广州国庆兼职,河北省最低工资标准,家悦e3682
本系统为基于红外和超声波的手动/自动调速风扇系统，风扇转速的调节模式可分为自动模式与手动模式：在自动模式下，由超声波检测人与风扇的距离，根据距离调节风扇转速；在手动模式下，可通过红外遥控的按键调节风扇转速。相应参数信息通过lcd液晶显示屏显示。本系统的主控芯片采用stc89c52单片机，测距采用hc-sr04超声波模块，风扇电机由l298n电机驱动模块驱动，遥控部分用传统的红外遥控器，显示部分用lcd1602液晶显示屏。电机驱动模块采用12v供电，单片机及其他各部分采用5v供电。
该项目是笔者在大一暑假时完成的，在大三上学期又把代码整理、优化了一次，拿去充当了一次课程设计。正好赶上这两天有空，决定把这个小玩意整理成博客。一来这个东西确实是当时用心做了的，且以后笔者可能也不会再碰单片机相关的东西了，整理出来留作念想；二来希望能在学弟学妹们做课设的时候提供一些思路，抛砖引玉；仅此而已。这里先附丑图一张：
stc89c52单片机及超声波传感器、红外遥控接收头、液晶显示屏均为+5v标准供电，可以直接使用电脑usb接口引出电压。但考虑到电机用到pwm调速，需要大电压和大电流，因此决定使用电池盒额外供电。
主函数内部用一个while大循环，超声波数据采集及电机驱动等程序均放在循环内部。在while内部有两段程序，一段为手动模式，一段为自动模式，分别放在if…else…的两个分支内。定义全局变量flag，在红外遥控中断内部可改变flag的值，通过flag的值控制if…else…选择结构的走向，进而实现两种模式的切换。
电机转速调节需用到pwm信号，需由单片机内部产生。有两种可行方案：其一为通过软件延时，不断地改变某一引脚电平的高低，由该引脚向外输出pwm信号；其二为通过中断计时，计满后进入中断服务程序，在中断服务程序中改变某一引脚电平的高低，由该引脚向外输出pwm信号。考虑到系统较为复杂，用方案一在时间上会占用单片机的大量资源，影响到系统的稳定性和实时性，因此采用方案二。
在本系统中，用到两个定时器和两个中断：超声波测距时等待返回波用到一个定时器，控制pwm信号的发生用到一个定时器；红外遥控的响应用到一个外部中断，pwm信号的发生用到定时器中断。考虑到系统的实时性，给红外遥控分配优先级最高的外部中断0，pwm信号发生使用定时器t0并开中断，超声波测距使用定时器t1，不开中断。
由于硬件部分中的很多模块在仿真软件中都没有，且各模块之间的连接关系比较简单，因此在这里不提供电路图，仅用语言描述各引脚之间的连接关系。
对51 系列单片机来说， 最小系统一般应该包括： 单片机、时钟电路、复位电路、输入/ 输出设备等。最小系统的焊接有一套标准的流程，为基本功，这里不做赘述。
本系统电机驱动模块使用常见的l298n电机驱动模块。l298n芯片可以驱动两个二相电机，也可以驱动一个四相电机，输出电压最高可达50v，可以直接通过电源来调节输出电压；可以直接用单片机的io口提供信号；而且电路简单，使用比较方便。
在本系统中，只使能了ena来驱动一个电机，其中ena接单片机引脚p20,in1接p21，in2接p22。l298n电机驱动模块实物图如下所示：
在自动调速模式下，需用到超声波模块采集距离信息。本系统采用hc-sr04超声波模块， hc-sr04超声波测距模块可提供2cm-400cm的非接触式距离感测功能，测距精度可达高到3mm；模块包括超声波发射器、接收器与控制电路。基本工作原理：
（1）采用i0口trig触发测距，给至少10us的高电平信号；
（2）模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回；
（3）有信号返回，通过i0口echo输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声往返所用的时间。
（4）根据声音在空气中的速度为344米/秒，即可计算出所测的距离。
在本系统中，超声波模块的trig脚接单片机引脚p36,echo脚接单片机引脚p22。hc-sr04工作时序图如下所示：
根据使用的编码芯片不同，红外遥控编码的格式也不同，较普遍的有nec标准和philips标准。最常用的是nec标准，本系统采用的也是nec标准。
nec标准：遥控载波的频率为38khz(占空比1:3)当某个键按下时，发射端首先发射一个完整的全码，如果按键超过108ms仍未松开，接下来发射的代码（连发代码）将由起始码(9ms)和结束码(2.5ms)组成，并每隔108ms重复。
一个完整的全码由引导码、用户码、用户码、数据码、数据码以及数据反码共同组成。其中，引导码高电平9ms，低电平4.5ms；系统码8位，数据码8位，共32位；其中前16位为用户识别码，能区别不同的红外遥控设备，以防止不同的机种遥控码互相干扰。后16位为8位的操作码和8位的操作反码，用于核对数据是否接收准确。收端根据数据码做出应该执行上面动作的判断。连发代码是在持续按键时发送的码。它告知接收端。某键是在被连续的按着。
nec标准下的发射码表示：发射数据0时用“0.56ms高电平 + 0.565ms低电平 = 1.125ms”表示；发射数据1用“0.56ms高电平 + 1.69ms低电平 = 2.25ms”表示。
在本系统中，红外接收器的inir脚接单片机引脚p32。nec标准完整码组成及nec标准发射码如下所示：
本系统的液晶显示部分采用lcd1602液晶显示屏。1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块 它有若干个5x7或者5x11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符。每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用。
lcd1602是指显示的内容为16x2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。目前市面上字符液晶绝大多数是基于hd44780液晶芯片的，控制原理是完全相同的，因此基于hd44780写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶。
在本系统中，液晶显示屏接法如下所示:
为了驱动电机，需采用+12v供电，结合手上现有资源，决定采用4节3.7v的锂电池串联供电。串联后的输出电压在+15v左右，使用lm2596s直流降压模块，将电压降至+12v后提供给电机驱动模块l298n，单片机所需的+5v电可直接从电机驱动模块中引出。
代码用c语言编写，在keil4环境下开发的。给每个模块都写了驱动，每个模块的驱动拿出后略加改动，都能单独使用。代码工程结构如下所示：
把常用的宏定义和硬件的引脚连接定义到了reg52.h里面，更名为my52.h。所以整个工程代码中每个文件都#include "my52.h"而不是 #include "reg52.h"。
1 #ifndef __my52_h__ 2 #define __my52_h__ 3 4 /* byte registers */ 5 sfr p0 = 0x80; 6 sfr p1 = 0x90; 7 sfr p2 = 0xa0; 8 sfr p3 = 0xb0; 9 sfr psw = 0xd0; 10 sfr acc = 0xe0; 11 sfr b = 0xf0; 12 sfr sp = 0x81; 13 sfr dpl = 0x82; 14 sfr dph = 0x83; 15 sfr pcon = 0x87; 16 sfr tcon = 0x88; 17 sfr tmod = 0x89; 18 sfr tl0 = 0x8a; 19 sfr tl1 = 0x8b; 20 sfr th0 = 0x8c; 21 sfr th1 = 0x8d; 22 sfr ie = 0xa8; 23 sfr ip = 0xb8; 24 sfr scon = 0x98; 25 sfr sbuf = 0x99; 26 27 /* 8052 extensions */ 28 sfr t2con = 0xc8; 29 sfr rcap2l = 0xca; 30 sfr rcap2h = 0xcb; 31 sfr tl2 = 0xcc; 32 sfr th2 = 0xcd; 33 34 35 /* bit registers */ 36 /* psw */ 37 sbit cy = psw^7; 38 sbit ac = psw^6; 39 sbit f0 = psw^5; 40 sbit rs1 = psw^4; 41 sbit rs0 = psw^3; 42 sbit ov = psw^2; 43 sbit p = psw^0; //8052 only 44 45 /* tcon */ 46 sbit tf1 = tcon^7; 47 sbit tr1 = tcon^6; 48 sbit tf0 = tcon^5; 49 sbit tr0 = tcon^4; 50 sbit ie1 = tcon^3; 51 sbit it1 = tcon^2; 52 sbit ie0 = tcon^1; 53 sbit it0 = tcon^0; 54 55 /* ie */ 56 sbit ea = ie^7; 57 sbit et2 = ie^5; //8052 only 58 sbit es = ie^4; 59 sbit et1 = ie^3; 60 sbit ex1 = ie^2; 61 sbit et0 = ie^1; 62 sbit ex0 = ie^0; 63 64 /* ip */ 65 sbit pt2 = ip^5; 66 sbit ps = ip^4; 67 sbit pt1 = ip^3; 68 sbit px1 = ip^2; 69 sbit pt0 = ip^1; 70 sbit px0 = ip^0; 71 72 /* p3 */ 73 sbit rd = p3^7; 74 sbit wr = p3^6; 75 sbit t1 = p3^5; 76 sbit t0 = p3^4; 77 sbit int1 = p3^3; 78 sbit int0 = p3^2; 79 sbit txd = p3^1; 80 sbit rxd = p3^0; 81 82 /* scon */ 83 sbit sm0 = scon^7; 84 sbit sm1 = scon^6; 85 sbit sm2 = scon^5; 86 sbit ren = scon^4; 87 sbit tb8 = scon^3; 88 sbit rb8 = scon^2; 89 sbit ti = scon^1; 90 sbit ri = scon^0; 91 92 /* p1 */ 93 sbit t2ex = p1^1; // 8052 only 94 sbit t2 = p1^0; // 8052 only 95 96 /* t2con */ 97 sbit tf2 = t2con^7; 98 sbit exf2 = t2con^6; 99 sbit rclk = t2con^5; 100 sbit tclk = t2con^4; 101 sbit exen2 = t2con^3; 102 sbit tr2 = t2con^2; 103 sbit c_t2 = t2con^1; 104 sbit cp_rl2 = t2con^0; 105 106 /*------------------一下为添加部分---------------------*/ 107 108 #define uint unsigned int 109 #define uchar unsigned char 110 111 #define highgear 4 112 #define middlegear 3 113 #define lowgear 2 114 115 //电机驱动 116 sbit ena = p2^0; //pwm输入端口 117 sbit in1 = p2^1; //0 118 sbit in2 = p2^2; //1 119 120 //超声波 121 sbit trig=p3^6; 122 sbit echo=p3^7; 123 124 //lcd1602 125 sbit rs=p1^2; // 数据/命令选择端（h/l） 126 sbit rw=p1^1; //读写选择端（h/l） 127 sbit e=p1^0; //使能信号 128 129 //红外遥控 130 sbit irin=p3^2;// 红外接收器端口定义，外部中断0优先级最高 131 132 133 #endif
电机驱动文件motor_driver.c：
我要评论 1 #include "my52.h"
2
3 uchar motor_gear,pwm_num;
4
5 void motor_run(uchar gear)
6 {
7 motor_gear = gear; //挡位设置，分2，3，4档
8 tmod = 0x11; //设置定时器1为工作方式1
9 th1 = (65536-100)/256; //装初值，每0.1ms中断一次
10 tl1 = (65536-100)%256;
11 et1 = 1; //开定时器1中断
12 tr1 = 1; //启动定时器1
13 }
14
15 void t1_pwm() interrupt 3
16 {
17 th1 = (65536-100)/256; //装初值
18 tl1 = (65536-100)%256;
19 pwm_num++;
20 if(pwm_num == 5)
21 pwm_num = 0;
22 if(pwm_num <= motor_gear)
23 ena = 1;
24 else
25 ena = 0;
26 }
电机驱动头文件motor_driver.h：
1 #ifndef __motor_driver_c__ 2 #define __motor_driver_c__ 3 extern motor_run(uchar gear); //可填2，3，4，占空比分别为0.6，0.8，1 4 #endif
超声波驱动文件sr04_driver.c：
1 #include "my52.h"
2 #include "motor_driver.h"
3 #include <intrins.h> // _nop_()延时
4
5 extern uchar infraredgear;
6
7 uint distance() //hc-sr04超声波测距模块工作函数
8 {
9 uint dis = 0;
10 uint time = 0;
11 uchar i = 10;
12
13 trig = 0;//初始化
14 echo = 0;
15
16
17 tmod = 0x11;
18 th0=0;//给t0装初值0
19 tl0=0;
20
21 trig = 1;
22 while(i--)
23 _nop_();
24 while(echo==0);
25 tr0=1;//启动t0
26 while(echo==1);//等待返回信号的接收完毕
27 time=th0*256+tl0;//微秒
28 dis=(time*1.7+5)/10;//340米每秒即0.34毫米每微秒，1.7=0.34/2×10，来回除2，四舍五入先乘10
29 tr0=0;//关闭t0
30
31 return dis;
32 }
33
34 void sr04_motor(uint dist)
35 {
36 if(dist <= 300)
37 infraredgear = lowgear;
38 else if(dist > 600)
39 infraredgear = highgear;
40 else
41 infraredgear = middlegear;
42 }
超声波驱动头文件sr04_driver.h：
1 #ifndef __sr04_driver_c__ 2 #define __sr04_driver_c__ 3 extern uint distance(); //单位是毫米 4 extern void sr04_motor(uint dist); 5 #endif
红外遥控驱动文件infrared_driver.c：
1 #include "my52.h"
2 #include "delay.h"
3
4 extern uchar infraredgear;
5 extern uchar flag ;
6
7 uchar irvalue[4];//两位用户码，一位数据码，一位数据反码
8 uchar num;
9
10 void read() interrupt 0{//红外中断读取档位数据
11 uchar j,k,t;
12 uint i;
13 num=0;
14 t=irvalue[2];
15 delay_ms(7);//起始码前9ms为低电平,在这里等待7ms
16 if(irin==0){//确认真的收到信号后执行以下程序
17 i=1000; //如果出错利用i跳出以下等待，以免程序在这里死循环
18 while((irin==0)&&(i>0)){ //等待前9ms结束
19 delay_10us(1);
20 i--;
21 }
22 if(irin==1){//起始码前9ms结束，后4.5ms为高电平
23 i=500; //用i防止死循环
24 while((irin==1)&&(i>0)){//等待起始码的后4.5ms高电平
25 delay_10us(1);
26 i--;
27 }
28 for(k=0;k<4;k++){//2个用户码，1个数据码，1个数据反码，共4个字节
29 for(j=0;j<8;j++){ //每个字节8位，以下程序用于确定每位电平的高低
30 i=60;
31 while((irin==0)&&(i>0)){//等待0.56ms的低电平，每位前面都有0.56ms的低电平
32 delay_10us(1); //后面高电平0.565ms(565us)为0， 1.69ms(1690us)为1
33 i--;
34 }
35 i=500;
36 while((irin==1)&&(i>0)){//低电平结束，高电平到来后进入，用于计算高电平持续时间
37 delay_10us(10);//延时100us
38 num++;
39 i--;
40 if(num>30){//超出3000us(3ms)，本程序出错(最大不能超过2.25ms)，返回主调函数
41 return;
42 }
43 }
44 irvalue[k]>>=1;//腾出最高位用于接收本位数据
45 if(num>=8){//高电平持续时间大于800us,该位为1
46 irvalue[k]|=0x80; //给最高位写1
47 }
48 num=0; //计数变量清零
49 }
50 }
51 }
52 if(irvalue[2]!=~irvalue[3]){//数据位校验
53 irvalue[2]=t;
54 return;
55 }
56 }
57 if(irvalue[2]==69)
58 infraredgear=lowgear;
59 else if(irvalue[2]==70)
60 infraredgear=middlegear;
61 else if(irvalue[2]==71)
62 infraredgear=highgear;
63 else if(irvalue[2]==68) //切换自动模式
64 flag = 0;
65 else if(irvalue[2]==67) //切换手动模式
66 flag = 1;
67 else if(irvalue[2]==64) //急停
68 in1 = 1;
69 else if(irvalue[2]==21)
70 in1 = 0;
71 }
红外遥控驱动头文件infrared_driver.h：
1 #ifndef __infrared_driver_c__ 2 #define __infrared_driver_c__ 3 4 #endif
液晶显示驱动文件lcd1602_driver.c：
1 #include "my52.h"
2
3 extern uchar infraredgear;
4
5 void delays(uint i)
6 {
7 uchar j;
8 while(i--)
9 for(j=50;j>0;j--);
10 }
11 void write_com(uchar com)
12 {
13 rs=0;
14 p0=com;
15 delays(1);
16 e=1;
17 delays(1);
18 e=0;
19 }
20 void write_date(uchar date)
21 {
22 rs=1;
23 p0=date;
24 delays(1);
25 e=1;
26 delays(1);
27 e=0;
28 }
29 void lcdinit()
30 {
31 rw=0;
32 e=0;
33 write_com(0x38); //设置16x2显示，5x7点阵，8位数据接口
34 write_com(0x0c); //设置开显示，不显示光标
35 write_com(0x06); //写一个字符后地址指针加1
36 write_com(0x01); //显示清零，数据指针清零
37 }
38
39 void display0(uint dis) //手动调速下1602显示
40 {
41 uchar g1,g2,g3,g4;
42 g1=dis%10;
43 g2=(dis/10)%10;
44 g3=(dis/100)%10;
45 g4=dis/1000;
46 lcdinit();
47 write_com(0x80);
48 write_date('m');
49 write_date('o');
50 write_date('d');
51 write_date('e');
52 write_date('l');
53 write_date(':');
54 write_date('a');
55 write_date('u');
56 write_date('t');
57 write_date('o');
58
59 write_date(' ');//挡位显示
60 write_date(0x30+infraredgear-1);
61
62 write_com(0x80+0x40);//换行显示
63
64 write_date('d');//距离显示
65 write_date('i');
66 write_date('s');
67 write_date(':');
68 write_date(0x30+g4);
69 write_date(0x30+g3);
70 write_date(0x30+g2);
71 write_date(0x30+g1);
72 write_date('m');
73 write_date('m');
74 }
75
76 void display1()
77 {
78 lcdinit();
79 write_com(0x80);
80
81 write_date('m');
82 write_date('o');
83 write_date('d');
84 write_date('e');
85 write_date('l');
86 write_date(':');
87 write_date('m');
88 write_date('a');
89 write_date('n');
90 write_date('u');
91
92 write_date(' ');//挡位显示
93 write_date(0x30+infraredgear-1);
94 }
液晶显示驱动头文件lcd1602_driver.h：
1 #ifndef __lcd1602_driver_c__ 2 #define __lcd1602_driver_c__ 3 extern void delays(uint i); 4 extern void write_com(uchar com); 5 extern void write_date(uchar date); 6 extern void lcdinit(); 7 extern void display0(uint dis); 8 extern void display1(); 9 #endif
延时函数所在文件delay.c:
1 #include "my52.h"
2
3 void delay_ms(uint t)
4 {
5 uint i,j;
6 for(i=0;i<t;i++)
7 for(j=0;j<114;j++);
8 }
9
10 void delay_10us(uint t) //延时函数，t=1延时10us
11 {
12 while(t--);
13 }
对应头文件delay.h:
1 #ifndef __delay_c__ 2 #define __delay_c__ 3 extern void delay_ms(uint t); 4 extern void delay_10us(uint t); 5 #endif
1 #include "my52.h"
2 #include "motor_driver.h"
3 #include "sr04_driver.h"
4 #include "delay.h"
5 #include "lcd1602_driver.h"
6 #include "infrared_driver.h"
7
8 uchar infraredgear = lowgear;//手动调节挡位，红外驱动文件中改变该值
9 uchar flag = 0;//自动0/手动1模式
10
11 void main()
12 {
13 uint dis;
14 ena = 1;
15 in1 = 0;
16 in2 = 1;
17 ea = 1;//开总中断
18 ex0 = 1; //开外部中断0，接收红外信号
19 while(1)
20 {
21 if(flag == 0) //自动
22 {
23 dis = distance(); //超声波测距
24 sr04_motor(dis); //根据距离调节挡位
25 motor_run(infraredgear);
26 display0(dis); //液晶显示
27 delay_ms(100); //延时，每100ms更新一次数据
28 }
29 else
30 {
31 motor_run(infraredgear); //手动调节转速
32 display1(); //液晶显示
33 delay_ms(100); //延时，每100ms更新一次液晶内容
34 }
35 }
36 }
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