单片机遥控控制酒店客房灯光系统_secret

单片机遥控控制酒店客房灯光系统摘要：本文通过老式酒店客房灯光控制系统进行改造，将原机的机械开关控制改为单片机红外线遥控控制，说明了单片机在现代酒店灯光智能控制中的适用性、灵活性、先进性。通过对客房灯光控制电路改造后，大大提高了客人的使用舒适感，使酒店的硬件设施提高了一个台阶。关键字：单片机遥控客房灯光前言：酒店原有的智能控制系统较周边新开张酒店相比，已跟不上潮流，失去竞争能力。例如原来酒店客房灯光控制系统均采用TCL2.0系列产品，房间的电视、台灯、地灯、鱼缸照明、夜灯、廊灯、吧台灯等开关与床头灯调光开关均集中安装在床头柜处（如图1）。由于开关较多且固定在床头柜侧面，客人想开灯时必须先看清开关下面的标记才能正确开灯，有时为开一盏灯竟把所有的开关都按了一遍，使用时极为不便。现在大多数星级酒店都采用微动开关轻触式集中控制面板，安装在床头柜的正上方。虽然较以前直观，但是开关多且固定仍不是十分方便。本人采用8051系列单片机将原来固定的机械式开关改用遥控控制，这样一个遥控器就可以控制整个房间的灯光开启，电源控制箱可以放在床头柜内；遥控器在放置在床头柜上，可以任意移动，还可以在遥控面板中间加装一液晶时钟（如图2所示）。美观且实用即大方便客人的使用。图1老式控制柜图2新式遥控发射器一硬件电路的设计1、遥控发射电路如图3所示，为该系统遥控发射器电原理图，其中P1口作为键盘扫描端口，具有16个操作键，可分别控制单片机发出16种不同脉冲，执行16种操作。第9脚为单片机的复位脚，采用RC上电复位电路；15脚作为红外线遥控码的输出口，用于输出38KHz载波编码。脉冲经9013放大然后由红外发射管输出；18、19脚接12M晶振。P1.4—P1.7需接上拉电阻。图3遥控发射电路图2、遥控接收电路如图4所示，为该系统遥控接收电原理图，其中P1.0—P1.2口作为数码管的二进制数据输出，显示数字为“0—7”，“0”表示最暗，“7”表示最亮，采用带锁存功能的七段译码电路74HC4511集成块译码显示数值。4511的LE端接8051的30脚（地址锁存允许控制）；P0.0—P0.7以及P2.2—P2.7作为14个电器的电源控制输出，接口用继电器隔离输出。P2.0口为调光脉冲输出,输出脉冲由三极管9012放大后经光电耦合器MOC3021驱动双向可控硅控制负载；P3.0口为交流50Hz同步检测输入。系统对市电进行变压、整流、并经施密特触发器整形后得到100Hz的方波（周期10ms），作为发送调光脉冲的同步信号，系统采用10ms为一个“单位时间”的长度，灯的亮度越高，则可控硅导通时间的占空比越大；P3.1口为红外遥控码输入，采用集成红外线接收路SFH506-38，此集成元件体积小、抗干扰性好、灵敏度高、并且价格低廉。它仅有三个脚，分别是电源正极、电源负极以及信号输出端，其工作电压为5V左右，它的主要功能包括放大、选频、解调几大部分，要求输入是已经被调制的信号，经过它的接收放大和解调会在输出端直接输出原始信号至P3.1脚。这款红外线接收电路接收距离可以达8米左右，完全可以满足客房内的遥控距离（一般客房标准间都在30平米左右）；P3.2脚为外部中断0输入脚，采用下降沿触发，当有信号时，第一位码的低电平启动中断程序，实时接收数据帧。第9脚为单片机的复位脚，采用RC上电复位电路；18、19脚接12M晶振。图4遥控接收电路图二系统的遥控功能实现方法1、遥控编码格式该遥控器采用脉冲个数编码，不同的脉冲个数代表不同的码，最小为2个脉冲，最大为17个脉冲。为了使接收可靠，第一位码宽为3ms,其余为1ms,遥控数据帧间隔大于10ms,如图5所示。图5遥控脉冲编码图2、遥控码的发射当某个操作键按下时，单片机先读出该键值，然后根据键值设定的遥控脉冲个数，再调制成38KHz的方波由红外线发射管发射出去。P3.5端口的输出调制波如图5所示。3、数据帧的接收处理当红外线接收器输出脉冲帧数据时，第一位码的低电平将启动中断程序，实时接收数据帧。在数据接收时，先对第一位（起始位）码的码宽进行验证。若第一位低电平码的脉宽小于2ms，将作为错误码处理；否则认为是起始码，累加器A加1。当间隔位的高电平大于3ms时，结束接收，然后根据累加器A中的脉冲个数，执行相应的输出操作。图6为红外线接收器输出的一帧遥控码波形图。图6一帧遥控码波形图三遥控发射及接收控制程序流程图1、遥控发射程序控制流程图图7遥控发射控制流程图2、遥控接收程序控制流程图图8遥控接收控制流程图四主要程序分析1、键盘扫描程序本电路采用4×4矩阵式键盘电路，共16个按健开关可发送16种编码指令。首先将立即数#0F0H送至P1口，再读入P1口值与#0F0H相比较，相等则说明没有键按下，返回。不相等则表示有键按下，再调用延时消抖程序，确认有键按下。转至行扫描程序确认按键所在的行，并将R2赋行号初值，然后调用列扫描程序确认按键所在例号。例号与行号初值相加即得按键号（送寄存器A）。KEYWORK:MOVP1,#0F0H;置P1口输入状态MOVA,P1;读入P1口值MOVB,A;P1口值暂存B中CJNEA,#0F0H,KEYHIT;不等于#0FFH，转KEYHIT（有键按下）KEYOUT:RET;没有键按下返回;KEYHIT:LCALLDL10MS;延时去抖动MOVA,P1;再读入P1口值至ACJNEA,B,KEYOUY;A不等于B(是干扰)，子程序返回SETBP1.1;有键按下，找键号开始，查0行SETBP1.2SETBP1.3MOVA,P1;读入P1口值CJNEA,#0FEH,KEYVAL0;P1不等于#0FEH，按下键在第0行SETBP1.0;不在第0行，开始查1行CLRP1.1MOVA,P1;读入P1口值CJNEA,#0FDH,KEYVAL1;P1口不等于#0FDH，按下键在第1行SETBP1.1;不在第1行，开始查2行CLRP1.2MOVA,P1;读入P1口值CJNEA,#0FBH,KEYVAL2;P1口不等于#0FBH，按下键在第2行SETBP1.2;不在第2行，开始查3行CLRP1.3MOVA,P1;读入P1口值CJNEA,#0F7H,KEYVAL3;P1口不等于#0F7H，按下键在第3行LJMPKEYOUT;不在第3行，子程序返回KEYVAL0:MOVR2,#00H;按下键在第0行，R2赋行号初值0LJMPKEYVAL4;跳到KEYVAL4KEYVAL1:MOVR2,#04H;按下键在第1行，R2赋行号初值4LJMPKEYVAL4;跳到KEYVAL4..KEYVAL4:MOVDPTR,#KEYVALTAB;翻译成连续数字MOVB,A;P1口值暂存B内ANLB,#0F0H;取高四位MOVR0,#0;清R0KEYVAL5:MOVA,R0;查列号开始，R0数据放入ASUBBA,#04H;A中数减4JNCKEYOUT;借位C为0，查表出错，返回MOVA,R0;查表次数小于4，继续查，MOVCA,@A+DPTR;查列号表INCR0;R0加1CJNEA,B,KEYVAL5;查得值和P1口值不等，转KEYVAL5再查DECR0;查得值和P1口值相等，R0减1MOVA,R0;放入A（R0中数值即为列号值）ADDA,R2;与行号初值相加成为键号值（0-15）KEYVALTAB:DB0E0H,0D0H,0B0H,07H;列号对应数据表;对应列号：01232、键号处理程序根据寄器A中的键号，首先执行A×3程序，（因为以下所执行的长跳转指令“LJMP”为3字节指令）然后使用散转指令“JMPA，@A+DPTR”跳到相应的程序标号。各键号相应的程序标号均为一条长跳转指令，各跳转指令均指向与之相应的红外线脉冲赋值程序，最后跳转至脉冲发送程序，发出与键号相对应的脉冲。MOVB,A;键号乘3处理用于JMP散转指令RLA;键号乘3处理用于JMP散转指令ADDA,B;键号乘3处理用于JMP散转指令MOVDPTR,#KEYFUNTAB;取散转功能程序（表）首址JMP@A+DPTR;散转至对应功能程序标号KEYFUNTAB:LJMPKEYFUN00;跳到键号0对应功能程序标号LJMPKEYFUN01;跳到键号1对应功能程序标号...LJMPKEYFUN15;跳到键号15对应功能程序标号RETKEYFUN00:MOVA,#02H;发2个脉冲LJMPREMOTE;转发送程序RETKEYFUN01:MOVA,#03H;发3个脉冲LJMPREMOTE;转发送程序RET...KEYFUN15:MOVA,#11H;发17个脉冲LJMPREMOTE;转发送程序RET3、38KHz载波及编码脉冲发射程序本系统所用的红外线接收集成电路SFH506-38的解调中心频率为38KHz,故发射频率也采用38KHz,通过定时器中断程序实现，每次溢出中断时对P3.5取反，输出38KHz载波。计算得周期为26.3us,则定时器设定为模式2，初值为（256-13）=0F3H。利用1ms与3ms延时程序控制定时器的启停，从而控制P3.5发出相应的脉冲。并根据寄存器A中的脉冲个数确定发送次数。MOVIE,#00H;关所有中断MOVTMOD,#20H;8位自动重装初值模式MOVTH1,#0F3H;定时为13微秒初值MOVTL1,#0F3HSETBEA;开总中断允许INTT1:CPLP3.5;38kHZ红外线遥控信号产生RETI;中断返回REMOTE:MOVR1,A;装入发射脉冲个数LJMPOUT3;转第一个码发射处理OUT:MOVR0,#64H;1MS宽低电平发射控制数据OUT1:SETBET1;开T1中断SETBTR1;开启定时器T1NOP;延时NOPNOPNOPNOPDJNZR0,OUT1;时间不到转OUT1再循环MOVR0,#3CH;1MS高电平间隙控制数据OUT2:CLRTR1;关定时器T1CLRET1;关T1中断CLRP3.5;关脉冲输出NOP;空操作延时NOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPNOPDJNZR0,OUT2;时间不到转OUT2再循环DJNZR1,OUT;脉冲未发完，转OUT再循环发射LCALLDL500MSRETOUT3:MOVR0,#0FFH;装发谢3MS宽控制数据LJMPOUT1;转OUT14、遥控接收及处理程序采用中断接收，经过红外线接收集电路SFH506接收处理后的脉冲信号送至P3.1与P3.2（中断输入脚，采用低电平触发），当接收到第一个低电平时将启动中断程序，实时接收数据帧，接收程序首先采用8us循环计时程序对第一位码（起始码）的码宽进行验证，当计时大于8×255＝2040us时则认为是起始码，开始对输入的脉冲进行计数与校验，将计数值送到累加A中。脉冲高电位大于设定时间513×6=3072us时则结束接收，然后根据累加器中的脉冲个数，跳转至相应的操作子程序。2——15个脉冲所对应程序分别控制每盏灯的开关，通过将相应输出端口取反方法，从而控制了灯的亮灭，系统上电时所有输出I/O口均为“1”（高电平）外接晶体管均无输出，当某个按键按下时，程序将相应端口取反，输出为“0”（低电平）外接晶体管放大后，驱动继电器继合亮灯。再次按下该键时，程序再次将该相应端口取反，输出为“1”关灯，如此便控制了每一路灯的亮、灭。16、17个脉冲为亮度调整信号，接收到该脉冲信号时，将P1口加“1”（调亮）或减“1”（调暗），然后再调亮度调整程序，亮度调整程序根据P1口的值确定灯的亮度。INTEX0:CLREX0;关外中断JNBP3.1,READ1;P3.1口为低电平转READ1READOUTT0:SETBEX0;P3.1口为高电平开中断（系干扰）RETI;退出中断READ1:CLRA;清AMOVDPH,A;清DPTRMOVDPL,AHARD1:JBP3.1,HARD11;P3.1变高电平转HARD11INCDPTR;用DPTR对低电平计数NOP;1微秒延时NOPNOPAJMPHARD1;转HARD1循环（循环周期为8微秒）HARD11:MOVA,DPH;DPTR高8位放入AJZRE