1、图 2-2 红外发射和接收器件示例红外一体化接收头内部电路包括红外监测二极管，放大器，限副器，带通滤波器，积分电路，比较器等。红外监测二极管监测到红外信号，然后把信号送到放大器和限幅器，限幅器把脉冲幅度控制在一定的水平，而不论红外发射器和接收器的距离远近。交流信号进入带通滤波器，带通滤波器可以通过 30khz 到 60khz 的负载波，通过解调电路和积分电路进入比较器，比较器输出高低电平，还原出发射端的信号波形。注意输出的高低电平和发射端是反相的。图 2-3 为红外发射和接收解码的示意图。在发射部分设计一个 38kHz 的载波，在发射数据（全码）为高电平时输出载波，发射数据（全码）为低电平时输
2、出低电平，二者实现了逻辑与的关系，得到的信号（红外发射）驱动红外发射二极管向空间发射红外线。红外一体化接收头接收到红外信号后，解码出与发射数据（全码）逻辑相反的数据。图 2-3 红外发射和接收解码的示意图3系统硬件设计3.2红外遥控单元本设计中作为发射部分使用的遥控器为 M5046AP 机芯的电视机遥控器。电视机遥控器应用的是红外收发原理，即遥控器前端侧面的红外发射管发射出红外信号，电路板上红外接收管接收到信号后送到单片机内部，经译码后变成相应的操作指令，以实现定时、遥控风扇的功能。红外遥控器的内部关键电路和接收管电路如图 3-1 所示。图 3-13.3单片机控制单元本设计以 AT89S51
3、单片机为主控器，单片机控制电路设计如图 3-2 所示。单片机的 P1.2-P1.4 口用于控制风扇的 3 个档次，设计中用继电器来模拟风扇换挡开关；P1.6 和 P1.7 引脚控制时钟电路；P2 口作为液晶显示的 8 位数据线；P3.0 和 P3.1 口控制风扇工作状态指示灯，分为手动和自动 2 个状态；P3.2 中断 0 用于接收红外遥控编码信号；P3.4 接收温度数据；P3.5-P3.7 三个引脚分别控制液晶显示器的控制端。图 3-2 为单片机控制电路。图 3-23.4时钟单元3.4.1DS1307简介种低功耗、BCD 码的 8 引脚实时时钟芯片。DS13DS1307 是 I2C 总线接口
4、的日历时钟芯片,片内有 8 个特殊寄存器和 56的 BSPAM,是一 07 的主要技术性能如下：具有秒、分、时、日、星期、月、年的计数功能，并具有 12 小时制和 24 小时制计数模式，可自动调整每月天数及闰年；具有自动掉电保护和上电复位功能；可输出不同频率的方波信号。DS1307 的引脚排列如图 3-3 所示。图 3-3DS1307 引脚图VCC：+5V 电源；VBAT：+3V 电源输入；X1、X2：32.768kHz 的晶振输入端；SDA：数据线；SCL：时钟线；SQW/OUT：方波信号输出端。3.4.2时钟电路设计单片机控制时钟电路如图 3-4 所示。DS1307 的 X1 与 X2 通
5、过 32.768KHz 的晶振相连，以提供计时基准。SCL 与 SDA 分别连接至单片机的 P1.6 和 P1.7 引脚，完成单片机读取时间值。图 3-4 单片机控制时钟电路3.5测温单元3.5.1DS18B20简介DS18B20 是美国 DALLAS 公司生产的一线式数字温度传感器，它具有微型化、低功效、高性能、抗干扰能力强、易配处理器等优点，特别适用于多点测温系统，可直接将温度转化成串行数字信号给单片机处理，且在同一总线上可以挂接多个传感器芯片。它具有 3 引脚 TO-92 小体积封装形式，温度测量范围为-55+155 摄氏度，可编程为 912 位 A/D 转换精度，测温分辨率可达 0.0
6、625 摄氏度，被测温度用符号扩展的 16 位数字量方式串行输出，其工作电源既可在远程引用，也可采用寄生电源方式产生，多个 DS18B20 可以并联到三根或两根线上，CPU 只需一根端口线就能与多个 DS18B20 通信，占用微处理器端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。以上特点使得 DS18B20 成为此次设计的首选。引脚定义：DQ：数字信号输入/输出端；GND：电源地；VCC：外接供电电源输入端（寄生供电方式时接地） ，如图 3-5 所示。图 3-5DS18B20 温度传感器芯片引脚3.5.2测温电路设计该部分电路设计如图 3-6 所示。DS18B20 有两种方式供电，一种是采用电源供电方
7、式，此时 DS18B20 的 1 脚接地，2 脚作为信号线，3 脚接电源。另一种是寄生电源供电方式，单片机端口接单线总线，为保证在有效的 DS18B20 时钟周期内提供足够的电流，可用一个 MOSFET 管来完成对总线的上拉。寄生供电适合多点测温。鉴于本设计为单片测温，故采用外部电源供电法。DS18B20 是单总线控制，I/O 引脚与单片机 P3.4 引脚相连即可实现与单片机之间的通信。图 3-6 温度测量电路3.6液晶显示单元电路本设计的显示器选用 LCD1602 液晶显示器。LCD1602 可显示 162 个字符，芯片工作电压为 4.5-5.5V，工作电流为 2.0mA(5.0V)，模块的
8、最佳工作电压为5.0V。LCD1602 的接口信号说明如表 3-1 所示。表 3-1LCD1602 引脚说明编号 符号 引脚说明 编号 符号 引脚说明1 VSS 电源地 9 D2 DataI/O2 VDD 电源正极 10 D3 DataI/O3 VL 液晶显示偏压信号 11 D4 DataI/O4 RS 数据/命令选择端（H/L）12 D5 DataI/O5 R/W 读/写选择端（H/L） 13 D6 DataI/O6 E 使能信号 14 D7 DataI/O7 D0 DataI/O 15 BLA 背光源正极8 D1 DataI/O 16 BLK 背光源负极液晶显示电路如图 3-7 所示。单片
9、机的 P2 口为液晶显示器的数据线，P3.5-P3.7 引脚分别控制液晶显示器的复位端 RST、读/写端 R/W、使能端 E。调节 VR1 电位器可以调节液晶显示器的对比度。图 3-7 液晶显示电路3.7风扇档位控制单元单片机控制风扇档位电路如图 3-8 所示。3 个继电器分别接至单片机的P1.2、P1.3、P1.4 引脚，当环境温度需要风扇调为一档时，单片机的 P1.2 引脚输出高电平，此时三极管 Q1 导通，则继电器 K1 导通，风扇调为一档。二档与三档的工作控制原理与一档同理。图 3-8 风扇档位控制电路4系统软件设计本系统软件设计流程图如图 4-1 所示。图 4-1 系统软件设计流程图5 硬件制作5.1元件清单本设计所用元器件如表 5-1 所示元器件名称 个数 元器件名称 个数AT89S51 单片机 1 万能红外遥控器 1红外接收头 1 LCD1602 1DS18B20 2 DS1307 1继电器 3 LED 灯 2三极管 9013 4 1N4148 二极管 110K 电阻 9 32.768MHz 晶振 15.1K 电阻 1 10K 滑线变阻器 112MHz 晶振 1 22P 电容 210U 电解电容 1 1K 电阻 1按键 1 导线 若干2K 电阻 1 47K 电阻 13V 直流电风扇 2 8 排针 23 排针 4 4 排针 1表 5-1
