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3-1

3.3单片机控制单元

本设计以ATS51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3-2

3.4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9~12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625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16×2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

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

附录

电路原理图

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