51单片机的红外遥控电动机转速控制.doc

基于51单片机的红外遥控电动机转速控制 一 题目来源 将现有的技术应用到敞篷轿车遮阳窗自动调节实现遮阳的功能。 二 课题要求与目的 单片机具有体积小、速度快、性能可靠和价格低廉等优点，通常在其外部配置外围电路就可构成一完整的控制系统。红外遥控具有抗干扰能力强响应速度快，功耗低等众多优。 目前，基于单片机控制的红外遥控技术已广泛应用于家用电器、智能玩具和工业控制等众多领域，给人们的生产和生活带来极大的方便。本文设计的以STC-51单片机为核心的红外遥控电机调速系统具有硬件电路简单成本低廉,软件编写较容易,用电机带动相应的驱动机构后便是一实用性极强的调速控制系统。 将单片机与红外遥控技术相结合，设计一套红外遥控单相电机调压调速装置，包括设计发射电路及软件编写，接收器电路及软件编写。另外，电动机转速设置为7档。 三 课题电路原理设计 1 器件的选型 固态继电器SSR 固态继电器（Solid State Relay,缩写SSR），是由微电子电路，分立电子器件电力电子功率器件组成的无触点开关。用隔离器件实现了控制端与负载端的隔离。固态继电器的输入端用微小的控制信号，达到直接驱动大电流负载。 固态继电器是具有隔离功能的无触点电子开关，在开关过程中无机械接触部件，因此固态继电器除具有与电磁继电器一样的功能外，还具有逻辑电路兼容，耐振耐机械冲击，安装位置无限制，具有良好的防潮防霉防腐蚀性能，在防爆和防止臭氧污染方面的性能也极佳，输入功率小，灵敏度高，控制功率小，电磁兼容性好，噪声低和工作频率高等特点。目前已广泛应用于计算机外围接口设备，调温、调速、调光、电机控制、电炉加温控制、电力石化、医疗器械、金融设备、煤碳、仪器仪表、交通信号等领域。 红外接收器NJL41H38 NJL41H38的中心频率为38KHz的一体化红外接收器，有3个引脚，其中一个脚为TTL电平输出，2脚为地线，3脚为电源端。NJL41H38只能接收调制成38KHz的信号，并且只响应脉冲调制信号，不响应连续调制信号。脉冲宽度范围为400μs～20ms。因此，发射端的发射信号必须是脉冲信号。 2 红外遥控发射电路 红外遥控主要包括单片机控制系统、红外发射电路、键盘三个部分。红外线发射电路将要发射的数字信号调制到38KHZ的载波上，通过红外线发射管发射出去。电路如图1所示。其中按键S1～S7分别对应电动机的7档调速，P2.0输出欲发射的调制信号。 图1 红外遥控发射电路原理图 3 接收系统与调速系统 电动机的调压调速是指通过改变加在电动机上的电压来实现的。接收与调速系统电路如图2所示。 图2 接收与调速电路 单片机的并口P1.7控制固态继电器K的通断，进而控制电动机电源的通断。在50Hz的正弦交流的半个周期内，如果电动机断电与通电的时间间隔分别为t1ms与t2ms，则t1+t2=10ms.每当电源电压过零时，单片机产生一个中断，在服务程序中，控制继电器断开t1ms，再导通t2ms.正半周与负半周一样。对于7个转速档，t1分别为0ms、2ms 、4ms、5ms、6ms、8ms、10ms.当t1=0ms时电动机的转速最大，t1=10ms时电动机停止。 过零检测电路由比较器μA741和非门电路组成，用于识别电源电压的的过零位，保证单片机对电动机电源的控制信号与电动机电源保持同步，即保证每次t1的起始时间都在电源刚刚过零点时。当电源电压由正半周到负半周过零时，比较器由1到0跳变，在外部中断0处产生一次中断申请；而当电源电压由负半周到正半周过零时，比较器由0到1跳变，经非门电路在外中断1处产生一次中断请求。 四 单片机选型 MCS51系列单片机是目前国内实用最广泛的一种单片机型，它以其优越的性能、成熟的技术及高可靠性和高性能价格比，迅速占领了工业控制和自动化工程应用的主要市场，成为国内单片机应用领域的主流。全球各单片机厂商在MCS51内核基础上，派生了大量的51内核系列单片机，极大地丰富了MCS51的种群。其中宏晶科技公司推出了STC89系列单片机，增加了大量的新功能．提高了5l的性能，是MCS51家族种的佼佼者。 本次设计采用STC89C51单片机。STC89C51系列单片机是MCS5l系列单片机的派生产品。它们在指令系统、硬件结构和片内资源上与标准8052单片机完全兼容,12时钟／机器周期和6时钟，机器周期可反复设置。它的主要特点有： 1．增强型6时钟／机器周期，12时钟／机器周期8051CPU； 2．工作电压：5.5v一3.4v(5v单片机)； 3．工作频率范围：0一40MHz，相当于普通8051的0一80MHz，实际频率可达48MHz； 4．用户应用程序空间4K字节； 5．片上集成512字节／1280字节RAM： 6．EEPROM功能； 7．看门狗； 8．共有3个