液晶遥控暖风机的设计

曹海红

（西安航空职业技术学院，陕西 西安 710089）

液晶遥控暖风机的设计

曹海红

（西安航空职业技术学院，陕西 西安 710089）

文章介绍暖风机的功能，其次提出了暖风机硬件设计方案，该方案以低功耗，高性能AT89S51单片机为核心以及128点内存映象和多功能的LCD驱动器，让暖风机可以利用液晶显示屏显示实时工作显示温度、利用红外遥控器对暖风机进行遥控控制。

暖风机；HT1621；红外检测

1 引言

随着电力供应的改善和人们生活水平的不断提高，暖风机逐渐走进普通家庭，在隆冬季节为广大消费者带来浓浓的暖意。但大部分暖风机都没有很好的人机互动界面以及遥控功能。本设计主要研究这部分，让暖风机可以利用液晶显示屏显示实时工作显示温度、利用红外遥控器对暖风机进行遥控控制。使产品有更大的市场竞争力，也给人们带来更多的方便。

2 系统设计

如图1所示系统由MCU主控制器、键盘与液晶显示、红外输入、温度检测和输出控制器五个部分组成。

主要模块如下：

（1）键盘与液晶显示模块。该模块负责系统的开机、关机，同时控制暖风机的工作温度上限，设定暖风机的工作时间，控制摇头以及风扇。液晶屏显示系统的环境温度，已设定的温度和时间等。

（2）红外输入模块。该模块利用红外一体的接收头，通过单片机解码，分析指令。

（3）温度检测模块。该模块利用热敏电阻测量电阻计算温度，防止系统过热损坏设备。

（4）控制输出模块。该模块是I/O口输出相应的电平控制对应的继电器。

3 设计方案

LCD的点阵比较大，如果直接利用单片机的I/O经电阻网络偏压驱动，将使得单片机的I/O操作非常烦琐，我们在这里选用了一种常用的芯片HT1621。HT1621是128点内存映象和多功能的LCD驱动器，HT1621的软件配置特性使它适用于多种LCD应用场合，包括LCD模块和显示子系统。

3.1 显示控制器

液晶显示控制器是多功能全自动智能开关的显示部件，能实时、准确、在线监控供电线路的运行情况。一旦线路出现漏电、过载、短路、过压、欠压和缺相时，智能安全用电开关能立刻启动保护程序，并显示在HT1621液晶显示控制器上。主控制器与HT1621芯片按常规的管脚对应连接，其中振荡器可以利用HT1621内部的振荡器，不必外接。LCD用来显示内容，它只需要写信号而不存在读信号。

3.2 温度检测技术

暖风机经常工作在较高的温度条件下，器件因为过热而造成损坏的可能性非常大，因此系统必须时刻检骤。环境温度和器件温度通过I/O口以数值的形式输入至单片机，单片机处理这些有特殊意义的数值，然后发送指令。如果使用的单片机不带A/D转换器，那么单片机无法得到用于测量暖风机工作温度的热敏电阻阻值。若系统对A/D转换的精度要求不高，考虑到成本，则可以利用RC电路，通过其充电时间的长短测电阻，其中，RC电路由单片机I/O口供电。这种方法一般用在I/O口具有推挽结构的单片机上。合上开关，电源通过R对电容C充电。利用单片机的I/O口对标准电阻和待测电阻进行充电，当电压为I/O口高电平阀值时，记录它们的充电时间，通过相应计算公式即可得到电阻值，而充电时间可以利用单片机的定时器得到。

图1 系统设计框架

3.3 单片机

单片机作为系统的主控制单元，它控制所有的输入输出，并根据用户按键信息对暖风机送风方式和暖风温度进行调整。本次设计中选用的是 AT89S51，它是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机。 此外，AT89S51设计和配置了振荡频率可为 0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。

3.4 红外遥控系统

通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成。应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作，发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED 红外发送器；接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。

接收电路可以使用一种集红外线接收和放大于一体的一体化红外线接收器，不需要任何外接元件，就能完成从红外线接收到输出与TTL 电平信号兼容的所有工作，而体积和普通的塑封三极管大小一样，它适合于各种红外线遥控和红外线数据传输。

4 硬件设计

图2 暖风机电路图

系统整体电路按照实际电路功能划分为：按键检测电路、红外检测与 HT1621数据电路以及继电器控制电路。见图 2暖风机电路图。测环境和器件的工作温度，以保证器件在正常的工作条件下工作。这一过程中通过单片机进行检测，然后在触发相应条件时采取相应的步。

4.1 按键检测电路

键检测电路包括：6个接触式按键，连接的案件用于调节暖风机温度，一个加温，一个降温；连接的按键为TIME(显示时间)和HEAT（电热丝加热）；P64连接的按键为送风速度，其中一个加速，一个减速；3个限流电阻阻值为100欧；3V高电平电源，由系统供电提供。单片机使用了3个I/O端口采集按键信息，每个端口连接 2个按键。由于由单片机AT89S51，先将I/O口设成内部上拉输入，则可检测到拉到地的按键；再将I/O口设为内部下拉输入，则可检测到拉到电源的按键。为了防止两个按键同时按下，造成短路，在两个按键和电源之间串联一个小电阻。

4.2 红外检测

红外检测与HT1621复用单片机端口，其电路组成包括：RN，可调端口电阻，其最大阻值为 10k；RF，红外检测端口电阻，阻值为10k；交流滤波电容为1uF；P60和P61口是红外检测输入和HT1621的DATA线的复用I/O口。为了防止红外接收的数据干扰单片机与HT1621之间的通信，红外输入部分串联了电阻RF和RN。RN为可调电阻，因为P60也为外部中断输入端口，需调节为恰当阻值，在这次设计中，RN可保持与RF相同的阻值。

4.3 输出控制电路

输出控制电路主要包括风扇开关控制、摇头开关控制以及加热开关控制。该模块是I/O输出相应的电平控制对应的继电器。

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2011-01-18

曹海红（1980－），女，西安航空职业技术学院教师。