摘 要：采用PLC調節(jié)電機速度具有體積大，成本高的缺點，為使電機調速系統(tǒng)具有操作簡單、運行安全可靠和成本低廉等優(yōu)點，設計以AT89C2051單片機為核心的紅外遙控系統(tǒng)，給出系統(tǒng)的硬件組成和軟件設計方法。系統(tǒng)由發(fā)射和接收2部分構成，用軟件控制電機的電壓值，從而調節(jié)電機速度。在測試使用后，證明其方便、可靠并具有實用價值，從而為電機調速提供了一種設計思想和方法。

關鍵詞：紅外遙控;波特率;電機;調速

中圖分類號：TP368.1 文獻標識碼：B 文章編號：1004373X(2008)1604602

Design of Infrared Remotecontroller Based on Single Chip Computer for

Adjusting Electromotor′s Speed

PENG Zhigang

(Hunan Industry Polytechic College，Changsha，410082，China)

Abstract：Adopting the PLC to adjust elecromotor′s speed has shortcomings of big bulk and high cost， in order to make elecromotor′s speed governing system have follow advantages:its operation is easy and its running is safe and firm， its cost is cheap.The design of an infrared remotecontrol system is based on AT89C2051 single chip microcomputer.Its system composition and design of hardware and software are presented.System includes two parts:emission circuit and receive circuit，it uses software to control elecromotor′s voltage and thus adjust elecromotor′s speed.It proves that this system is convenient，reliable and practical after using it.Therefore it provides the design theory and method for adjusting elecromotor′s speed.

Keywords：infrared remotecontrol;Baud rate;electromotor;speed adjustment

1 引 言

單片機具有體積小、速度快、性能可靠和價格低廉等優(yōu)點，通常在其外部配置外圍電路就可構成一完整的控制系統(tǒng)。紅外遙控具有抗干擾能力強、響應速度快、功耗低等眾多優(yōu)點。目前，基于單片機控制的紅外遙控技術已廣泛應用于家用電器、智能玩具和工業(yè)控制等眾多領域，給人們的生產和生活帶來極大的方便。本文設計的以AT89C2051單片機為核心的紅外遙控電機調速系統(tǒng)具有硬件電路簡單、成本低廉、軟件編寫較容易、用電機帶動相應的驅動機構后便是一實用性極強的調速控制系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)組成

2.1 系統(tǒng)功能

該系統(tǒng)具有如下4個功能：

（1） 通過遙控器控制電機的啟動、停止；

（2） 通過遙控器控制電機的加速、減速運行；

（3） 通過遙控器設置電機的運轉時間；

（4） 1 min之內無按鍵，則遙控器進入低功耗狀態(tài)。

2.2 硬件組成和工作原理

該系統(tǒng)由發(fā)射電路和接收電路兩部分構成。

遙控器發(fā)射電路如圖1所示，采用AT89C2051單片機主要是考慮制作遙控器時占用體積小、質量輕，并能充分利用其硬件資源，并且AT89C2051單片機的工作電壓范圍寬，可用電池供電。P1口作顯示電路接口，外接2個LED數碼管，用于顯示設置電機運行的時間，P1.0~P1.6接驅動電路后輸出顯示數據的字段碼，P1.7接非門和驅動電路輸出字位碼，采用動態(tài)顯示方式顯示時間。P3.1引腳為串行輸出口，輸出按鍵的代碼信號，代碼信號用一特殊的字節(jié)表示，P3.7引腳輸出38 kHz的載波信號，兩信號經調制電路、驅動電路后由紅外發(fā)射二極管將信號發(fā)射出去。遙控器上的按鍵較少，所以鍵盤電路采用獨立式按鍵，設置有復位鍵鍵、啟動/停止鍵、加速鍵、減速鍵、定時鍵共5個按鍵，復位鍵不占用I/O口，其余4個按鍵分別接P3.0， P3.3~P3.5，除復位鍵外，有鍵按下時產生外部中斷，在中斷程序中識別按鍵并發(fā)射該鍵的代碼。

接收電路如圖2所示，紅外接收電路采用帶有解碼功能的紅外接收器，不需要軟件解碼，能簡化編程，接收到遙控信號后，將光信號變成電信號，經放大和整形后送入單片機P3.0引腳，P3.0的第二功能為串行輸入口，由軟件根據代碼識別相應的按鍵，然后進行相應的處理。過零檢測電路檢測變壓器輸出的交流電的零點，以零點為起點利用單片機產生控制可控硅的移相脈沖，通過改變移相角來改變可控硅的導通角，即當移相角較大時，可控硅導通角較小，輸出電壓較低，電機轉速較慢;當移相角較小時，可控硅的導通角較大，輸出電壓較高，電機轉速較快。光耦電路的作用是將弱電電路和強電電路分開。

2.3 軟件流程

(1) 發(fā)射電路的P3.7引腳上輸出38 kHz的載波信號用定時器T0工作于方式2來實現，時間常數N₁的計算如下：

由頻率f=38 kHz=3.8×10.4 Hz，得周期T=1/f;定時時間T_C=1/2×T;單片機工作的晶振頻率f_osc=12 MHz，由T_C=(2.8-N₁) ×12/f_osc，得N₁=F3H。

(2) 串口工作于方式1，定時器T1工作于方式2作波特率發(fā)生器，波特率設置為2 000 b/s，SMOD=1，f_osc=12 MHz，時間常數N₂的計算如下：

由波特率＝2.SMOD× f_osc/32×12(28-N₂)］ 得

N₂=E0H

(3) 發(fā)射電路主程序的流程圖如圖3所示，主程序中設置串口工作方式1和定時器T1方式2是為了發(fā)射按鍵代碼時產生2 000 b/s的波特率；定時器T0工作于方式2是用來在P3.7引腳上輸出38 kHz的載波信號。有鍵按下時產生外部中斷0，寄存器R5和R4中存放的數據是用來控制1 min的定時時間。1 min之內無按鍵，則遙控器進入低功耗狀態(tài)。定時器T0中斷程序是將P3.7引腳取反產生38 kHz的載波信號，此信號為方波信號。外部中斷0的中斷程序用于判斷按鍵并發(fā)射按鍵的代碼，同時還包括按鍵去抖動和檢查設置相關標志位。

部分程序如下：

MOV TMOD，#22 ;設置定時器T0和T1工作于方式2

MOV TH0，#0F3H ;產生38 kHz載波信號的時間常數送給T0

MOV TL0，#0F3H

MOV TH1，#0E0H ;產生2 000 b/s波特率的時間常數送給T1

MOV TL1，#OE0H

MOV SCON，#60H ;設置串口工作于方式1

ORL PCON，#80H ;SMOD置1

SETB EA ;CPU開中斷

SETB EX0 ;允許外部中斷0中斷

SETB IT0 ;允許定時器T0中斷

SETB PT0 ;將定時器T0中斷設置為高優(yōu)先級

(4) 接收電路主程序的流程圖如圖4所示，接收電路串口和T1的工作方式與發(fā)射電路完全相同，是為了與發(fā)射方的波特率一致，能可靠接收數據。串口中斷用于接收按鍵代碼并設置相關標志位。外部中斷0產生移相脈沖改變移相角，從而改變可控硅的導通角，并判斷是否有定時，進而控制電機的運轉時間。

3 結 語

本文設計的基于單片機控制的紅外遙控電機調速系統(tǒng)用弱電控制強電，制作方便，操作簡單安全，不會干擾其他家用電器，也不會影響近鄰的無線電設備，經測試運行穩(wěn)定可靠，該系統(tǒng)的設計思想和方法對于電機調速有較強的實用價值。

參 考 文 獻

［1］樓然苗，李光飛.單片機課程設計指導\\.北京:北京航空航天大學出版社，2007.

［2］戴佳，戴衛(wèi)恒.51單片機C語言應用程序設計實例精講\\.北京:電子工業(yè)出版社，2007.

［3］徐愛鈞.單片機高級語言c51Windows環(huán)境編程與應用\\.北京:電子工業(yè)出版社，2002.

［4］徐仁貴.單片微型計算機應用技術\\.北京:機械工業(yè)出版社，2000.

作者簡介 彭志剛 男，1974年出生，湖南石門人，講師。主要從事微電子技術應用的研究。