智能紅外遙控電風(fēng)扇系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

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1、智能紅外遙控電風(fēng)扇系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄1引言11.1課題設(shè)計(jì)目的及意義11.2課題研究?jī)?nèi)容和預(yù)期目的22總體方案的設(shè)計(jì)和工作原理22.1設(shè)計(jì)方案的選擇22.2總體硬件設(shè)計(jì)32.3工作原理33硬件設(shè)計(jì)43.1發(fā)射端電路設(shè)計(jì)43.1.1紅外發(fā)射電路設(shè)計(jì)73.1.2鍵盤電路設(shè)計(jì)83.1.3顯示電路設(shè)計(jì)93.1.4電源電路設(shè)計(jì)103.2接收端電路設(shè)計(jì)123.2.1紅外接收電路設(shè)計(jì)133.2.2鍵盤電路設(shè)計(jì)143.2.3顯示電路設(shè)計(jì)143.2.4電源電路設(shè)計(jì)143.2.5控制電路設(shè)計(jì)154軟件設(shè)計(jì)164.1紅外發(fā)射174.1.1發(fā)射端程序設(shè)計(jì)174.1.2遙控碼的發(fā)射18II4.2紅外接收194.2

2、.1接收端程序設(shè)計(jì)194.2.2數(shù)碼幀的接收處理194.3調(diào)速單元204.3.1調(diào)速原理204.3.2調(diào)速方法204.4按鍵抖動(dòng)問題215系統(tǒng)的調(diào)試235.1系統(tǒng)的硬件調(diào)試235.2系統(tǒng)的軟件調(diào)試24附錄251.紅外發(fā)射電路252.紅外接收電路263.紅外發(fā)射程序274.紅外接收程序31參考文獻(xiàn)37致謝38II1引言紅外線又被稱為紅外光波，它的波長(zhǎng)范圍為0.01um-1000um。根據(jù)其波長(zhǎng)的不同，可以將其分為兩種：可見光和不可見光。可見光的波長(zhǎng)為0.38um-0.76um，有七種顏色，為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫。紫外線光波的波長(zhǎng)為0.01um-0.38um，紅外線的波長(zhǎng)為0.76um-1

3、000um。紅外光線根據(jù)波長(zhǎng)范圍的不同可分為四類：近紅外、中紅外、遠(yuǎn)紅外、極紅外。選用近紅外光線作為紅外遙控的遙控指令，是因?yàn)榧t外發(fā)射器件與紅外接收器件光譜正好重合，能夠進(jìn)行來良好地匹配，發(fā)光與受光峰值波長(zhǎng)為0.8um-0.94um,這樣就可以獲得較高的可靠性和較高的傳輸效率。目前來講，紅外線的傳輸技術(shù)在家電遙控器中廣泛應(yīng)用。紅外線是無線局域網(wǎng)的傳輸方式之一，優(yōu)點(diǎn)是不受無線電干擾和國家無線管理委員會(huì)所限。紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)（IRDA）成立后，為了保證不同廠商的紅外產(chǎn)品能夠獲得最佳的通信效果，紅外通信協(xié)議將紅外數(shù)據(jù)通信所采用的光波波長(zhǎng)的范圍限定在850至900nm之內(nèi)。1.1課題設(shè)計(jì)目的及意義科技的

4、發(fā)展，使得人們生活的節(jié)奏也越來越快，隨之人們對(duì)方便，快捷的要求也不斷增高。遙控器的出現(xiàn)，在一定程度上滿足了人們的要求。紅外遙控實(shí)現(xiàn)了對(duì)控制對(duì)象的遠(yuǎn)距離控制，原理是利用紅外線來傳遞控制信號(hào)，具體來說，就是由發(fā)射器發(fā)出紅外線指令信號(hào)，接收器接收下來并對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)控制對(duì)象的遠(yuǎn)程控制功能。紅外遙控具有隱蔽性、獨(dú)立性、無穿透障礙物的能力、物理特性與可見光相似性等特點(diǎn)。隨著紅外遙控技術(shù)的開發(fā)和迅速發(fā)展，大部分電器應(yīng)用了紅外遙控，電風(fēng)扇也不例外。從由通過按鈕控制電風(fēng)扇面板，到短距離(10M以內(nèi))的遙控，雖然改變不大，但是帶來的便利無疑是巨大的。紅外遙控技術(shù)的成熟，也使得遙控電風(fēng)扇的設(shè)計(jì)變得簡(jiǎn)

5、單，價(jià)格低廉。作為一種常用的電器，電風(fēng)扇具有體積輕巧、價(jià)格便宜、擺放方便等特點(diǎn)?？照{(diào)雖然現(xiàn)在在城市中已經(jīng)相當(dāng)普遍，而且有替代電風(fēng)扇的趨勢(shì)，但是由于家庭消費(fèi)水平所限，在將來的一段時(shí)間里，電風(fēng)扇在中小城市和農(nóng)村仍有較大的市場(chǎng)份額。市場(chǎng)的需求促使了電風(fēng)扇的發(fā)展?！爸悄芑钡呐d起，使得電風(fēng)扇的功能也越來越多，越來越貼進(jìn)人們生活。在現(xiàn)有市場(chǎng)多功能紅外遙控電風(fēng)扇的基礎(chǔ)上，提出了一種新型的智能電風(fēng)扇，相對(duì)于舊式電風(fēng)扇，智能電風(fēng)扇設(shè)置了很多人性化的設(shè)計(jì)，如智能照明，安全保護(hù)，傾倒保護(hù)，智能照明等功能，使得電風(fēng)扇更加人性化，相信其豐富的功能、人性化的設(shè)計(jì)將會(huì)大大提高電風(fēng)扇的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。1.2課題研究?jī)?nèi)容和預(yù)期

6、目的本設(shè)計(jì)方案就是以電風(fēng)扇為對(duì)象，通過紅外遙控系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)電風(fēng)扇的幾種常用功能，如：開關(guān)功能、調(diào)速功能、定時(shí)功能等的控制，相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械控制，體現(xiàn)出了更加方便、更加快捷的優(yōu)點(diǎn)。2總體方案的設(shè)計(jì)和工作原理2.1設(shè)計(jì)方案的選擇紅外編碼有很多種方式，下面列舉兩種實(shí)現(xiàn)方案：第一方案：脈寬調(diào)制的串行碼。這種遙控碼具有以下特征：以脈寬為0.565ms、間隔0.56ms、周期為1.125ms的組合表示二進(jìn)制的“0”；以脈寬為0.565ms、間隔1.685ms、周期為2.25ms的組合表示二進(jìn)制的“1”。其相關(guān)的波形圖如下:圖1串行碼編碼第二方案：碼分制。采用脈沖個(gè)數(shù)編碼，不同的脈沖個(gè)數(shù)代表不同的被控對(duì)象，

7、最小為2個(gè)脈沖。為了使接收可靠，第一位碼寬為3ms，其余為1ms，遙控碼數(shù)據(jù)幀間隔大于10ms，如圖2所示。圖2碼分制編碼波形圖本設(shè)計(jì)采用第二方案，碼分制編碼編程簡(jiǎn)單，在按鍵較少的情況下優(yōu)勢(shì)明顯。2.2總體硬件設(shè)計(jì)圖3硬件總體結(jié)構(gòu)框圖2.3工作原理紅外遙控是單項(xiàng)的紅外通信方式，整個(gè)信號(hào)傳輸中，需要一個(gè)發(fā)射端和一個(gè)接收端。發(fā)送端采用單片機(jī)將待發(fā)送的二進(jìn)制信號(hào)編碼調(diào)制為一系列的脈沖串信號(hào)，通過紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信