发布时间 : 星期日 文章毕业设计（论文）-基于51单片机的红外遥控电风扇控制系统设计 - 图文更新完毕开始阅读023aea29ad51f01dc381f148
红外遥控电风扇
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8位CPU
片内振荡器及时钟电路 32根I/O线
外部存储器ROM和RAM,寻址范围个64KB 两个16位的定时/计数器 全双工串行口 布尔处理器
2.定时器/计数器
89C51内部有两个16位的可编程定时/计数器，记为T0和T1。16为是指他们都是16位的触发器构成，可编程是指它们的工作方式由指令来设定，或者但计数器来使用，或者当定时器来用，并且计时的范围也可以有指令来设置。这种控制功能通过定时器的方式控制寄存器TMOD来完成的，如果需要，定时器在计到规定的定时值时可以向CPU发出中断申请，从而完成某种定时功能。在计数状态下同样也可以申请中断。定时器控制寄存器TCON用来负责启动定时的启动，停止以及中断管理。
在定工作中，时钟由单片机内部提供，及系统时钟经过12分频后作为定时器的时钟。计数工作时，时钟脉冲有T0和T1输入。 3.中断系统
89C51的中断系统允许五个独立的中断源，即两个外部中断申请，两个定时/计数器中断以及一个串行口中断。
外部中断申请通过INT0和INT1(即P3.2和P3.3)口输入，输入方式可以是电平触发（低电平有效），也可以是边沿触发（下降沿有效）。两个定时器中断请求是当定时器溢出时向COU提出的，即
当定时器有状态1转为全是0时提出的。 第二个中断请求是由串口发出的，串口 每发送完一个数据或者接受完一个数据， 就可以提出一次中断请求。
2.2.2 AT89C51芯片引脚
如图2-2所示 VCC: 提供电压 GND: 接地 P0口：
P0口为一个8位漏极开路双向I/O
图2-2 引脚图
口。每角可以吸收8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写以时，被定为高阻输入。P0能
够用于外部程序存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0口作为为源码输入口，当FLASH进行校验时，PO口输出原码，此时P0必须被拉高。
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P1口：
P1口是一个内部提供上拉电阻的8为双向I/O口，P1口能缓冲能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入一后，被内部上拉为高，可作为输入，被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的原因。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位有效地址接收。 P2口：
P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL 门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址为高八位。当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口：
P3口管脚是8个内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“ 1”后，它们被内部上拉为高电平，并作为输入。 P3口也可以作为AT89C51的一些特殊功能口，如表2-1所示:
表2-1特殊功能口
P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 ALE/PROG:
RXD （串行输入口） TXD （并行输出口） /INTO (外部中断0) /INT1 (外部中断1) T0 (计时器0外部输入) T1 (计时器1外部数入) /WR (外部数据存储器写选通) /RD （外部数据存储器读选通） RST: 复位输入。当振荡器复位期间时，要保证RST脚两个机器周期的高电平时间。 当访问外部存储器时，地址所存允许的输出电平用于所存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。 /PSEN:
当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH）,不管是否有内部程序存储器。注意加密方式为1时，/EA将内部锁定为RESET，当/EA保持高电平时，此间为内部程序存储器。在LIASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源。 XTAL1: 反相振荡放大器的输入以及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2: 来自反相振荡器的输出.
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2.2.3 AT89C51中断系统
所谓中断，是指当计算机执行正常程序时，系统中出现某些紧急需要处理的异常情况和特殊请求时，CPU暂时执行现行程序，转去对随即发生的更紧迫的事件进行处理，处理完毕后，CPU自动返回原来的程序继续执行。
中断允许软件设计不需要关心系统其他部分定时要求，算术程序不需要考虑隔几个指令检查I/O设备是否需要服务。相反，算术程序编写时好像有无限时间作算术运算而无其它工作在进行。若其它事件需要服务时，则通过中断告诉系统。
89C51单片机有五个中断源，有两个中断优优先级，每个中断源的优先级可以编程控制。中断允许受到CPU开中断和中断源开中断的两级控制。
2.2.4 直接PWM技术的简介
在电机调速方式上，随着家用电器产品变频技术的发展，单相电机的变频调速已成为一种可行的方法，在这种调速系统中，脉宽调制(PWM)技术仍然是提高调速性能的主要手段。虽然PWM技术实现方法很多，然而，为了降低产品的制造成本，采用微机控制软件实现PWM控制具有成本低，调速方式灵活等特点，比较适合家用电器产品要求。本设计针对电风扇的电机调速要求，提出了采用直接（PWM）软件计算方法，并在51系列单片机AT89C51上实验，该方法很容易实现电机的调速，其算法简单，易于实现，是一种较为实用的方法。
脉冲宽度调制 脉冲宽度调制（PWM）是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制。它是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用于测量，通信，功率控制与变换等许多领域。一种模拟控制方式，根据相应载荷的变化来调制晶体管栅极或基极的偏置，来实现开关稳压电源输出晶 体管或晶体管导通时间的改变，这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定。
常用PWM技术的基本原理是利用高频载波与控制波进行比较，从而产生经过调制的PWM波。为满足逆变电源的需要，减小输出电压的谐波含量，载波信号采用对称的三角波实现PWM输出波形的对称双边调制，使得输出电压不含偶次谐波。
用软件产生PWM波形的算法有很多种，如：采样SPWM法、均值PWM法、直接PWM法等，其中SPWM法有三种不同形式：对称规则采样SP2WM、非对称规则采样SPWM、平均对称规则采样SPWM，以平均对称规则采样SPWM德算法简单，应用较为广泛。SPWM的主要缺点就是电源电压利用率不够高，即输出电压不高。均值PWM法的基本思想是根据等面积PWM控制方法的原理，选择最佳脉冲中心线位置，使得其PWM波形的谐波成分量小，均值PWM法具有微机实现简单法变得优点，且对各次谐波的抑制均有很好的效果。直接PWM法与均值PWM法类似，也是使相同时间间隔内的PWM波的面积与调制波的面积相等，其主要的优点是在调制比固定时，控制规定正比于调制深度而反比于输出频率，特别适用于电机的控制，因此本文选择直接PWM法。
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直接PWM法的调制原理如图2-3所示：假定一个周期内PWM波的脉冲数（即载波比）为2N
图2-3直接PWM的调制原理
将参考波Um sinxt的整个周期T分为2N份，则每个区间长度即载波周期为TS=T/2N，
在第i个区间的波形面积为：
iTS
Sri=∫(i-1)Ts Umsinwdt=Um/w[cos（i-1）/N-cos(i/N) ] （2.1）
设输出PWM波的幅值为E,若采用单极性调制，则第i个区间内的PWM波所围成的面积为： Spi=ETpi （2.2）
若采用双极性调制，则第i个区间的PWM波围成的面积为： Spi=Etpi+(-E)2gi （2.3）
式中，Tpi为脉冲宽度，考虑到有Ts=Tpi+2T gi，则令S ri=Spi 由（1）和（2）整理得：
Tpi=Um/wE[cos（i-1）/N-cosi/N] (2.4) 由式（1）和式（3）整理得：
Tpi=Ts/2+Um/2we[cos（i-1）/N-cosi/N] (2.5) 若令§i= cos（i-1）/N-cosi/N (2.6) K= Um/we=M/w (2.7)
式中M=Um/E,为调制深度，由式（4）或（5）可以分别计算出PWM的脉冲换相点的公式为： Tpi=k§i i=1,2,?,N （2.8） Tgi=1/2(Ts-Tpi) i=1,2,?,N
Tpi=1/2(Ts+ k§i) i=1,2,?,N （2.9） Tgi=1/2(Ts-Tpi) i=1,2,?,N
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