三、遥控电子控制系统的设计及其应用.docx

红外遥控器原理目前，人们的物质文化生活水平日益提高，各种各样的家用电器走进了千家万户，其中，大多数的家用电器都有各自不同的遥控器，人们常常为了控制某台电器而到处寻找其对应的遥控器，这样，就给人们的生活带来了很多不便。为了解决这个问题，本文提出一个多功能遥控器的设计方案：该遥控器可以通过自学习而拥有对多台电器的遥控功能，即省时、又省力，从而使人们免除同时面对功能众多遥控器的烦恼。红外遥控器原理遥控器由红外接收及发射电路、信号调理电路、中央控制器8031.程序及数据存储器、键盘及状态指示电路组成。遥控器有两种状态：学习状态和控制状态。当遥控器处于学习状态时，使用者每按一个控制键，红外线接收电路就开始接收外来红外信号，同时将其转换成电信号，然后经过检波、整形、放大，再由CPU定时对其采样，将每个采样点的二进制数据以8位为一个单位，分别存放到指定的存储单元中去，供以后对该设备控制使用。当遥控器处于控制状态时，使用者每按下一个控制键，CPU从指定的存储单元中读取一系列的二进制数据，串行输出（位和位之间的时间间隔等于采样时的时间间隔）给信号保持电路，同时由调制电路进行信号调制，将调制信号经放大后，由红外线发射二极管进行发射，从而实现对该键对应设备功能的控制。1. 原理红外遥控器是利用一个红外发光二极管，以红外光为载体来将按键信息传递给接收端的设备。红外光对于人眼是不可见的，因此使用红外遥控器不会影响人的视觉（可以打开手机摄像头，遥控器对着摄像头按，可以看到遥控器发出的红外光）。2. 调制日常生活环境中有很多红外光源，太阳、蜡烛火光、白炽灯、甚至是我们的身体。这些红外光源都可能会对我们的接收设备产生干扰，为了屏蔽干扰，只接收有效信息，我们就需要用到调制。调制是我们使需要的信号区别于噪音方法。通过调制我们可以使红外光以特定的频率闪烁。红外接收器会适配这个频率，其它的噪音信号都将被忽略。你可以认为这种闪烁是引起接收器“注意”的方法，正如我们人类特别容易被黄色的灯光引起注意一样，甚至在白天。上图左边，调制信号通过驱动放大由红外 LED 发射；上图右边，信号通过接收器检测输出。在串行通讯里，我们经常谈及 mark和 space标记。 space是个默认信号，是指发射管关闭状态，在 space期间，红外光不被发射。反之在 mark状态期间，红外光以特定的频率脉冲形式发射。在消费类电子产品里，脉冲频率普遍采用 30KHz 到 60KHz 这个频段，红外遥控器一般使用的是38KHz。在接收端，一个 space信号以高电平方式重现输出。反之一个 mark信号便是以低电平方式重现。请注意，这里的 mark和 space不是我们需要发送的状态 1 和 0。 mark和 space以及 1和 0 之间的真正关系取决于被应用的协议。3. 协议NEC协议8 位地址码， 8 位命令码完整发射两次地址码和命令码，以提高可靠性脉冲时间长短调制方式38KHz 载波频率位时间 1.12ms 或 2.25ms引导吗：下图为一个引导码的调制波形：引导码 由“9ms mark + 4.5ms space”构成，表示一组 键码 的开始。逻辑0和1：下图为逻辑0和逻辑1的调制波形：逻辑“1”由“560us mark + 1690 space”组成，symbol period 为2.25ms；逻辑“0”由“560us mark + 560us space”组成，symbol period 为 1.12ms。完整的一组键码：下图位NEC 协议的典型脉冲链：协议规定低位首先发送，如上图所示的情况，发送的地 址码为“59”，命令码为“16”，总的码值为 0x59A616E9。重复码：下图为重复码的调制波形：重复码由 “9ms mark + 2.25ms space”组成，symbol period 为 11.25ms，重复码表示一个重复按键，当按键按着不松时，会先发一个完整的键码，接着每 110ms 发送一个重复码，直到松开按键，如下面的波形图所示：接收端输出：在接收端，一个 mark 对应一个低电平输出，一个 space 对应一个高电平输出，因此起始码、逻辑0 1、重复码等在接收端的输出波形如下图所示：协议解码程序片段：cpp view plain copytypedef struct ir_symbol_sunsigned short mark_period;unsigned short symbol_period; ir_symbol_t;typedef struct ir_key_sunsigned int value;int state;ir_key_t;int NEC_Decode（ir_symbol_t symbol_buf， int symbol_num， ir_key_t *ir_key）unsigned int key_value;if（symbol_num = 33） /解析键值，设定300us的容错范围key_value = 0;/引导码判断if （ （symbol_buf0.symbol_period （13500 - 300） & （symbol_buf0.symbol_period （13500 + 300）& （symbol_buf0.mark_period （9000 - 300） & （symbol_buf0.mark_period （9000 + 300） ）for（i = 0; i （symbol_num-1）; i +）/无效的符号位if（ （symbol_bufi.symbol_period （1120-300） | （symbol_bufi.symbol_period （2250+300） ）printf（“symbol %d， is invalidn”， i）;return -1;elsekey_value = 1;/逻辑1判断if（ （symbol_bufi.symbol_period （2250-300） & （symbol_bufi.symbol_period = （2250+300） ）key_value |= 1;ir_key-value = key_value;ir_key-state = KEY_STATE_PRESS;else i