精品文檔-下載后可編輯一款自學(xué)式通用紅外遙控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案-技術(shù)方案摘要：本文介紹了紅外家電遙控的碼流和幾種類型的編碼方法，采用89S51單片機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）開發(fā)了一款自學(xué)式通用紅外遙控系統(tǒng)。通過(guò)自制的簡(jiǎn)易遙控教練器與接收器實(shí)現(xiàn)了對(duì)原本無(wú)遙控功能的電燈、電扇、窗簾等追加紅外遙控功能；通過(guò)Girder軟件實(shí)現(xiàn)了對(duì)電腦的遙控；通過(guò)對(duì)電腦、電視、VCD等家用電器的測(cè)試，結(jié)果表明本遙控系統(tǒng)的學(xué)習(xí)性能良好，操作簡(jiǎn)易，有效遙控距離可達(dá)5-7米。

0引言

人們生活中的家用電器種類日益增多，遙控器的種類也隨之增加，不同種類的遙控器之間一般不能相互替代，這給人們的生活帶來(lái)諸多不便。

各類遙控器功能大致相同，大多都有數(shù)字鍵、啟動(dòng)停止鍵、前進(jìn)鍵、快進(jìn)鍵、后退鍵，復(fù)雜的也就是增加幾個(gè)功能鍵，現(xiàn)實(shí)生活中，由于用戶的個(gè)體差異，特殊功能鍵的使用頻率很低，甚至部分用戶自始至終就從未使用過(guò)這類鍵，因此，這些鍵完全可以簡(jiǎn)化和歸類使用，對(duì)于那些不易簡(jiǎn)化和歸類的少量特殊功能鍵，可以通過(guò)開辟自定義按鍵區(qū)的方法予以解決。鑒于此，本文以單片機(jī)和大規(guī)?？删幊涕T陣列FPGA為基礎(chǔ)，以記錄波形的思想設(shè)計(jì)了一款自學(xué)習(xí)式通用紅外遙控系統(tǒng)，又為原本無(wú)遙控功能的電燈、電扇、窗簾等設(shè)施追加了教練+學(xué)習(xí)+控制的遙控模型，在電腦上安裝了Girder軟件后還可實(shí)現(xiàn)對(duì)電腦的遙控。

1紅外遙控簡(jiǎn)介

1.1關(guān)于紅外線

紅外線是波長(zhǎng)在0.75μm至100μm之間的電磁波，它的頻率高于微波而低于可見(jiàn)光，是一種人的眼睛看不到的光線。紅外通訊一般采用紅外波段內(nèi)的近紅外線，波長(zhǎng)在0.75μm至25μm之間。紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)（IRDA）成立后，為了保證不同廠商的紅外產(chǎn)品能夠獲得的通訊效果，紅外通訊協(xié)議將紅外數(shù)據(jù)通訊所采用的光波波長(zhǎng)的范圍限定在850nm至900nm之內(nèi)。

由于紅外線的波長(zhǎng)較短，對(duì)障礙物的衍射能力差，所以適合應(yīng)用在需要短距離無(wú)線通訊的場(chǎng)合，進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的直線數(shù)據(jù)傳輸。

1.2紅外遙控編碼格式

用于遙控的控制代碼大都以不同的編碼標(biāo)準(zhǔn)調(diào)制在38kHz左右的載波頻率之上，再以串行格式通過(guò)紅外載波的通斷被發(fā)送。下面簡(jiǎn)單介紹一下常見(jiàn)的編碼標(biāo)準(zhǔn)：

1）Pulse編碼（PulseCoded）

脈沖的長(zhǎng)度根據(jù)表示的數(shù)據(jù)‘0’、‘1’而不同，Sony的遙控用此種編碼。

2）Space編碼（SpaceCoded）

與脈沖編碼正好相反，它是以脈沖之間space的長(zhǎng)度不同來(lái)表示數(shù)據(jù)，Panasonic的遙控用的就是這種編碼。

3）Shift編碼（ShiftCoded）

此種編碼是用電平轉(zhuǎn)換的方向表示數(shù)據(jù)的，因此所有的位都有著連續(xù)的時(shí)段，Philips就用該編碼方式。

2系統(tǒng)的軟硬件構(gòu)成

該系統(tǒng)采用“電腦主機(jī)+單片機(jī)+FPGA”的結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)軟件分為兩部分：一部分是在主機(jī)上運(yùn)行的Girder程序，用于解碼接收到的信號(hào)并控制電腦執(zhí)行指定的動(dòng)作，另一部分運(yùn)行在單片機(jī)上，用于驅(qū)動(dòng)遙控器的液晶（LCD）顯示。系統(tǒng)的硬件分為四部分：學(xué)習(xí)器，教練器，接收器以及與主機(jī)的接口電路，其中學(xué)習(xí)器兼有學(xué)習(xí)與遙控的功能，通過(guò)學(xué)習(xí)原有遙控器的編碼可以遙控任何擁有遙控功能的電器，它包括單片機(jī)和FPGA兩部分，由FPGA執(zhí)行主要的學(xué)習(xí)與遙控功能以提高運(yùn)行速度和集成度，單片機(jī)用來(lái)驅(qū)動(dòng)液晶顯示；教練器與接收器負(fù)責(zé)對(duì)原本無(wú)遙控功能的設(shè)備追加遙控功能，具體來(lái)說(shuō)就是教練器產(chǎn)生種類足夠多的編碼地址供學(xué)習(xí)器來(lái)學(xué)習(xí)，接收器則在電器端負(fù)責(zé)解碼對(duì)應(yīng)的地址并產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作；為實(shí)現(xiàn)對(duì)電腦的遙控功能而設(shè)計(jì)的主機(jī)接口電路負(fù)責(zé)把紅外信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳入主機(jī)。硬件電路實(shí)現(xiàn)的總體框圖如圖1所示。

圖7Girder的主界面

進(jìn)入“file\settings”,點(diǎn)擊選項(xiàng)卡上的“Plugins”,找到滾動(dòng)窗口中的“IgorSFH-56device”,在它前面的小框中打上勾，再點(diǎn)擊左邊的“Setting”,選擇你所使用的串口，點(diǎn)擊OK就可以通過(guò)串口來(lái)控制電腦了。

對(duì)于像關(guān)機(jī)，關(guān)閉顯示器等動(dòng)作，Girder已經(jīng)有設(shè)置好的現(xiàn)成的命令可用，對(duì)于一些較復(fù)雜的播放軟件的控制可以通過(guò)簡(jiǎn)單的設(shè)置來(lái)完成。

5關(guān)鍵技術(shù)--對(duì)編碼信號(hào)的學(xué)習(xí)方法

紅外遙控信號(hào)的編碼方式多種多樣，例如圖8所示的是一種電視卡自帶的遙控器的編碼波形，它采用的是Space編碼，前面9ms的脈沖加4ms低電平是引導(dǎo)碼，中間是8位地址碼00H、8位地址反碼FFH、8位數(shù)據(jù)碼E8H、8位數(shù)據(jù)反碼17H,從引導(dǎo)碼開始計(jì)時(shí)發(fā)送108ms后若按鍵仍沒(méi)有松開則以后每隔108ms發(fā)送一個(gè)9ms高+2ms底+0.5ms高的重復(fù)簡(jiǎn)碼，直到按鍵松開為止。

圖8一種電視卡的遙控器編碼波形

如果每一種遙控器都通過(guò)解碼后存儲(chǔ)“0”“1”的數(shù)字信號(hào)，那么解碼的工作將是非常繁重而且不經(jīng)濟(jì)的，一個(gè)簡(jiǎn)單的方法是記錄下波形中每個(gè)高低電平的寬度，使用時(shí)再按照原始形式將波形發(fā)射出去。

6結(jié)語(yǔ)

本方案通過(guò)對(duì)電視、電動(dòng)機(jī)和電腦的綜合測(cè)試，結(jié)果表明該遙控系統(tǒng)學(xué)習(xí)