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標題: 用51單片機改裝電風扇遙控系統 [打印本頁]

作者: cy009 時間: 2024-7-15 18:39
標題: 用51單片機改裝電風扇遙控系統
   自家用多麗牌落地風扇，型號是FS11-40，最近出現故障，無規律自動開機、關機，無規律自變檔位。特別是晚上睡覺后自動開機，很是煩惱。上網查詢打算網購一塊電腦板，但均找不到匹配的。家里正好有一些單片機配件，決定自己改裝及維修。    第一步：拆機。
   觀察電路板上單片機芯片，型號為“KEJIE－38/S8EC_94H4”，DIP20封裝，測單片機供電只有4.5V，懷疑供電不足，在斷開220V交流電的情況下，用直流5V直接供電，故障依然無規律出現，所以基本判斷芯片內部損壞，決定自己改裝。
   第二步：改裝準備。
   1.遙控器的匹配，在單片機開發板上測試原機遙控器，無響應，讀不出鍵值。試了家里海信電視的遙控器，能讀出鍵值，最下面四個按鍵鍵值分別為“62、64、63、65”，這四個按鍵電視機用不上，所以決定用作風扇的控制，功能分別定為“關機、開機/風速、搖頭、定時”。

   2.功能增減：
   風扇原遙控器有“風類”調節功能，由單片機“定時器+PWM”控制電機模擬各種風類，由于這個功能平時不常用，所以刪減了這個功能。
   家人經常有出門不關風扇的情況發生，決定增加無條件定時關機功能，定時時間為4小時，一但開機，4小時后必定自動關機。
   原電路采用15個LED顯示工作狀態，包括顯示“1、2、3”檔位和“0.5h、1.0h、2.0h、4.0h”定時狀態和風類等信息。這15個LED和4個按鍵采用查理復用電路或是矩陣電路，沒有深究，因待改裝的單片機型號為STC89C52，IO口夠用，所以決定用兩位共陽數碼管代替原機的15個LED，4個按鍵保留。
   第三步：改裝。
   1.將原機單片機芯片拆下，焊下15個LED，保留原機阻容降壓電路、整流濾波電路、5.1V穩壓電路、4個按鍵、紅外接收管、4路雙向可控硅電路等。將數碼管用硅膠固定在原LED相應位置，8個段線分別加100歐限流電阻，2個位線分別加8550三極管驅動。用洞洞板焊了一個最小系統板，用硅膠固定在原電路板的背面，不妨礙安裝即可。
   2.連線，數碼管10線、按鍵4線、風扇電機3線、搖頭電機1線、蜂鳴器1線、電源2線、紅外接收管1線、共22根線。

   第四步：編程與仿真。
   除紅外遙控功能外，其他功能都可以仿真。程序附后。

   第五步：程序下載與測試。
   測試成功，最終效果不錯。附件中有視頻。

附單片機程序（部分）：
#include <reg52.h>
#include <intrins.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
uchar code SEG[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};  //數碼管代碼

sbit IR_GET = P3^2;                         //紅外接收頭數據輸入端
uchar  RXDDATA[]={0x00,0x00,0x00,0x00}; //存放接收到的四組紅外編碼
uchar  IRDATA;                               //遙控鍵鍵值

sbit COM1 = P1^6;    //數碼管十位
sbit COM2 = P1^7;    //數碼管個位

sbit KEY1 = P3^4;    //關
sbit KEY2 = P3^5;    //開/風速
sbit KEY3 = P3^6;    //搖頭
sbit KEY4 = P3^7;    //定時

sbit LED1 = P1^0;    //一檔，仿真用LED，實際接電機低速檔（藍色線）
sbit LED2 = P1^1;    //二檔，電機中速檔（白色線）
sbit LED3 = P1^2;    //三檔  電機高速檔（紅色線）
sbit LED4 = P1^3;    //搖頭，電機高速檔（紫色線）
sbit BEEP = P1^4;    //蜂鳴器

uchar keypress;    //KEY2的按鍵值，即檔位值
uint keytime;       //倒計時時間，單位為小時，數碼管顯示值
int time=14759;    //倒計時時間，單位為秒
uint cnt1;          //定時器1計數變量
uchar flag=0;       //檔位標志
bit L_R=0;          //搖頭狀態變量
bit L_R_flag;       //搖頭標志
bit key4_flag;    //定時按鍵標志

/*--------------1ms延時---------------*/
void delay_ms(uint xms)
{
uchar i;
while(xms--)
{
      i=123;
      while(i--);
}
}

/*--------紅外專用延時,約0.1ms延時函數----------*/
void delay(uchar x)
{
unsigned char i;
while(x--)
{
      for (i = 0; i<10; i++);
}
}

/*--------數碼管顯示一：顯示檔位---------------*/
void show_seg1(uchar dat)
{
if(flag!=0)
{
      if(L_R==1)       //如果是搖頭狀態，則十位顯示“-”，否則不顯示
      {
         P2=0xbf;       //“-”
         COM1=0;
         delay_ms(4);
         COM1=1;
      }
      P2=SEG[dat%10];    //個位顯示檔位“123”
      COM2=0;
      delay_ms(4);
      COM2=1;
}
}

/*--------數碼管顯示二：顯示倒計時時間---------------*/
void show_seg2(uchar time)
{
if(cnt1<500)  P2=SEG[time/10] & 0x7f; //顯示時間十位，帶秒點并閃爍
else       P2=SEG[time/10];
COM1=0;
delay_ms(4);
COM1=1;

P2=SEG[time%10]; //顯示時間個位
COM2=0;
delay_ms(4);
COM2=1;
}

/*--------蜂鳴器函數---------------*/
void beep()       //蜂鳴器，這里選用有源蜂鳴器
{
BEEP=0;       //若選用無源蜂鳴器，則可模擬輸出方波驅動發聲
delay_ms(70);
BEEP=1;       //關閉蜂鳴器
}

/*--------------按鍵掃描---------------*/
void scan_key()
{
if(KEY1==0)          //關機控制
{
      beep();          //使用蜂鳴器發聲時的延時作消抖
      if(KEY1==0)
      {
         flag=0;    //檔位標志復位，關閉風扇電機
         keypress=0; //KEY2的按鍵值復位
         L_R_flag=0; //搖頭狀態標志復位，關閉搖頭電機
      }
}

if(KEY2==0)          //開機、檔位變換控制
{
      beep();
      if(KEY2==0)
      {
         keypress++;                   //檔位加
         if(keypress > 3) keypress = 1; //值的約束，在開機狀態下，輪流顯示“123”，表示123檔
         flag = keypress;                //檔位值賦給狀態標志
         while(!KEY2)show_seg1(keypress); //按鍵松手檢測
      }
}

if(flag!=0)          //搖頭控制
{
      if(KEY3==0)
      {
         beep();
         if(KEY3==0)
         {
               L_R = ! L_R;       //搖頭狀態翻轉，開或關兩個狀態
               LED4 = ! L_R;    //搖頭電機開啟或狀態， P1^3輸出0為開啟搖頭電機
               while(!KEY3)show_seg1(keypress);
         }
      }
}

if(flag!=0)       //定時設置
{
      if(KEY4==0)
      {
         beep();
         if(KEY4==0)
         {
               key4_flag = 1;                //定時狀態標志
               keytime = keytime+5;          //按鍵每按一次加5，即“0-5-10-15-20-25-30”，這里加大了10位，后面需縮小10倍處理
                                             //實際顯示“0.0-0.5-1.0-1.5-2.0-2.5-3.0”，單位為小時
               if(keytime > 30) keytime = 0; //定時時間最大定為3小時，用戶可以更改
               if(keytime!=0) time = keytime*360+359; //時間換算成秒，這里本應為“*3600”，因需縮小10倍處理，故為“*360”
               while(!KEY4) show_seg2(keytime) ;
         }
      }
}
}

/*--------------定時器1初始化---------------*/
void Timer_Init(void)             //1000微秒@12.000MHz
{
TMOD |= 0x10;             //設置定時器模式
TL1 = 0x18;                      //設置定時初始值
TH1 = 0xFC;                      //設置定時初始值
ET1 = 1;                      //使能定時器0中斷
}

/*------------外部中斷EX0初始化-------------*/
void init()
{
      EX0= 1;                //使能 INT0 外部中斷
      IT0 =1;    //外中斷0下降沿觸發
      IR_GET=1; //I/O口初始化
}

/*--------------主程序---------------*/
void main()
{
Timer_Init();
init();
EA = 1;
beep(); beep(); beep();

while(1)
{
      scan_key();
      if((key4_flag==0)|(keytime==0)) show_seg1(keypress);  //非定時狀態或定時設定時間為0時，顯示檔位值
      else             show_seg2(time/360);             //否則顯示倒計時時間
      switch(flag)
      {
         case 0: LED1 = 1;  LED2 = 1;  LED3 = 1;  LED4 = 1; L_R=0; keypress=0;  keytime=0;  TR1=0;  time=14759;  break;
         case 1: LED1 = 1;  LED2 = 1;  LED3 = 1;  LED1 = 0; TR1=1;  break;  //考慮到檔位電壓的沖撞，先關閉所有檔位再打開，下同
         case 2: LED1 = 1;  LED2 = 1;  LED3 = 1;  LED2 = 0; TR1=1;  break;
         case 3: LED1 = 1;  LED2 = 1;  LED3 = 1;  LED3 = 0; TR1=1;  break;
      }
}
}

/*--------------定時器中斷處理---------------*/
void Timer1_Isr(void) interrupt 3
{
TL1 = 0x18;                //重裝初始值
TH1 = 0xFC;             //重裝初始值
cnt1++;
if(cnt1>1000)    //1秒溢出
{
      cnt1=0;
      time--;                         //定時時間秒自減1
      if(time<358) {flag=0;time=14759;}  //時間到，關機
}
}

/*--------------外部中斷處理：處理紅外碼--------------*/
void intt_0() interrupt 0 //下降沿觸發:接收不到紅外時OUT高電平，接收到紅外時OUT低電平。
{
      uchar four,one,num=0;
      EX0 = 0;       //關中斷0使能，防止處理過程中再接收紅外信號
      delay_ms(2);       //稍延時2ms,防干擾
      if (IR_GET)    //再檢測紅外接收腳(9ms的前導低電平)，為高電平說明是干擾
      {
            EX0 =1;             //使能中斷0
            return;             //退出中斷程序
      }
      while(!IR_GET); //等IR變為高電平，跳過9ms的前導低電平信號。
      while (IR_GET); //等 IR 變為低電平，跳過4.5ms的前導高電平信號。
      for (four=0;four<4;four++) //四組數據
      {
            for (one=0;one<8;one++) //每組數據8位
            {
                     while (!IR_GET);  //等 IR 變為高電平
                     while (IR_GET) //計算IR高電平時長(低電平時長是一樣的，不用計)
                     {
                              delay(1);  //計時
                              num++;    //計時N次
                              if (num>=20)       //20*0.1ms=2ms
                              {                //數據“1”的時長最長也就1.685ms,計數超過則數據錯誤，退出中斷
                                    EX0=1;       //使能中斷0
                                    return;       //退出中斷
                              }
                     } //高電平計數完畢
                     RXDDATA[four]>>=1;       //從低位讀出,隨著one的循環8次剛好讀出一字節
                     if(num>6&&num<20)       // 20*0.1ms=2ms>1.685ms
                              RXDDATA[four]|=0x80;  //數據“1”
                     num=0; //計時值清0,為下一位數據的計時做準備
            }//一組數據接收結束
      }//全部四組數據接收結束
      if (RXDDATA[2]!=~RXDDATA[3])  //檢測接收到的數據是否正確
      {                         //不正確則
            EX0=1;          //使能中斷0
            return; //退出中斷
      }
IRDATA=RXDDATA[2];

switch(IRDATA)
{
      ……
}
EX0 = 1;       //處理完紅外接收，使能中斷0，退出中斷0
}