【正文】 列因型號(hào)不同而不盡相同，可參考廠家的使用說(shuō)明。前些年常用Μ pc1373H、 CX20206A 等紅外接收專用放大集成電路。 接收部分的紅外接收管是一種光敏二極管。目前大量的使用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長(zhǎng)為 940mm 左右，外形與普通φ 5 發(fā)光二極管 相同，只是顏色不同。在設(shè)計(jì)過(guò)程中使我們能夠把專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)的，有條理的連接起來(lái)。因此被廣泛地應(yīng)用在各種技術(shù)領(lǐng)域中?？墒巩a(chǎn)品縮小體積，增強(qiáng)功能，實(shí)現(xiàn)不同程度的智能化。 在當(dāng)今社會(huì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與日俱增，人們是生活水平也是日益提高，為了減少人的工作量，所以是對(duì)各種家用電器、電子器件的非人工控制的要求也是越來(lái)越高，針對(duì)與這種情況，設(shè)計(jì)出一種集成度比較高的控制體系是必然的。 遙控器主要由形成遙控信號(hào)的微處理器芯片、晶體振蕩器、放大晶體管、紅外發(fā)光二極管以及鍵盤矩陣組成。 1 摘 要 隨著家用電器種類的增加和無(wú)線遙控產(chǎn)品的普及，紅外遙控器的使用頻率越來(lái)越高，針對(duì)國(guó)內(nèi)紅外遙控學(xué)習(xí)技術(shù)成熟，但產(chǎn)品化程度低的特點(diǎn)，本文自主設(shè)計(jì)一種具有紅外學(xué)習(xí)和觸屏顯示功能的紅外遙控器，借此促進(jìn)紅外遙控學(xué)習(xí)技術(shù)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的產(chǎn)品化推廣。隨著電子技 術(shù)的飛速發(fā)展，新型大規(guī)模遙控集成電路的不斷出現(xiàn)，使遙控技術(shù)有了日新月異的發(fā)展。 單片機(jī)的集成度很高，它具有體積小、質(zhì)量輕、價(jià) 格便宜、耗電少等突出特點(diǎn)，尤其耗電少，又可使供電電源體積小、質(zhì)量輕。 紅外線是一種光線，具有普通光的性質(zhì)，可以以光速直線傳播，強(qiáng)度可調(diào)，可 7 以通過(guò)光學(xué)透鏡聚焦，可以被不透明物體遮擋等等。 帶紅外遙控器的家電給我們的生活帶來(lái)極大的方便，但遙控器多了很容易弄混，如果有一種可對(duì)家中各種紅外遙控器發(fā)射的控制信號(hào)進(jìn)行識(shí)別、存儲(chǔ)和再現(xiàn)的智能型紅外遙控器，用這樣一個(gè)遙控器控制家中所有電器該有多好。 紅外學(xué)習(xí)研究現(xiàn)狀 常用的紅外遙控系統(tǒng)一般分發(fā)射和接收兩個(gè)部分。紅外發(fā)光二極管一般有黑色、深藍(lán)、透明三種顏色。在實(shí)際應(yīng)用中要給紅外接收二極管加反向偏壓，它才能正常工作，亦即紅外接收二極管在電路中應(yīng)用時(shí)是反向運(yùn)用，這樣才能獲得較高的靈敏度。最近幾年不論是業(yè)余制作還是正式產(chǎn)品，大多都采用成品紅外接收頭。成品紅外接收頭的優(yōu)點(diǎn)是不需要復(fù)雜的調(diào)試和外殼屏蔽，使用起來(lái)如同一只三極管，非常方便。 12≈ ≈ 38kHz。 由于各生產(chǎn)廠家生產(chǎn)了大量紅外遙控專用集成電路，需要時(shí)按圖索驥即可。接收端地輸出狀態(tài)大致可分為脈沖、電平、自饋、互鎖、數(shù)據(jù)五種形式。大多數(shù)情況下“高”為有效?！盎ユi”輸出是指多個(gè)輸出互相清除，在同一時(shí)間內(nèi)只有一個(gè)輸出有效。這種輸出形式一般用于與單片機(jī)或微機(jī)接口。編碼是通過(guò)載波輸出的，即所有的脈沖信號(hào)均調(diào)制在載波上，載波頻率通常為 38kHz。 根據(jù)課題要求初步制定了實(shí)現(xiàn)上述功能的基本思路。在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，收電路接收到紅外遙控信號(hào)以后， 經(jīng)過(guò)放大并解調(diào)出 TTL 電平信號(hào)送至微處理器進(jìn)行處理。達(dá)到學(xué)習(xí)和發(fā)射的目的，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)遙控器控制多種紅外遙控設(shè)備的功能。 優(yōu)點(diǎn)：這種學(xué)習(xí)型遙控器對(duì)硬件的要求相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)主控制器（主控 IC）的工作頻率要求不太高，因?yàn)樾盘?hào)的發(fā)送頻率，編碼方式等等都是已知的，只要對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行判別即可；另外對(duì)存儲(chǔ)器的容量也比較低，因?yàn)?它不存在壓縮的問(wèn)題，按照最原始的最簡(jiǎn)編碼進(jìn)行存儲(chǔ)。 此方式的工作過(guò)程分以下幾步完成：對(duì)原始發(fā)射信號(hào)波形采集到主控MCU的ＲＡＭ中、分析信號(hào)，壓縮信號(hào)，存儲(chǔ)信號(hào)。 ④ 存儲(chǔ)信號(hào) ,把壓縮編號(hào)后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到 EEPROM 中 優(yōu)點(diǎn)：可以使用任何遙控器的學(xué)習(xí)，無(wú)須更新代碼程序即可使用目前所有乃至未來(lái)的所有紅外線遙控的學(xué) 缺點(diǎn)：對(duì)主控制芯片和存儲(chǔ)器的選擇都比固定式要高。即 通過(guò)記錄各種不同類型的遙控器的編碼波形，將其存儲(chǔ)下來(lái)并與某個(gè)按鍵關(guān)聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)“學(xué)習(xí)”功能這樣作不必關(guān)心編碼的細(xì)節(jié)，通用性大大提高。但是每個(gè)按鍵必須占用一個(gè) I/O 口線，在按鍵較多時(shí)， I/O 口線浪費(fèi)較大。但是增加硬件成本和儀器的功耗。 16 圖 2 4 加 3 個(gè)功能鍵的 鍵盤 設(shè)計(jì)中使用的單片機(jī) I/O 口豐富，不用考慮 I/O 口緊張，而且通常家用電器有 32 個(gè)鍵盤，選擇方案 3。這種常用的液晶，耗能也高。 綜上所述，選擇方案 2。由于紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率較小，紅外接收二極管收到的信號(hào)較弱，所以接收端就 要增加高增益放大電路。 所以，有了一體化接收頭，人們不再制作接收放大電路，這樣紅外接收電路不僅簡(jiǎn)單而且可靠性大大提高。 AT89C51 等類似的單片機(jī)我們之前用過(guò)，很熟悉，用它作為主控單元，但此類單片機(jī)往往由于工作頻率較低，它的內(nèi)部存儲(chǔ)器容量過(guò)小，難以滿足本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要。 STC89C52RC 單片機(jī) ,基于 STC89C51 內(nèi)核 ,是新一代增強(qiáng)型單片機(jī) ,指令代碼完全兼容傳統(tǒng) STC89C51,速度快 8～ 12倍 ,帶 ADC,4 路 PWM,雙串口 ,有全球唯一 ID 號(hào) ,加密性好，抗干擾強(qiáng)。 鍵盤的實(shí)現(xiàn)方法是給所有的列線 I/O 口線均置成低電平，然后將行線電平狀態(tài)讀入到單片機(jī)中，如 19 果有鍵按下，就會(huì)有一根行線電平被拉至低電平，根據(jù)次原理就可以檢測(cè)到是哪個(gè)鍵按下。 1602 型 LCD 可以顯示 2 行 16 個(gè)字符，有 8 位數(shù)據(jù)總線 D0~D7 和 RS， R/W， EN 三個(gè)控制端口，工作電壓為 5V，并且具有字符對(duì)比度調(diào)節(jié)和背光功能。m 的波譜段稱為紅外光譜區(qū)。這里說(shuō)的近遠(yuǎn)是指紅外光在電磁波譜中與可見(jiàn)光的距離而言。發(fā)射電路如圖 所示。 3， 其輸出端的供給電流大，可直接推動(dòng)多種自動(dòng)控制的負(fù)載。 Pin3（輸出） 當(dāng)時(shí)間周期開(kāi)始時(shí)，輸出腳位移至比電源電壓少 伏的高電位。 Pin8（電源） 接電源 目前大量使用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長(zhǎng)為 940nm左右，外形與普通 Φ 5 發(fā)光二極管相同，只是顏色不同。 直流電流驅(qū)動(dòng)方式，如圖 （發(fā)射方式示意圖）左圖所示，也被稱為平均發(fā)射方式，是指通過(guò)啟動(dòng)直流電源驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管發(fā)出恒定的紅外光。這種發(fā)射方式也大大提高了 系統(tǒng)的抗干擾能力。調(diào)制帶寬定義為：在保證一定的調(diào)制頻率下，當(dāng)發(fā)光二極管輸出的交流光功率比參考頻率下降 3db 時(shí)，所對(duì)應(yīng)的頻率值。為保證 38kHz 方波的頻率穩(wěn)定性，在硬件設(shè)計(jì)時(shí)盡可能使用頻率高的晶振，提高 CPU運(yùn)行速度 。采用脈寬調(diào)制的串行碼，以脈寬為、間隔 、周期為 的組合表示二進(jìn)制的“ 0”；以脈寬為、間隔 、周期為 的組合表示二進(jìn)制的“ 1”。 識(shí)別碼 (即用戶碼 )是對(duì)每個(gè)遙控系統(tǒng)的標(biāo)識(shí)。這些指令信號(hào) 由調(diào)制電路調(diào)制成 32～ 40 kHz 的信號(hào)，經(jīng)調(diào)制后輸出，最后由驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射器件 (LED)發(fā)出紅外遙控信號(hào)。 紅外接收電路 一體化的紅外接收裝置將遙控信號(hào)的接收、放大、檢波、整形集于一身，并且輸出可以讓單片機(jī)識(shí)別的 TTL 信號(hào)，這樣大大簡(jiǎn)化了接收電路的復(fù)雜程度 27 和電路的設(shè)計(jì)工作，方便使用。它能與 TTL、 COMS 電路兼容。 圖 紅外一體化接收頭 hs0038外觀圖 當(dāng)無(wú)遙控信號(hào)輸入時(shí)， HS0038輸出端保持高電平，有信號(hào)時(shí)輸出為高低電平脈沖，故接收時(shí)一個(gè)碼由一個(gè)低電平后跟一個(gè)高電平構(gòu)成。遙控器在學(xué)習(xí)完某個(gè)遙控器的代碼后得把 該代碼存儲(chǔ)起來(lái)， 由于單片機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM 所能存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)有限而且不能掉電保護(hù)。 其引腳 圖和時(shí)序圖分別 如圖 、 所示。 GND（引腳 4）：地線。 AT24CXX 系列的器件地址是 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 R/W，其中最低位 R/W 除外，其余都是地址位，共有 7 位，其中低 3 位 A2 A1 A0 由引腳連接決定，高 4 位 A6 A5 A4 A3 已經(jīng)由廠家給出為 1010。 存儲(chǔ)電路原理圖如下： 圖 存儲(chǔ)電路 單片機(jī)控制電路 （ 1）所選單片機(jī)簡(jiǎn)介 本設(shè)計(jì)中選用的宏晶科技的 STC89C52RC 型單片機(jī)是一種低功耗、高性能、采用 CMOS 工藝的 8位微處 理器，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)型 80C51 單片機(jī)的指令系統(tǒng)和引 31 腳完全兼容。 （ 2）單片機(jī)引腳功能 STC89C52RC 采用 40Pin 封裝的雙列直 插 DIP 結(jié)構(gòu)。 3. Pin19:時(shí)鐘 XTAL1 腳，片內(nèi)振蕩電路的輸入端。 33 6. 輸入輸出 (I/O)引腳： Pin39Pin32 為 輸入輸出腳。STC89C52RC 的復(fù)位方式可以是自動(dòng)復(fù)位，也可以是手動(dòng)復(fù)位。如果單片機(jī)是 EPROM，在編程其間，將用于輸入編程脈沖。 34 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)編程語(yǔ)言和編程工具 在單片機(jī)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)中，匯編語(yǔ)言作為傳統(tǒng)的編程語(yǔ)言，己經(jīng)不能滿足實(shí)際需要，高級(jí)語(yǔ)言被逐漸引入， C 語(yǔ)言就是其中之一。 （ 3）指定操作的變量選擇組合 提高了程序的可讀性。 （ 7）可實(shí)現(xiàn)模塊化編程技術(shù)，從而可將己編制好的程序加入到新程序中。至于運(yùn)行速度的問(wèn)題，只要有好的仿真器，找出關(guān)鍵的代碼，再進(jìn)一步做一下人工優(yōu)化，就可很容易達(dá)到美滿。 Keil C51 軟件提供豐富的 庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，全 Windows 界面。 36 圖 Keil uVision2 的運(yùn)行環(huán)境界 軟件設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí)型遙控器的設(shè)計(jì)性能及實(shí)現(xiàn)與其軟件設(shè)計(jì)編寫有著密切的關(guān)系，在設(shè)計(jì)中采用內(nèi)部定時(shí)器對(duì)信號(hào)高低電平計(jì)時(shí)的方法來(lái)采集數(shù)據(jù)并保存。在主循環(huán)中檢測(cè)按鍵，假如有學(xué)習(xí)按鍵按下時(shí)，則進(jìn)入學(xué)習(xí)模式。 軟件流程圖： 37 圖 主程序流程圖 要實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)型遙控器的軟件設(shè)計(jì)，最關(guān)鍵的兩個(gè)部分是學(xué)習(xí)功能和數(shù)據(jù)壓縮。如果采集到編碼信號(hào)位數(shù)大于設(shè)定值 (程序中設(shè)定值 )或者高電平信號(hào)時(shí)長(zhǎng)大于一定值，即認(rèn)為編碼采集已經(jīng)結(jié)束，學(xué)習(xí)子程序結(jié)束。//外部中斷 1關(guān)閉 TH1 = 0。 //定 時(shí)器 1開(kāi)始計(jì)數(shù) PW_pt = 4。 Head_flag = 0。 if (timeout40000)//超過(guò)時(shí)間直接退出 { RX_flag = 0。//定時(shí)器 1計(jì)數(shù)值，負(fù)脈寬計(jì)數(shù)值 40 PW_data[1] = TL1。 TR1=1。(PW_data[0]55)) { Head_flag = 1。 if (timeout20200)//超過(guò)時(shí)間直接退出 { RX_flag = 0。//定時(shí)器 1計(jì)數(shù)值，正脈寬計(jì)數(shù)值 PW_data[3] = TL1。 u8_i26。 RX_flag = 1。 break。 TH1 = 0。 //定時(shí)器 1開(kāi)始計(jì)數(shù) timeout = 0。 { timeout++。 //定時(shí)器 1關(guān)閉計(jì)數(shù) PW_data[PW_pt++] = TH1。 } //步驟五：對(duì)功能碼的測(cè)量。 u8_i++)//功能碼 這里有 16個(gè)脈沖，用掉64個(gè)存儲(chǔ)單元 //步驟六：假如數(shù)據(jù)已經(jīng)傳完，結(jié)束幀是怎么樣的。同時(shí)把數(shù)據(jù)和脈寬值存下來(lái)。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，盡管各種被控設(shè)備存在標(biāo)準(zhǔn)不一，幀格式、碼型、編碼長(zhǎng)短、發(fā)送方式不同等問(wèn)題，但對(duì)于某一個(gè)特定的被控設(shè)備還是有一定的規(guī)律，即表示“ 0”和“ 1”的方式在一個(gè)設(shè)備中是相同的。 uint L_time=0, H_time=0, temp。)。 EndBit=0。 //功能反碼 length=4。 //L_time |= PW_data[5]。 L_time = 8。 H_time |= PW_data[length+3]。 HO_time = PW_data[length+2]。 47 HZ_time = PW_data[length+2]。 HZ_time = PW_data[length+2]。 EndBit = 0。 L_time = 8。 H_time |= PW_data2[length++]。//高位 PW_data[17] = PW_data2[length1]。// } } //算出功能反碼 for(i=0。 L_time |= PW_data2[length++]。 if (H_timeL_time) { 50 temp = H_time L_time。// } } length = 0。 Funtion_Code = 2。 0x000000ff。高電平高位 PW_data[6] = HZ_time。//低位 //數(shù)據(jù)幀， 39。139。 PW_data[12] = (System_Codeamp。 } else { PW_data[10] = (System_Codeamp。 PW_data[12] = (System_Codeamp。 } //功能碼 1 個(gè)字節(jié) PW_data[14] = Funtion_Code。//系統(tǒng)碼低位 PW_data2[2]= Funtion_Code。 tttable[2] = PW_data[14]。F39。)。