基于红外控制单片机的风扇.doc

PAGE PAGE 1 红外遥控电风扇 【摘要】电风扇作为一种价格便宜、体积小巧的清热解暑的家用电器，在家庭中的普及率非常高，其技术的发展也越来越成熟。本文介绍了一种利用红外无线遥控来对电风扇调速定时的设计方法。整个系统的核心部分就是红外遥控和STM32控制。系统以STM32F103RBT6为控制器，通过红外接收管接收遥控器信号，芯片解码后进行相应的控制。 设计主要分为四个模块：电机舵机模块、红外遥控模块、液晶显示模块、定时模块。 【关键词】红外遥控、STM32、定时、调速 1引言 在炎热的夏天，人们离不开可以降温的家电，虽然在城市生活中空调已经非常普遍，但是电风扇引起便宜的价格、小巧的体积、摆放方便等优点仍然占领着中小城市和农村家庭的大部分市场，而且技术也越来越成熟，功能越来越完善。 电风扇是利用电机驱动扇叶旋转以使空气加速流通来实现结束清凉的目的的，它起源于1830年，一名叫詹姆斯·拜伦的人从钟表的结构中受到启发发明了可以固定在天花板上的机械风扇，这种风扇利用发条驱动，但是要得到清凉的风需要爬到天花板高度上发条，使用很麻烦。1872年，法国人约瑟夫研制出靠发条涡轮启动、利用齿轮链条转动的机械风扇。到了1880年，美国人舒乐将扇叶直接装在电动机上，接上电源，利用电能控制风扇，这就是真正意义上的电风扇。1908年，美国的埃克发动机电气公司研制出了齿轮左右摇头的电风扇，防止了电风扇不必要的三百六十度转头送风问题。此后，电风扇的种类开始越来越丰富，台扇、吊扇、地扇、壁扇等，可以根据场合的需求选择种类，而且控制方式也开始改进，从旋钮、按钮的控制方式发展为触摸式、遥控式控制方式，后来又出现了可以定时、自动换挡的智能型风扇。 本文提出了一种可以通过红外遥控器实现定时调速控制风扇的设计方案，整个系统是以STM32F103RBT6为核心控制器来实现智能化的。 2 方案设计 2.1 方案比较与选择 遥控方式选择 基于超声波遥控方式。超声波遥控方式中的超声传感器频带窄，所能携带的信息量少，易受干扰而引起误动作，同时，该种方式作用距离短，通用性强，可互换。假如采用无线电遥控方式。无线电具有绕射和穿透性，不受角度、方向和障碍物的限制。但是由于我们生活的周围充满了电磁波和无线电波，所以无线电遥控很容易受到干扰，稳定性不够高。还可以采用为红外线遥控方式。红外线技术出现较早，成本低，控制内容多，抗干扰能力强，不会发生任何误动作，响应速度快，不会对其它电器产生干扰，体积小，成本低，功耗小，与其它方式比，可降低消耗功率90%，而且在日常家庭生活中，几乎家家都有电视遥控器，只需要利用电视遥控器，再用单片机加一个红外接收头就可以读取遥控器的键值，进而根据键值执行相应的操作。 所以综上所述，从家具布局和实用性方面考虑，本设计选用红外无线遥控方案。 2.2 设计方案 本系统以AT89S51单片机为控制器，通过家庭万能红外遥控器实现遥控功能，接收端采用红外接收三极管接收红外信号并将其送至单片机，单片机根据不同编码确定不同按键，进而根据按键功能控制系统的工作状态。定时方面选用DS1307时钟芯片来提供时间基准。单片机控制测温通过DS18B20数字温度传感器实现，单片机根据温度的不同控制风扇的3个不同档次的工作状态。系统的温度和时间值都可以通过液晶显示器进行实时显示。系统设计方框图如图2-1所示。 图2-1 系统设计方框图 3 系统硬件设计 3.1 硬件设计应用环境简介 本设计硬件电路是在Protel电子设计软件环境下进行设计的，系统整体电路原理图见附录。 Protel电子线路设计软件是在TANGO基础上改进的电路CAD软件，它在原理图文件格式、印制板文件格式、原理图器件库文件格式、印制板封装库文件格式、原理图编译和网络表转换与检查等方面保持了与TANGO版本一致或兼容的前提下，对原TANGO版本做了一些改动。 Protel电子线路设计软件由原理图编辑、印制板设计、原理图输出、印制板输出、原理图器件库编辑和其他应用程序组成。 电路原理图的设计是印制电路板设计中的第一步，也是非常重要的一步。电路原理图设计得好坏将直接影响到后面的工作。首先，原理图的正确性是最基本的要求，因为在一个错误的基础上所进行的工作是没有意义的；其次，原理图应该布局合理，这样不仅可以尽量避免出错，也便于读图、便于查找和纠正错误； 最后，在满足正确性和布局合理的前提下应力求原理图的美观。 电路原理图的设计过程可分为以下几个步骤： 1、设置电路图纸参数及相关信息 根据电路图的复杂程度设置图纸的格式、尺寸、方向等参数以及与设计有关的信息，为以后的设计工作建立一个合适的工作平面。 2、装入所需要的元件库 将所需的元件库装入设计系统中，以便从中查找和选定所需的元器件。 3、设置元件 将选定的元件