空调遥控器设计

成绩

南京工程学院

课程设计说明书(论文)

题目空调遥控器设计

课程名称单片机原理及应用A

院（系、部、中心）通信工程学院

专业电子信息工程

班级

学生姓名

学号

设计地点

指导教师

设计起止时间：2010年9月8日至2010年9月12日

目录

1．功能描述 (3)

2．总体设计 (3)

3．测试结果与分析 (5)

4．课程设计总结 (5)

参考文献: (6)

附录：程序 (6)

1．功能描述

1、实现用DS130

2、DS18B20采集时间及温度；

2、实现在液晶屏上显示时间、日期以及控制温度；

3、用遥控器实现红外的控制功能，通过对遥控器的解码，分别控制液晶屏上的年、月、日、时、分及控制温度的可调性；

4、实现EEPROM 24c02的存储信息的功能；

5、模式转换的模拟功能实现；

6、排风扇的模拟功能的实现；

2．总体设计

整个设计是通过单片机AT89C51对整个电路的控制，实现各芯片需要实现的功能；将时钟芯片DS1302所采集到的时间、日期传送到单片机的P1.2~P1.4口，将温度传感器DS18B20采集温度传送到单片机P3.4口，将红外接口芯片HS0038与单片机的P3.3口相连，用单片机的P0口和P2.5~P2.7口与液晶1602的连接，将EEPROM 24C02芯片与单片机P3.6、P3.7相连，将通过芯片采集到的信息通过P0口传送，显示在液晶屏上，同时通过红外遥控器控制液晶屏上数据的可调节性。在遥控器使用之前先需要对遥控器的各个按键进行解码，从而通过各个按键来调节温度、年、月、日、时、分，还包括空调模式的调节，由于单片机板的LED显示灯的不可再用，我选择了用刷屏来显示模式。单片机的主频为12MHZ。最后用EEPROM 24C02芯片存储液晶屏上关电源前的数据信息，以便下次打开电源后显示更新后的信息。

附加功能：通过对空调温度的调节，我还设计了用步进电机代替室外的排风扇，当温度与室外温度相差越大时，步进电机转动会加快；当模式变换时，步进电机的风扇转向会发生改变。

芯片（需实现性）功能介绍：

1、AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

2、DS1302 是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V～5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM 寄存器。

3、字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模块。1602LCD分为带背光和不带背光两种，基控制器大部分为HD44780，带背光的比不带背光的厚，是否带背光在应用中并无差别。

4、DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。该装置信号线高的时候，内部电容器储存能量通由1线通信线路给片子供电，而且在低电平期间为片子供电直至下一个高电平的到来重新充电。 DS18B20的电源也可以从外部3V-5 .5V的电压得到。

5、HS0038 黑色环氧树脂封装，不受日光、荧光灯等光源干扰，内附磁屏蔽，功耗低，灵敏度高。在用小功率发射管发射信号情况下，其接收距离可达35m。它能与TTL、COMS 电路兼容。HS0038 为直立侧面收光型。它接收红外信号频率为38 kHz,周期约26 μs，同时能对信号进行放大、检波、整形，得到TTL 电平的编码信号。三个管脚分别是地、＋5 V 电源、解调信号输出端。

6、EEPROM 24c02是一个串行CMOS E2PROM, 内部含有128/256/512/1024/2048 个8 位字节,CATALYST 公司的先进CMOS 技术实质上减少了器件的功

耗.CAT24WC01 有一个8 字节页写缓冲器,24c01/24c02有一个16 字节页写缓冲器.该器件通过I2C 总线接口进行操作有一个专门的写保护功能.

3．测试结果与分析

将程序下载入开发板上，DS18B20能实时感测温度，DS1302能采集到实际时间。液晶屏显示当前环境温度和当前时间。实现过程：用红外遥控控制，当遥控器上某个按键按下时，对应的液晶屏显示数据也会同样的改变，同时遥控器上某一个按键还会控制液晶屏上模拟的空调模式的变换。最后也可实现EEPROM的存储功能。附加一个有温度控制的步进电机模拟了室外排风扇的运作。可调温度与室外温度相差越大，排风扇转动越快，同时当模式发生改变时，排风扇的转向也会发生改变。

4．课程设计总结

通过这次课程设计，我对单片机有了更深的了解。这次课程设计，这次课程设计提高了我独立解决问题的能力，学会了充分利用已有的程序完成自己想要的功能。在基本要求完成的情况下，我还对设计作了进一步的完善，用步进电机模拟了空调室外的排风扇的运作，仿真是成功的。但由于板子上步进电机插口的缺少，所以实际运作并未实现。但我做过的项目实际已经运作成功。我实现了用时钟芯片采集实际当前时间的功能，用温度传感器检测当前温度。

同时用红外遥控对现实在液晶屏上的信息，根据实际需要而进行各自的控制，并也也模拟了空调模式的转换，最后用EEPROM 24c02芯片将上次的测量数据断电后保存到EEPROM里，在下次开启时，显示的是上次的数据。所以通过此次课程设计的顺利完成，我对温度测量系统的工作原理有了更深的了解，对数字温度传感器DS18B20、液晶屏1602、时间芯片1302、EEPROM 24c02有了较好的认识。其次我对单片的应用有了进一步的认识。

参考文献:

1、李建忠.单片机原理及应用（第二版）.西安：西安电子科技大学出版社，2008

2、马忠梅. 单片机的C语言应用程序设计（第四版）.北京：北京航空航天大学出版

社，2008

附录：

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

#define wr 0xa0 //24c02写地址

#define rd 0xa1 //24c02读地址

uchar code table[]={"T:"};

uchar code sz[]={"0123456789:-"};

uchar code wradd[]={0x80,0x82,0x84,0x86,0x88,0 x8a,0x8c}; //ds1302写地址

uchar code rdadd[]={0x81,0x83,0x85,0x87,0x89,0 x8b,0x8d}; //ds1302读地址

uchar tmp,num=0;

uchar temp[7],h_time[7],l_time[7]; uchar H=31,L=31,CL=1;

uchar flag=0;

uchar time[7]; uchar irtime;

bit irpro_ok,irok; uchar ircord[4]; uchar irdata[33];

sbit E=P2^7;

sbit RW=P2^6;

sbit RS=P2^5;

sbit DQ=P3^4;

sbit RST=P1^4;

sbit IO=P1^3;

sbit SCLK=P1^2; sbit K0=P3^2;

sbit K1=P3^3;

sbit K2=P3^4;

sbit lb=P3^5;

sbit SCL=P3^6;

sbit SDA=P3^7;

void delay()

{

int i,j;

for(i=0; i<=10; i++)

for(j=0; j<=2; j++)

;

}

void delayms(uchar x)

{

uchar i,j;

for(i=x;i>0;i--)

for(j=125;j>0;j--)

;

}

void delayus(uchar x)

{

while(x--);

}

//................................. ..1602............................. ......//

uchar Convert(uchar In_Date)

{

uchar i, Out_Date = 0, temp = 0; for(i=0; i<8; i++)

{

temp = (In_Date >> i) & 0x01; Out_Date |= (temp << (7 - i)); }

return Out_Date;

}

void writecom(uchar del) //1602写命令

{

P0 = Convert(del);

RS = 0;

RW = 0;

E = 0;

delay();

E = 1;

delay();

} void writedat(uchar del) //1602写数据

{

P0 = Convert(del);

RS = 1;

RW = 0;

E = 0;

delay();

E = 1;

delay();

}

void init() //液晶初始化

{

writecom(0x01);

writecom(0x38);

writecom(0x0c);

writecom(0x06);

}

// (18)

B20..........................// void init18b20() //18b20初始化{

uchar x;

DQ=1;

delayus(5);

DQ=0;

delayus(80);

DQ=1;

delayus(10);

x=DQ;

delayus(10);

}

void write18b20(uchar dat) //写数据

{

uchar i;

for(i=0;i<8;i++)

{

DQ=0;

DQ=dat&0x01;

delayus(5);

DQ=1;

dat>>=1;

}

delayus(5);

}

uchar read18b20() //读数据

{

uchar dat=0;

uchar i;

for(i=0;i<8;i++)

{

DQ=0;

dat>>=1;

DQ=1;

if(DQ) dat|=0x80;

delayus(5);

}

return(dat);

}

void readtmp() //读温度

{

uchar a,b;

init18b20();

write18b20(0xcc);

write18b20(0x44);

init18b20();

write18b20(0xcc);

write18b20(0xbe);

a=read18b20();

b=read18b20();

b<<=4;

b+=(a&0xf0)>>4;

tmp=b;

}

void display18b20() //显示温度

{

writecom(0x80);

delayms(2);

writedat(table[0]); delayus(2);

writedat(table[1]);

delayus(2);

writedat(sz[tmp/10]);

delayus(2);

writedat(sz[tmp%10]);

delayus(2);

}

//................................. .....DS1302........................ ..//

void writebyte(uchar dat) //写数据

{

uchar i;

for(i=0;i<8;i++)

{

SCLK=0;

delayus(2);

IO=dat&0x01;

dat>>=1;

SCLK=1;

delayus(2);

}

}

void write1302(uchar add,uchar dat) // 写地址，写数据

{

RST=0;

delayus(2);

SCLK=0;

delayus(2);

RST=1;

delayus(2);

writebyte(add);

writebyte(dat);

RST=0;

delayus(2);

}

uchar read(uchar add) //读数据{

uchar i,dat=0;

RST=0;

delayus(2);

SCLK=0;

delayus(2);

RST=1;

delayus(2);

writebyte(add);

for(i=0;i<8;i++)

{

dat>>=1;

SCLK=1;

delayus(2);

SCLK=0;

delayus(2);

if(IO) dat|=0x80;

}

RST=0;

delayus(2);

return(dat);

}

void set1302() //设定初始值{

uchar i;

write1302(0x8e,0x00);

for(i=0;i<7;i++)

{

write1302(wradd[i],time[i]);

}

}

void read1302() //读出所有的数据

{

uchar i;

for(i=0;i<7;i++)

{

temp[i]=read(rdadd[i]);

}

}

void chang() //将高地位分离

{

uchar i; for(i=0;i<7;i++)

{

h_time[i]=temp[i]/16;

l_time[i]=temp[i]%16;

}

}

void display1302() //显示时间{

uchar i;

/*writecom(0x85);

delayms(2);

writedat(sz[h_time[6]]);

delayus(2);

writedat(sz[l_time[6]]);

delayus(2);

writedat(sz[11]);

delayus(2);

writedat(sz[h_time[4]]);

delayus(2);

writedat(sz[l_time[4]]);

delayus(2);

writedat(sz[11]);

delayus(2);

writedat(sz[h_time[3]]);

delayus(2);

writedat(sz[l_time[3]]);

delayus(2);*/

writecom(0xc0);

delayms(2);

writedat(sz[h_time[2]]);

delayus(2);

writedat(sz[l_time[2]]);

delayus(2);

writedat(sz[10]);

delayus(2);

writedat(sz[h_time[1]]);

delayus(2);

writedat(sz[l_time[1]]);

delayus(2);

writedat(sz[10]);

delayus(2);

writedat(sz[h_time[0]]);

delayus(2);

writedat(sz[l_time[0]]);

delayus(2);

i=(l_time[5]-1)*3;

// writecom(0x8d);

// delayms(2);

// writedat(week[i]);

// delayus(2);

//i++;

// writedat(week[i]);

// delayus(2);

// i++;

// writedat(week[i]);

delayus(2);

}

void displaysett() //显示上限和下限报警温度

{

writecom(0x85);

delayms(2);

writedat('S');

delayus(2);

writedat('T');

delayus(2);

writedat(':');

writedat(sz[H/10]);

delayus(2);

writedat(sz[H%10]);

delayus(2);

writecom(0xca);

delayms(2);

writedat('M');

delayus(2);

writedat('O');

delayus(2);

writedat('D');

delayus(2);

writedat(':');

delayus(2);

/*writecom(0xcc);

delayms(2);

writedat('C');

delayus(2); writedat('L');

writedat(':');

writedat(sz[CL]);

delayus(2); */

}

//................................. ........24c02...................... ........//

void start()

{

SDA=1;

delayus(2);

SCL=1;

delayus(2);

SDA=0;

delayus(2);

SCL=0;

delayus(2);

}

void stop()

{

SDA=0;

delayus(2);

SCL=1;

delayus(2);

SDA=1;

delayus(2);

SCL=0;

delayus(2);

}

void ack()

{

SDA=0;

delayus(2);

SCL=1;

delayus(2);

SCL=0;

delayus(2);

}

void noack()

{

SDA=1;

delayus(2);

SCL=1;

delayus(2);

SCL=0;

delayus(2);

}

void write24c02(uchar dat) //写数据{

uchar i;

for(i=0;i<8;i++)

{

SCL=0;

delayus(2);

if(dat&0x80) SDA=1;

else SDA=0;

dat<<=1;

SCL=1;

delayus(2);

}

SCL=0;

delayus(2);

}

uchar read24c02() //读数据

{

uchar temp=0;

uchar i;

SDA=1;

for(i=0;i<8;i++)

{

temp<<=1;

SCL=0;

delayus(2);

SCL=1;

delayus(2);

if(SDA) temp|=0x01;

else temp&=0xfe;

}

return(temp);

} void wrtorom(uchar dat,uchar add) //写地址，写数据

{

start();

write24c02(wr);

ack();

write24c02(add);

ack();

write24c02(dat);

ack();

stop();

delayms(20);

}

uchar rdfromrom(uchar add) //从指定的地址读出数据

{

uchar temp;

start();

write24c02(wr);

ack();

write24c02(add);

ack();

start();

write24c02(rd);

ack();

temp=read24c02();

SCL=0;

noack();

stop();

return(temp);

}

void savedate() //存储想要存储的数据

{

uchar i;

wrtorom(H,0);

wrtorom(L,1);

for(i=0;i<7;i++)

{

wrtorom(temp[i],i+2);

}

}

void readdate() //读出想要读出的数据

{

uchar i;

H=rdfromrom(0);

// L=rdfromrom(1);

for(i=0;i<7;i++)

{

time[i]=rdfromrom(i+2);

}

}

void timeinit()

{

TMOD=0x20;

TH1=0x00;

TL1=0x00;

ET1=1;

TR1=1;

}

void ex0init()

{

IT1=1;

EX1=1;

EA=1;

}

void timer() interrupt 3

{

irtime++;

}

void ex0() interrupt 2 //红外

{

static char i;

static bit startflag;

if(startflag)

{

if(irtime<40&&irtime>=30) i=0; irdata[i]=irtime;

irtime=0;

i++;

if(i==33)

{

i=0;

irok=1;

}

}

else

{

startflag=1;

irtime=0;

}

}

void ircordpro() //读键码

{

uchar i,j,k;

uchar cord,value;

k=1;

for(i=0;i<4;i++)

{

for(j=1;j<=8;j++)

{

cord=irdata[k];

if(cord>6) value=value|0x80; else value=value;

if(j<8) value>>=1;

k++;

}

ircord[i]=value;

value=0;

}

irpro_ok=1;

}

void irwork()

{

uchar a;

switch(ircord[2])

{

/*case 0x00:

{

a=temp[6];

a++;

if(a%16==10) a+=6; write1302(0x8c,a); }break;

case 0x04:

{

a=temp[6];

a--;

if(a%16==15) a-=6; write1302(0x8c,a); }break;

case 0x01:

{

a=temp[4];

a++;

if(a%16==10) a+=6; if(a>=0x13) a=0x01; write1302(0x88,a); }break;

case 0x05:

{

a=temp[4];

a--;

if(a%16==15) a-=6; if(a==0x00) a=0x12; write1302(0x88,a); }break;

case 0x02:

{

a=temp[3];

a++;

if(a%16==10) a+=6; if(a>=0x32) a=0x01; write1302(0x86,a); }break;

case 0x06:

{

a=temp[3];

a--;

if(a%16==15) a-=6; if(a==0x00) a=0x31; write1302(0x86,a); }break; */ case 0x02:

{

a=temp[2];

a++;

if(a%16==10) a+=6; if(a>=0x24) a=0x00; write1302(0x84,a); }break;

case 0x03:

{

a=temp[2];

a--;

if(a%16==15) a-=6; if(a>=0x24) a=0x23; write1302(0x84,a); }break;

/* case 0x08:

{

a=temp[1];

a++;

if(a%16==10) a+=6; if(a>=0x60) a=0x00; write1302(0x82,a); }break;

case 0x11:

{

a=temp[1];

a--;

if(a%16==15) a-=6; if(a>=0x61) a=0x59; write1302(0x82,a); }break;

case 0x09:

{

a=temp[5];

a++;

if(a==0x08) a=1;

write1302(0x8a,a); }break; */

case 0x12:H++;break;

case 0x13:H--;break; case 0x07:L++;break;

case 0x11:L--;break;

/* case 0x00:writecom(0xca);

delayms(2);

writedat('R');break;

case 0x01:writecom(0xca);

delayms(2);

writedat('L');break; */ case 0x06:CL++;break;

case 0x08:CL--;break;

}

if(H>40) H=40;

if(H<0) H=0;

}

void changtime()

{

if(irok)

{

ircordpro();

irok=0;

}

if(irpro_ok)

{

irpro_ok=0;

irwork();

}

}

void main()

{

init();

timeinit();

ex0init();

readdate();

set1302();

while(1)

{

changtime();

if(H

{

writecom(0xce); delayms(2);

writedat('L');

delayms(1);

}

if(H>=tmp)

{

writecom(0xce); delayms(2);

writedat('R');

delayms(1);

}

/* if(L>tmp)

{

writecom(0xc9); delayms(2);

writedat('R');

}

if(L<=tmp)

{

writecom(0xc9); delayms(2);

writedat(' ');

} */

readtmp();

read1302();

chang();

display18b20();

display1302();

displaysett();

savedate();

}

}