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基于stm32的红外遥控风扇设计毕业论文

第一章绪论

第一章绪论

随着科技的飞速发展，智能家居系统逐渐走进了人们的生活。在众多智能家居设备中，风扇作为一种常见的家用电器，其智能化程度的高低直接影响到用户的舒适度与生活品质。传统的风扇控制方式多为机械式开关，操作不便且难以实现远程控制。为了提高风扇的智能化水平，本文提出了一种基于STM32的红外遥控风扇设计。

目前，市场上现有的风扇遥控器大多采用无线射频技术，但无线射频技术在传输距离、抗干扰能力以及安全性方面存在一定局限性。相比之下，红外遥控技术具有传输距离短、抗干扰能力强、成本较低等优点，非常适合用于家庭环境中的风扇控制。本文所设计的红外遥控风扇系统，正是基于这些优点，采用了STM32微控制器作为核心控制单元，通过红外接收模块接收遥控信号，实现对风扇的智能控制。

近年来，随着物联网技术的快速发展，越来越多的家电产品开始融入智能家居系统。风扇作为智能家居系统中的一个重要组成部分，其智能化控制功能的需求日益增长。根据市场调研数据显示，2019年全球智能家居市场规模达到1500亿美元，预计到2025年将达到3000亿美元。在这样的市场背景下，开发一款基于STM32的红外遥控风扇系统具有重要的现实意义。

在国内外相关研究方面，已有不少学者对基于微控制器的智能家居系统进行了研究。例如，某学者设计了一种基于ARMCortex-M3内核的智能风扇控制系统，该系统通过蓝牙模块实现远程控制，并具有定时、风速调节等功能。然而，该系统在红外遥控方面的研究相对较少。本文在已有研究的基础上，深入研究了红外遥控技术在风扇控制系统中的应用，并成功实现了一个具有红外遥控功能的智能风扇系统。通过对系统性能的测试与分析，验证了该系统在可靠性、稳定性以及用户体验方面的优越性。

第二章基于STM32的红外遥控风扇系统设计

第二章基于STM32的红外遥控风扇系统设计

(1)系统硬件设计方面，本系统以STM32F103系列微控制器为核心，该系列微控制器具有高性能、低功耗的特点，非常适合用于智能家居设备。红外接收模块选用TSOP1738，该模块具有体积小、集成度高、抗干扰能力强等优点。此外，系统还包括电源模块、按键模块、电机驱动模块、风速显示模块等。电源模块采用DC-DC转换器，将市电转换为5V稳定电压，为系统提供电源保障。按键模块用于设置风扇的工作模式、风速等参数，电机驱动模块则负责将控制信号转换为电机转速，实现风速调节。

(2)系统软件设计方面，采用C语言进行编程，利用STM32CubeMX工具进行系统配置，简化了开发过程。软件设计主要包括主程序、中断服务程序、红外解码程序、电机控制程序等。主程序负责系统初始化、按键扫描、红外接收、电机控制等功能。中断服务程序用于处理定时器中断、串口中断等。红外解码程序采用查表法实现，对接收到的红外信号进行解码，提取出控制命令。电机控制程序根据解码结果，通过PWM信号控制电机转速，实现风速调节。

(3)系统测试与优化方面，对设计的红外遥控风扇系统进行了功能测试、性能测试和稳定性测试。功能测试验证了系统是否能够实现风速调节、定时开关机等功能。性能测试包括功耗测试、响应速度测试等，确保系统在低功耗、高响应速度下稳定运行。稳定性测试通过长时间运行，观察系统是否存在故障。在测试过程中，针对发现的问题进行优化，如调整PWM占空比、优化红外解码算法等，提高系统的可靠性和用户体验。通过多次测试与优化，最终实现了满足设计要求的红外遥控风扇系统。

第三章系统实现与测试

第三章系统实现与测试

(1)系统实现阶段，首先搭建了硬件平台，按照设计方案完成了STM32微控制器、红外接收模块、电机驱动模块等电路的焊接和组装。随后，通过STM32CubeMX工具对系统进行配置，包括时钟设置、GPIO初始化、定时器配置等。接着，编写了红外解码程序，实现了对红外遥控信号的识别和解码。在软件编程过程中，对电机控制算法进行了优化，确保了风速调节的平滑性和准确性。最后，将编写好的程序烧录到STM32微控制器中，完成了系统的硬件和软件实现。

(2)系统测试阶段，首先进行了功能测试，包括验证红外遥控功能是否正常、按键控制是否灵敏、风速调节是否准确等。测试结果表明，系统各项功能均符合设计要求。接着，进行了性能测试，包括功耗测试、响应速度测试和稳定性测试。通过使用示波器测量系统在不同工作状态下的功耗，发现系统整体功耗低于设计目标。通过记录系统从接收到遥控信号到执行控制命令的时间，验证了系统的响应速度符合预期。稳定性测试通过长时间运行系统，模拟实际使用环境，确保系统在长时间运行中不会出现故障。

(3)在测试过程中，针对发现的问题进行了调试和优化。针对红外遥控信号接收不稳定的问题，调整了红外接收模块的接