(diào)制信號(hào)的發(fā)送，再由功放外接天線進(jìn)行無(wú)線電傳輸。二是無(wú)線電接收機(jī)部分，它是由外接天線接收無(wú)線電，經(jīng)過(guò)功放放大后，進(jìn)行解調(diào)，解碼，從而控制被控設(shè)備。兩部分均市直流供電，方便實(shí)用，但其不同的是，遙控發(fā)射機(jī)是采用電池，而接收機(jī)是外供直流穩(wěn)壓電源。 2.1 無(wú)線電家電遙控的基礎(chǔ)知識(shí)無(wú)線電家電遙控的基礎(chǔ)知識(shí)包括遙控模塊的特性，遙控模塊系統(tǒng)組成和各模塊的工作原理。2.1.1 遙控模塊

6、的特性無(wú)線遙控系統(tǒng)簡(jiǎn)單實(shí)用，能夠穿透建筑物進(jìn)行通信，而且沒(méi)有方向的限制，是十分常用的控制器。它由一組發(fā)射器和接收機(jī)組成。如圖所示。l 內(nèi)含一組7段數(shù)碼管，數(shù)據(jù)顯示方便。l 有編譯碼ic，控制不受外界噪聲干擾。l 系統(tǒng)由4組按鍵的無(wú)線電發(fā)射器及8051接收控制板組成。l 采用uhf發(fā)射電路，發(fā)射頻率約為310mhz，能夠進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸及無(wú)線控制。l 有2組繼電器，可以直接控制強(qiáng)電。l 遙控器及接收端上均有密碼設(shè)定裝置，由8組dip開(kāi)關(guān)調(diào)整，僅當(dāng)兩者調(diào)節(jié)一致時(shí)動(dòng)作有效。l 無(wú)線電接收電路采用無(wú)線電接收模塊設(shè)計(jì)，方便實(shí)驗(yàn)及改裝。l 包含工作指示燈led及壓電喇叭作動(dòng)作指示用。l 由繼電器開(kāi)關(guān)可以控

7、制家電產(chǎn)品電源的開(kāi)啟和關(guān)閉。2.1.2 遙控模塊系統(tǒng)組成整個(gè)系統(tǒng)的組成分為發(fā)射器和接收機(jī)兩個(gè)部分。發(fā)射器功率小，采用電池供電，而且體積小，可以隨身攜帶，接收機(jī)可由市電供電，也可選用蓄電池供電。發(fā)射器和接收機(jī)只有在兩者的dip密碼一致時(shí)，才能正常工作。同時(shí)，一部接收器在需要的時(shí)候還可以有多部發(fā)射器嗎，只需將這些發(fā)射器的dip密碼都設(shè)成與接收機(jī)相同即可。1.發(fā)射器。發(fā)射器的結(jié)構(gòu)圖如圖下所示。發(fā)射器本身由12v的小型電池供電，內(nèi)含8組dip開(kāi)關(guān)，可有256組密碼設(shè)定。在本模塊中采用的發(fā)射器有4個(gè)按鍵，在市場(chǎng)上銷售的發(fā)射器也有兩個(gè)鍵或3個(gè)鍵。當(dāng)按下任何一鍵時(shí)，工作指示燈led亮，將對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)發(fā)送出去，

8、由接收機(jī)接收并執(zhí)行對(duì)應(yīng)的工作。發(fā)射器上的按鍵是常開(kāi)開(kāi)關(guān)，平時(shí)按鍵未按下時(shí)并不需耗電，只有某個(gè)按鍵按下時(shí)，開(kāi)關(guān)閉合才會(huì)耗電，因此不需要裝上電源開(kāi)關(guān)。另外，無(wú)線電遙控通過(guò)頻率在310mhz左右的高頻載波傳送數(shù)字代碼數(shù)據(jù)，出廠時(shí)其工作頻率已先行設(shè)定調(diào)整完成，因此發(fā)送接收電路無(wú)需作任何調(diào)整。這對(duì)使用者來(lái)說(shuō)是十分方便并且重要的。 2.接收機(jī)。接收機(jī)的工作原理圖如下圖所示，其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，由單片機(jī)控制單元、高頻電路單元、解碼芯片組成。l 單片機(jī)控制。單片機(jī)在系統(tǒng)在中是控制中心，完成將無(wú)線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為控制信號(hào)的任務(wù)，這里選用的是89c51。單片機(jī)的控制信號(hào)通過(guò)通用i/o口輸出，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路或者相應(yīng)的轉(zhuǎn)換電路輸入

9、到控制設(shè)備中心。l 高頻電路。高頻電路用于接收來(lái)自發(fā)射器送來(lái)的信號(hào)，并將信號(hào)波放大后送至解碼ic。l 解碼芯片。解碼芯片用于對(duì)接收的無(wú)線數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，將解碼后的數(shù)據(jù)以ttl電平發(fā)送至單片機(jī)的通用i/o口。3 硬件電路設(shè)計(jì)除了89c51之外，遙控器均有密碼功能避免了因代碼的重復(fù)而造成使用上的互相干擾，以下介紹無(wú)線遙控模塊（rf51）中用到的編解碼器ic的工作原理，以及模塊中用到的ht-12系列編碼器的介紹。3.1 電路中用到的器件簡(jiǎn)單介紹：高頻模塊（rf module）提供經(jīng)過(guò)高頻接收機(jī)電路接收進(jìn)來(lái)的信號(hào)及解碼器轉(zhuǎn)換出來(lái)的數(shù)據(jù)(d0d3)，同時(shí)送出的數(shù)據(jù)使能信號(hào)vt(高電位工作)，且vt接至89

10、c51 p2.4引腳。電路使用步進(jìn)電機(jī)表示風(fēng)扇的電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)共接4跟并行i/o口線，即p0.0-p0.3，由x1,x2口輸入11.0592mhz的晶振信號(hào)，另外還有l(wèi)ed指示燈接p3.7口，壓電喇叭接p3.4口，整體接線圖如下所示：3.2 msc-51單片機(jī)引腳接線圖及工作原理mcs-51的邏輯符號(hào)圖如下：在單片機(jī)的40條引腳中有2條專用于主電源的引腳，2條外接晶體的引腳，4條控制或與其它電源復(fù)用的引腳，32條輸入/輸出（i/o）引腳。由于51單片機(jī)運(yùn)用已經(jīng)非常普遍，此處不詳細(xì)介紹。本系統(tǒng)所用接線將在各模塊介紹時(shí)詳細(xì)說(shuō)明，同時(shí)在總電路圖也可以看出。 3.3 ht-12系列的編解碼芯片選用的解

11、碼芯片是ht-12系列的編解碼芯片。這一系列的芯片主要包括ht-12,ht-12f和ht-12d，均為18腳dip封裝,ht-12e作為發(fā)射器中的編碼芯片，而ht-12d作為接收器中的解碼芯片。 ht-12系列的芯片應(yīng)用cmos技術(shù)制造，具有省電、耐干擾的特點(diǎn)，工作電壓范圍2v13v，可由電池供電，內(nèi)含振蕩電路，只需外加一只電阻即可提供工作頻率，使用簡(jiǎn)單。ht-12e解碼器可以有4096組密碼，并可傳送4位的數(shù)據(jù)，3.3.1 ht-12系列芯片的引腳定義。l a0a11:密碼設(shè)定，共有4096中組合。l ht-12e的d0d3:數(shù)據(jù)輸出位。l ht-12d的d0d3:數(shù)據(jù)輸出位。如ht12d與

12、ht12e搭配使用，當(dāng)a0a7密碼一致時(shí)，ht12e所傳送的4位數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)在ht12d的d3d0引腳上。l data out:數(shù)據(jù)發(fā)送端。l data in：數(shù)據(jù)接收端。l te：允許發(fā)射信號(hào)，低電位工作，此時(shí)所編碼的信號(hào)由data out引腳送出。l vt：當(dāng)發(fā)射端與接收端密碼一致時(shí)，接收端接收進(jìn)來(lái)的數(shù)據(jù)解碼完成，在d0d3引腳完成數(shù)據(jù)解碼時(shí)，此引腳會(huì)出現(xiàn)高電位信號(hào)。l osc1、osc2：振蕩電路控制引腳，只要加入一只電阻即可工作。需要注意的是解碼器的振蕩工作頻率約為編碼器的50倍，所選擇的電阻如下所示。ht-12e和 ht-12f/d振蕩電阻和振蕩頻率的關(guān)系ht-12eht-12f/d振

13、蕩電阻振蕩頻率振蕩電阻振蕩頻率1.5m3khz75k150khz1m4.3khz47k240khz 3.3.2 ht12編碼器的基本工作原理。ht12編輯器的基本工作電路3.4 89c51遙控接收模塊電路圖8051遙控接收模塊電路圖如圖所示 由dip開(kāi)關(guān)設(shè)定8位密碼值，當(dāng)兩邊密碼一致時(shí)，若將數(shù)據(jù)放入ht-12e的d0d3，同時(shí)設(shè)定te引腳為低電平，則代碼的信號(hào)會(huì)由data out引腳發(fā)送出而由ht-12d接收進(jìn)來(lái)并進(jìn)行解碼，一旦解碼完成則vt引腳會(huì)成為高電位狀態(tài)，同時(shí)數(shù)據(jù)將會(huì)鎖存到d0d3數(shù)據(jù)線上。 若將傳輸線去掉，轉(zhuǎn)接至無(wú)線遙控接口的發(fā)射端及接收端，則可以做無(wú)線電編碼的控制。3.5 89c5

14、1、繼電器驅(qū)動(dòng)位、驅(qū)動(dòng)7段數(shù)碼管引腳分配表無(wú)線遙控?cái)?shù)據(jù)分為4位，d0d3到信號(hào)/en，連接8051的位引腳分配如下所示：89c51與h12引腳分配表信號(hào)d3d2d1d0vt控制位p2.3p2.2p2.1p2.0p2.4繼電器驅(qū)動(dòng)位引腳分配表繼電器ry1ry2引腳p3.5p3.6七段式數(shù)碼顯示管采用共陽(yáng)極接線法,數(shù)碼管ag分別連接至單片機(jī)的p1.0-p1.7口，數(shù)字顯示控制方式如下表所示：顯示數(shù)字控制字關(guān)閉0ffh數(shù)字17eh數(shù)字20a2h數(shù)字362h4 軟件程序設(shè)計(jì)4.1 接收程序段本程序通過(guò)不斷循環(huán)判斷vt的值掃描遙控器的發(fā)射信號(hào)程序如下： loop:jnb vt,loop ;若vt=1 則

15、讀取數(shù)據(jù)jb vt,$ ;等待遙控器放開(kāi)才進(jìn)行下一步動(dòng)作mov a,p2 ;讀取數(shù)據(jù)anl a,#0fh ;忽略高4位數(shù)據(jù)call op ;執(zhí)行譯碼動(dòng)作jmp loop ;繼續(xù)執(zhí)行掃描4.2 操作子程序操作子程序主要是對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的操作，由于可能出現(xiàn)的情況較多，應(yīng)注意判斷之后的跳轉(zhuǎn)。采用的是累加寄存器作為輸入?yún)?shù)的途徑，這樣就能實(shí)現(xiàn)類似c語(yǔ)言的參數(shù)輸入。操作子程序清單如下：op: ;按鍵比較程序（按鍵k1比較，等于執(zhí)行1檔）cjne a,#ck1,l1 call led_bl ;調(diào)用led閃動(dòng)程序，提示接收信號(hào)call bz ;調(diào)用壓電喇叭程序，聲音提示接收信號(hào)，且每一個(gè)按鍵響聲次數(shù)

16、不同mov a,#00hlcall xianshi ;數(shù)碼管顯示風(fēng)扇當(dāng)前檔位mov r5,#100 ;r5為控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的參數(shù)lcall z_m ;步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)retl1:;按鍵比較程序（按鍵k2比較，等于執(zhí)行2檔）cjne a,#ck2,l2call led_blcall bzcall bzmov a,#01hlcall xianshimov r5,#10lcall z_mretl2:;按鍵比較程序（按鍵k3比較，等于執(zhí)行3檔）cjne a,#ck3,l3call led_blcall bzcall bzcall bzmov a,#02hlcall xianshimov r5,#2lca

17、ll z_mretl3: ;按鍵比較程序（按鍵k4比較，等于關(guān)閉風(fēng)扇）cjne a,#ck4,l4call led_blcall bzcall bzcall bzcall bzmov a,#03hlcall xianshiretl4:ret ;不執(zhí)行任何程序，返回循環(huán)掃描程序4.3 程序全貌通過(guò)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)了無(wú)線遙控信號(hào)的接收，并通過(guò)接收的數(shù)據(jù)對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的控制，從而實(shí)現(xiàn)了無(wú)線遙控的功能。程序清單如下：通過(guò)無(wú)線遙控實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電器的控制spk equ p3.4 ;壓電喇叭控制信號(hào);ry1 equ p3.5 ;繼電器1控制信號(hào);ry2 equ p3.6 ;繼電器1控制信號(hào)vt equ p2.4

18、;接收模塊ht12d啟用信號(hào)wled equ p3.7 ;工作指示燈引腳定義ck1 equ 07h ;按鍵1比較碼ck2 equ 0bh ;按鍵2比較碼ck3 equ 0dh ;按鍵3比較碼ck4 equ 0eh ;按鍵4比較碼org 0h ;程序代碼開(kāi)始地址jmp startstart:;clr ry1;clr ry2call bz ;開(kāi)機(jī)提示call led_blloop: ;遙控器信號(hào)掃描jnb vt,loop ;若vt=1 則讀取數(shù)據(jù)jb vt,$ ;等待遙控器放開(kāi)才進(jìn)行下一步動(dòng)作mov a,p2 ;讀取數(shù)據(jù)anl a,#0fh ;忽略高4位數(shù)據(jù)call op ;執(zhí)行譯碼動(dòng)作jmp l

19、oop ;繼續(xù)執(zhí)行掃描z_m: ;步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，速度由r5的大小決定mov p0,#0fehacall delaymov p0,#0fdhacall delaymov p0,#0fbhacall delaymov p0,#0f7hacall delayjb vt,loop;當(dāng)接收模塊啟動(dòng)使vt=1時(shí)，程序跳轉(zhuǎn)到loop程序段jmp z_m delay:;延時(shí)程序，延時(shí)時(shí)間 r5*10msmov r6,#50d1: mov r7,#100djnz r7,$djnz r6,d1djnz r5,delayretled_bl:;led燈閃動(dòng)指示燈， 接收到遙控器信號(hào)時(shí)閃動(dòng)mov r4,#4l0:cpl

20、 wledmov r5,#5call delaydjnz r4,l0retop: ;按鍵比較程序（按鍵k1比較，等于執(zhí)行1檔）cjne a,#ck1,l1call led_blcall bzmov a,#00hlcall xianshimov r5,#100lcall z_mretl1: ;按鍵比較程序（按鍵k2比較，等于執(zhí)行2檔）cjne a,#ck2,l2call led_blcall bzcall bzmov a,#01hlcall xianshimov r5,#10lcall z_mretl2: ;按鍵比較程序（按鍵k3比較，等于執(zhí)行3檔）cjne a,#ck3,l3call led_

21、blcall bzcall bzcall bzmov a,#02hlcall xianshimov r5,#2lcall z_mretl3: ;按鍵比較程序（按鍵k4比較，等于關(guān)閉風(fēng)扇）cjne a,#ck4,l4call led_blcall bzcall bzcall bzcall bzmov a,#03hlcall xianshiretl4:retbz: ;壓電喇叭發(fā)聲mov r6,#0b1:call dexcpl spkdjnz r6,b1mov r5,#10call delayretdex:mov r7,#180de0:nopdjnz r7,de0retxianshi: ;數(shù)碼管顯示子程序mov p1,0ffhmov dptr,#tabmovc a,a+dptrmov p1,amov r5,#50lcall delayret tab: db 7eh, 0a2h, 62h, 0ffh ;數(shù)碼管顯示數(shù)表end5 總結(jié)通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，既鞏固了以前所學(xué)的理論知識(shí)，同時(shí)又學(xué)到了許許多多新的知識(shí)，新的技術(shù)，在很大程度上，提高了我的研究開(kāi)發(fā)能力和實(shí)際解決問(wèn)題的能力。具體來(lái)說(shuō)，收獲最大的還是提高了無(wú)線收發(fā)器的設(shè)計(jì)能力，加深了對(duì)無(wú)線電理論的理解。 在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成課題任務(wù)，是一次理論知識(shí)和動(dòng)手實(shí)