CN101702615A - 一种基于双单片机的电动机红外遥控转速控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于双单片机的电动机红外遥控转速控制系统，它是由遥控发射系统和遥控接收系统组成；其优越性在于：1、抗干扰性强，不易产生相互间的干扰；2、信息传输可靠；3、利用高性能的单片机的电动机红外遥控转速控制系统可以实现对转速的有效的远程控制；4、遥控编码和解码方案适合一些需要应用到遥控的电机的转速控制，是自行设计带遥控功能的控制系统的首选理想方案。
Description
(一)技术领域：
本发明属于电动机转速控制技术领域，是一种基于双单片机的电动机红外遥控转速控制系统。
(二)背景技术：
电动机是机电行业中应用最为广泛的设备之一，是其它机电设备的动力源泉。因此，电动机的转速控制是非常重要的。当电机工作在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，人员现场控制不安全，用红外线遥控对电动机进行控制就极为重要，不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。红外线遥控不干扰其它电器设备；电路调试简单，编解码容易，可进行多路遥控。但是目前电动机遥控设备多采用专用集成电路，个性化差，功能键的数目及功能有限，只适用于某一种产品的应用，所以此类设备品种比较少，选择上受到限制，在应用上不灵活。
(三)发明内容：
本发明的目的在于提供一种基于双单片机的电动机红外遥控转速控制系统，可较好的克服目前电动机调速控制系统的不足，是一种实用、友好的控制方式。
本发明的技术方案：一种基于双单片机的电动机红外遥控转速控制系统，包括+3V电源、+5V电源和220V交流电源电路，其特征在于它是由遥控发射系统和遥控接收系统组成；所说的遥控接收系统接收遥控发射系统发射的红外线信号；其中，
所说的遥控发射系统由单片机芯片I、行列式键盘电路、红外线发射电路和发射指示灯电路组成；所说的单片机芯片I的输入端连接+3V电源及低功耗空闲方式控制电路的输出端，其输出端与红外线发射电路的输入端和发射指示灯电路的输入端连接，同时与行列式键盘电路呈双向连接；所说的行列式键盘电路的输出端与低功耗空闲方式控制电路的输入端连接；
所说的遥控接收系统由单片机芯片II、红外线接收电路、状态指示电路、50HZ交流电过零检测电路和电机转速和启/停控制电路等组成；所说的单片机芯片II的输入端分别与红外线接收电路输出端、50HZ交流电过零检测电路输出端以及+5V电源连接，其输出端与状态指示电路的输入端和电机转速和启/停控制电路的输入端连接；所说的+5V电源和50HZ交流电过零检测电路连接220V交流电源电路。
上述所说的单片机芯片I和单片机芯片II是PHILIPS公司的P89V51RD2芯片，它包含64kB Flash、1024字节的数据RAM、3个16位定时器/计数器、可编程看门狗定时器、8个中断源、4个中断优先级、支持并行和串行系统编程的Flash程序存储器以及P3.5接口、P3.0接口和RST接口；所说的8个中断源包括内部中断源和带有中断输入端的外部中断源。
上述所说的行列式键盘电路，由输入行线和输出列线组成行、列结构；所说的输入行线上连接有限流电阻R1、限流电阻R2、限流电阻R3、限流电阻R4、限流电阻R5、限流电阻R6、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5和二极管D6；其中所说的二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5和二极管D6的负极端连接于输入行线和输出列线的交点上，其正极端连接于单片机芯片I的上；所说的限流电阻R1、限流电阻R2、限流电阻R3、限流电阻R4、限流电阻R5、限流电阻R6则串联在输入行线上；所说的输入行线和输出列线分别连接到按键开关K1、按键开关K2、按键开关K3、按键开关K4、按键开关K5和按键开关K6的两端。
上述所说的红外线发射电路由限流电阻R7、限流电阻R8、红外发射D7和三极管9013组成，其中，单片机芯片I的P3.5口产生的红外载波信号，经过三极管9013放大，由红外发射LED1管发送给红外线接收电路；所说的限流电阻R7连接于+3V电源和红外发射LED1管正极端之间；所说的限流电阻R8连接于三极管9013的基极与单片机芯片I的P3.5口之间；所说的三极管9013集电极与LED1连接。
上述所说的发射指示灯电路由限流电阻R9、限流电阻R10、复位电阻R11、三极管9012、工作指示灯LED2和复位电容C11组成；所说的三极管9012经限流电阻R9接收由单片机芯片I的P3.0口发出的输入信号，将其放大输送给工作指示灯LED2；所说的限流电阻R10连接于工作指示灯LED2的负极端和接地端；所说的复位电容C1连接于单片机芯片I的RST接口和三极管9012的集电极之间；所说的复位电阻R11一端连接在复位电容C1靠近单片机芯片I的一端，另一端快接地，为单片机芯片I提供复位信号；所说的工作指示灯LED2的正极端与三极管9012的发射极连接。
上述所说的红外线接收电路由接收器组成，接收器采用HS0038，包括红外线接收端和三个输出端，其中所说的红外线接收端接收红外线信号，其输出端连接单片机芯片II的中断输入端，HS0038的引脚2输出检波整形过的方波信号。
上述所说的状态指示灯电路由6个发光二极管、6个电阻构成，所说的6个发光二极管的每1个的正极端连接+5V，其负极端经1个电阻与单片机II的P1口的每个引脚连接。
上述所说的220V交流电源电路由常规桥式整流电路、78L05稳压器、滤波电容C2、滤波电容C3、电阻R18、电源指示灯LED9、二极管D7组成，其连接为常规连接。
上述所说的50HZ交流电过零检测电路由桥式整流电路和2个9013三极管组成，其连接为常规连接。
上述所说的电机转速和启/停控制电路由1个三极管9012、光电耦合电路、稳压二极管D8及桥式整流电路组成，其连接为常规连接。
本发明的工作原理：当单片机遥控发射系统的行列式键盘有按键按下，触发单片机的外部中断发生中断，单片机退出平时的空闲工作方式开始工作，工作指示灯亮。该按键的信息码通过单片机的内部的定时器调制成频率为38.5Khz的红外线载波信号，由单片机输出，经过三极管的放大之后，由红外发射管发射出去；单片机遥控接收系统的红外线接收头接收到单片机遥控发射系统的信号后，对接收的红外信号解调后，传送给单片机处理，单片机接收到红外信号之后，立刻触发中断，单片机转去处理红外信号。单片机根据不同的红外信息码找到相应的功能键，按照编码解码的协议转换为相应的控制电平去执行相应的功能操作，单片机通过内部程序设定改变移相角的大小，可以改变可控硅导通角的大小，从而改变电机转速和启/停控制电路的输出电压的高低，控制着电动机转速的变化。
本发明的优越性在于：
1、红外线遥控的频谱居于可见光之外，抗干扰性强，具有光波的直线传播特性，不易产生相互间的干扰，是很好的信息传输媒体；2、利用红外线产生一定频率的载波，发送端先对载波进调制，接收端再去掉载波，取到信息，信息的可靠传输；3、利用高性能的单片机的电动机红外遥控转速控制系统可以实现对转速的有效的远程控制；4、本单片机遥控编码和解码方案适合一些需要应用到遥控的电机的转速控制，是自行设计带遥控功能的控制系统的首选理想方案。
(四)附图说明：
图1为本发明所涉一种基于双单片机的电动机红外遥控转速控制系统中的遥控发射系统设计原理图。
图2为本发明所涉一种基于双单片机的电动机红外遥控转速控制系统中的遥控接收系统设计原理图。
图3为本发明所涉一种基于双单片机的电动机红外遥控转速控制系统中的单片机芯片I和单片机芯片II的管脚示意图。
图4为本发明所涉一种基于双单片机的电动机红外遥控转速控制系统中的行列式键盘电路图。
图5为本发明所涉一种基于双单片机的电动机红外遥控转速控制系统中的红外线发射电路和发射指示灯电路的电路示意图。
图6为本发明所涉一种基于双单片机的电动机红外遥控转速控制系统中的红外线接收电路和状态指示灯电路的电路结构图。
图7为本发明所涉一种基于双单片机的电动机红外遥控转速控制系统中的220V交流电源电路图。
图8为本发明所涉一种基于双单片机的电动机红外遥控转速控制系统中的50HZ交流电过零检测电路图。
图9为本发明所涉一种基于双单片机的电动机红外遥控转速控制系统中的电机转速和启/停控制电路图。
(五)具体实施方式：
实施例：一种基于双单片机的电动机红外遥控转速控制系统，包括+3V电源、+5V电源和220V交流电源电路，其特征在于它是由遥控发射系统和遥控接收系统组成；所说的遥控接收系统接收遥控发射系统发射的红外线信号；其中，
所说的遥控发射系统(见图1)由单片机芯片I、行列式键盘电路、红外线发射电路和发射指示灯电路组成；所说的单片机芯片I的输入端连接+3V电源及低功耗空闲方式控制电路的输出端，其输出端与红外线发射电路的输入端和发射指示灯电路的输入端连接，同时与行列式键盘电路呈双向连接；所说的行列式键盘电路的输出端与低功耗空闲方式控制电路的输入端连接；
所说的遥控接收系统(见图2)由单片机芯片II、红外线接收电路、状态指示电路、50HZ交流电过零检测电路和电机转速和启/停控制电路等组成；所说的单片机芯片II的输入端分别与红外线接收电路输出端、50HZ交流电过零检测电路输出端以及+5V电源连接，其输出端与状态指示电路的输入端和电机转速和启/停控制电路的输入端连接；所说的+5V电源和50HZ交流电过零检测电路连接220V交流电源电路。
上述所说的单片机芯片I和单片机芯片II(见图3)是PHILIPS公司的P89V51RD2芯片，它包含64kB Flash、1024字节的数据RAM、3个16位定时器/计数器、可编程看门狗定时器、8个中断源、4个中断优先级、支持并行和串行系统编程的Flash程序存储器以及P3.5接口、P3.0接口和RST接口；所说的8个中断源包括内部中断源和带有中断输入端的外部中断源。
上述所说的行列式键盘电路(见图4)由输入行线和输出列线组成行、列结构；所说的输入行线上连接有限流电阻R1、限流电阻R2、限流电阻R3、限流电阻R4、限流电阻R5、限流电阻R6、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5和二极管D6；其中所说的二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5和二极管D6的负极端连接于输入行线和输出列线的交点上，其正极端连接于单片机芯片I的上；所说的限流电阻R1、限流电阻R2、限流电阻R3、限流电阻R4、限流电阻R5、限流电阻R6则串联在输入行线上；所说的输入行线和输出列线分别连接到按键开关K1、按键开关K2、按键开关K3、按键开关K4、按键开关K5和按键开关K6的两端。
上述所说的红外线发射电路(见图5)由限流电阻R7、限流电阻R8、红外发射D7和三极管9013组成，其中，单片机芯片I的P3.5口产生的红外载波信号，经过三极管9013放大，由红外发射LED1管发送给红外线接收电路；所说的限流电阻R7连接于+3V电源和红外发射LED1管正极端之间；所说的限流电阻R8连接于三极管9013的基极与单片机芯片I的P3.5口之间；所说的三极管9013集电极与LED1连接。
上述所说的发射指示灯电路(见图5)由限流电阻R9、限流电阻R10、复位电阻R11、三极管9012、工作指示灯LED2和复位电容C11组成；所说的三极管9012经限流电阻R9接收由单片机芯片I的P3.0口发出的输入信号，将其放大输送给工作指示灯LED2；所说的限流电阻R10连接于工作指示灯LED2的负极端和接地端；所说的复位电容C1连接于单片机芯片I的RST接口和三极管9012的集电极之间；所说的复位电阻R11一端连接在复位电容C1靠近单片机芯片I的一端，另一端快接地，为单片机芯片I提供复位信号；所说的工作指示灯LED2的正极端与三极管9012的发射极连接。
上述所说的红外线接收电路(见图6)由接收器组成，接收器采用HS0038，包括红外线接收端和三个输出端，其中所说的红外线接收端接收红外线信号，其输出端连接单片机芯片II的中断输入端，HS0038的引脚2输出检波整形过的方波信号。
上述所说的状态指示灯电路(见图6)由6个发光二极管、6个电阻构成，所说的6个发光二极管的每1个的正极端连接+5V，其负极端经1个电阻与单片机II的P1口的每个引脚连接。
上述所说的220V交流电源电路(见图7)由常规桥式整流电路、78L05稳压器、滤波电容C2、滤波电容C3、电阻R18、电源指示灯LED9、二极管D7组成，其连接为常规连接。
上述所说的50HZ交流电过零检测电路(见图8)由桥式整流电路和2个9013三极管组成，其连接为常规连接；桥式整流将输入的交流电变成直流电，再经过电容滤波C5，集成稳压器78L05稳压成为稳定的+5V电源，同时发光二极管D12指示电源状态；所说的50HZ交流电过零检测电路过零检测电路由桥式整流电路和2个9013三极管组成；当Ua＝Ub＞＝0.7V时，T1三极管导通，T2三极管截止，B点为低电平，C点为高电平；当Ua＝Ube＜0.7时，T1三极管截止，T2三极管导通，B点为高电平，C点为低电平。
上述所说的电机转速和启/停控制电路(见图9)由1个三极管9012、光电耦合电路、稳压二极管D8及桥式整流电路组成，其连接为常规连接；P89V51RD2产生可控硅控制的移相脉冲，移相角的改变实现导通角的改变，当P89V51RD2的P2.7为低电平时，9012三极管导通，三极管集电极电流驱动光电耦合电路导通，使可控硅的G极产生脉冲信号触发可控硅导通；当P89V51RD2的P2.7为高电平时，9012三极管、光电耦合器、可控硅都处于截止状态。
Claims (7)
1.一种基于双单片机的电动机红外遥控转速控制系统，包括+3V电源、+5V电源和220V交流电源电路，其特征在于它是由遥控发射系统和遥控接收系统组成；所说的遥控接收系统接收遥控发射系统发射的红外线信号；其中，
所说的遥控发射系统由单片机芯片I、行列式键盘电路、红外线发射电路和发射指示灯电路组成；所说的单片机芯片I的输入端连接+3V电源及低功耗空闲方式控制电路的输出端，其输出端与红外线发射电路的输入端和发射指示灯电路的输入端连接，同时与行列式键盘电路呈双向连接；所说的行列式键盘电路的输出端与低功耗空闲方式控制电路的输入端连接；
所说的遥控接收系统由单片机芯片II、红外线接收电路、状态指示电路、50HZ交流电过零检测电路和电机转速和启/停控制电路等组成；所说的单片机芯片II的输入端分别与红外线接收电路输出端、50HZ交流电过零检测电路输出端以及+5V电源连接，其输出端与状态指示电路的输入端和电机转速和启/停控制电路的输入端连接；所说的+5V电源和50HZ交流电过零检测电路连接220V交流电源电路。
2.根据权利要求1中所述一种基于双单片机的电动机红外遥控转速控制系统，其特征在于所说的单片机芯片I和单片机芯片II是PHILIPS公司的P89V51RD2芯片，它包含64kB Flash、1024字节的数据RAM、3个16位定时器/计数器、可编程看门狗定时器、8个中断源、4个中断优先级、支持并行和串行系统编程的Flash程序存储器以及P3.5接口、P3.0接口和RST接口；所说的8个中断源包括内部中断源和带有中断输入端的外部中断源。
3.根据权利要求1中所述一种基于双单片机的电动机红外遥控转速控制系统，其特征在于所说的行列式键盘电路，由输入行线和输出列线组成行、列结构；所说的输入行线上连接有限流电阻R1、限流电阻R2、限流电阻R3、限流电阻R4、限流电阻R5、限流电阻R6、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5和二极管D6；其中所说的二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5和二极管D6的负极端连接于输入行线和输出列线的交点上，其正极端连接于单片机芯片I的上；所说的限流电阻R1、限流电阻R2、限流电阻R3、限流电阻R4、限流电阻R5、限流电阻R6则串联在输入行线上；所说的输入行线和输出列线分别连接到按键开关K1、按键开关K2、按键开关K3、按键开关K4、按键开关K5和按键开关K6的两端。
4.根据权利要求1中所述一种基于双单片机的电动机红外遥控转速控制系统，其特征在于所说的红外线发射电路由限流电阻R7、限流电阻R8、红外发射D7和三极管9013组成，其中，单片机芯片I的P3.5口产生的红外载波信号，经过三极管9013放大，由红外发射LED1管发送给红外线接收电路；所说的限流电阻R7连接于+3V电源和红外发射LED1管正极端之间；所说的限流电阻R8连接于三极管9013的基极与单片机芯片I的P3.5口之间；所说的三极管9013集电极与LED1连接。
5.根据权利要求1中所述一种基于双单片机的电动机红外遥控转速控制系统，其特征在于所说的发射指示灯电路由限流电阻R9、限流电阻R10、复位电阻R11、三极管9012、工作指示灯LED2和复位电容C11组成；所说的三极管9012经限流电阻R9接收由单片机芯片I的P3.0口发出的输入信号，将其放大输送给工作指示灯LED2；所说的限流电阻R10连接于工作指示灯LED2的负极端和接地端；所说的复位电容C1连接于单片机芯片I的RST接口和三极管9012的集电极之间；所说的复位电阻R11一端连接在复位电容C1靠近单片机芯片I的一端，另一端快接地，为单片机芯片I提供复位信号；所说的工作指示灯LED2的正极端与三极管9012的发射极连接。
6.根据权利要求1或4中所述一种基于双单片机的电动机红外遥控转速控制系统，其特征在于所说的红外线接收电路由接收器组成，接收器采用HS0038，包括红外线接收端和三个输出端，其中所说的红外线接收端接收红外线信号，其输出端连接单片机芯片II的中断输入端，HS0038的引脚2输出检波整形过的方波信号。
7.根据权利要求1中所述一种基于双单片机的电动机红外遥控转速控制系统，其特征在于所说的状态指示灯电路由6个发光二极管、6个电阻构成，所说的6个发光二极管的每1个的正极端连接+5V，其负极端经1个电阻与单片机II的P1口的每个引脚连接。
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20100505 |