《自学习万能红外遥控模块软、硬件设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《自学习万能红外遥控模块软、硬件设计（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、自学习万能红外遥控模块软、硬件设计红外线遥控就是利用波长为 0.761.5m 之间的近红外线来传送控制信号的。红外遥控是目前家用电器中用得较多的遥控方式，在家用电器、室内近距离（小于 10米）遥控中得到了广泛的应用。但各产生的遥控器不能相互兼容。目前市场上常见的万能遥控器只能对某几种产品进行控制，不是真正的“万能” ，而且不能对新上市的产品进行控制。所以，如何实现对种类繁多得红外家电设备进行控制是本系统必须解决得任务之一。本模块用单片机对红外遥控器信号接收和转发的方法，由于只关心发射信号波形中的高低电平的宽度，不管其如何编码，所以能实现绝大部分红外设备的遥控。自学习万能红外遥控模块整体框图如下
2、：本模块主要要实现的功能为： 管理键盘和液晶，用户进行红外遥控器的学习等操作； 学习各种红外设备的编码并记录保存下来； 将学到的红外设备的编码发射出去，实现对红外设备的遥控； 与系统主机进行通讯，执行主机发送过来的命令，实现远程控制。一硬件设计 1红外信号的的发射发射部分的主要元件为红外发光二极管。它实际上是一只特殊的发光二极管，由于其内部材料不同于普通发光二极管，因而在其两端施加一定电压时，它便发出的是红外线而不是可见光。目前大量使用的红外发光二极管发出的红外线波长为 940nm左右。用遥控脉冲信号调制 38kHz方波，然后将已调波放大，驱动红外发光二极管，就可以得到遥发射信号。该部分原理图
3、如下：RS485 总线通讯模块单片机红外接收红外发射键盘液晶EEPROM图中，与非门 4011组成振荡电路，通过调整电阻 VR3的值可调整调制频率。SEND 脚连接单片机，是信号的输入端。有些遥控器的载频可能是 40kHz，只须稍微加大发射功率仍然可用 38kHz载频使其接收电路动作。2红外信号的接收和波形测量所有红外遥控器的输出都是用编码后串行数据对 3840kHz 的方波进行脉冲幅度调制而产生的。如果直接对已调波进行测量，由于单片机的指令周期是微秒（s）级，而已调波的脉宽只有 20多 s，会产生很大的误差。因此先要对已调波进行解调，对解调后的波形进行测量。本系统采用红外接收头 TL0038
4、。其内部已经包含解调电路和信号放大电路。该部分电路如下：TL0038的 OUT脚连在单片机的一个 IO口。单片机通过不断查询这个脚的高低电平变化，完成信号的采集。3键盘输入与 LCD显示为了给用户提供友好的界面，完成对红外遥控设备的编码学习过程，本模块采用键盘和 LCD与用户进行交互。LCD 可以显示文字和图形，给人以直观的感觉，更利于工作人员对系统的维护。键盘为键盘是人机交互界面的输入部分，是有 30个按键组成的开关矩阵56。DGM12232B 为点阵式液晶，其与单片机的接口电路如图 3.2。 4红外编码的存储为了保证系统意外断电后数据不丢失，本系统采用 EEPROM将各种编码数据存放起来。
5、AT24C16是 2K byte容量的 EEPROM，只需要两跟线（时钟线和数据线）和单片机连接。该部分如下图。5RS485 通讯该模块完成与主机的连接，接收来自主机的命令并执行，实现远程控制。采用 MAX491全双工 485转换芯片，与单片机的串行口相连。二软件设计1红外设备脉冲流分析红外信号的接收，接收和发射是自学习万能遥控器模块的难点和核心内心。要了解一个未知的遥控器，首先要分析其脉冲流，从而了解其脉冲波形特征（以何种方式携带“0”、 “1”信息） ，进而了解其编码规律。脉冲流的分析应从分析脉冲的高、低电平宽度入手。如果没有红外遥控信号到来，接收器的输出端口 PO 保持高电平；当接收到红
6、外遥控信号时，接收器件信号转换成脉冲序列加到 MCU 的输入引脚。用软件测试引脚的逻辑电平，同时启动 TC 计时器，测量该引脚分别为逻辑 “0”和逻辑“1” 情况下的时间值，存储起来，然后打印、分析。得出如下规律：除引导脉冲（一个低电平和一个高电平）和结束脉冲（最后结尾的脉冲几个低电平和高电平）外的脉冲是数据编码脉冲，数据“位”信息由高电平脉宽决定：窄脉宽表示 “0”、宽脉宽表示“1”。经过对相同按键脉冲进行多次采样发现，相同按键脉冲序列的对应位置脉宽时间值是在一个小范围内波动的（不是一个确定值） ，因此，对模式的识别不能采取精确比较法。对此，本系统采取模糊的办法进行了抽象处理：引导脉冲的低电
7、平和高电平宽度的时间值比较大，用字节记录低电平和高电平的时间长度。对数据脉冲流按 bit进行存储。数据脉冲流的低电平脉宽相同，只记录一次。高电平脉宽是判断数据流每位是“0”还是“1”的依据。也只记录一次宽脉冲和窄脉冲的时间长度。其他用 0或 1来记录是宽脉冲还是窄脉冲。这种记录方法大大压缩了数据量。实践证明，上述判据是有效可行的。这样处理不仅使解码软件的设计简单化，而且大大提高了解码的速度。2软件设计为易于调试，便于扩展，增加可读性，软件设计采用模块化的方法。主要分成：红外接收和发射模块，485 通讯模块，EEPROM 模块，键盘模块，LCD 模块。各模块都具有很强的通用性，非常便于程序的维护
8、，扩展和移植。各模块功能和主要函数简介如下：A键盘模块该模块向外提供 kb_scan()函数，完成 4方面的功能：判别键盘上有无闭合键；去除键的机械抖动；判别闭合键的键号；使 CPU对键的一次闭合仅作一次处理。其流程图如下：图 3.8 键盘扫描流程图B. LCD显示模块主要是在 LCD显示数字，汉字和图形的子函数。该模块对外主要提供如下功能： void LCD_init();功能：对 LCD进行初始化，对 LCD操作前需要调用此函数参数：null开始有键闭合否？NY延时 6ms有键闭合否？YN获取键号闭合键释放否？NY返回按下的键号返回值：null void LCD_set_state(bit
9、 sw);功能：开关 LCD参数：sw为 0时关掉 LCD，为 1时打开返回值：null uchar LCD_disp_char(uchar * dataAddr,uchar fontWdth,uchar page,uchar startCol);功能：在 LCD上显示字符，包括汉字，数字，英文，图形，占用 2页参数：dataAddr要显示的字符的地址，一般放在单片机的程序存储器里。FontWdth字符的宽度，一般情况下，汉字为 16，数字和英文字母为 8Page字符显示的起始页地址，03StartCol字符显示的起始列地址，0121返回值：null void LCD_clear_all();
10、功能：清除 LCD屏幕的所有字符参数：null返回值：null void LCD_clear_char8(uchar page,uchar startCol);功能：只清除 LCD屏幕上一个 8宽度的字符，用于不需要清除整个屏幕时，比如只清除屏幕上的一个数字参数：page要清除字符的起始页地址，03startCol要清除字符的起始列地址，0121返回值：nullC. 红外发射和接收模块 void IR_init(uchar * IR_buf)功能：红外模块进行初始化参数：IR_buf红外编返回值：null void IR_Scan_parameter(uchar * buf)功能：开始学习红外
11、设备前，对红外设备的参数进行扫描参数：IR_buf红外编码数据缓冲区返回值：null void IR_Study(uchar * IR_buf)功能：学习红外设备的按键编码参数：IR_buf红外编码数据缓冲区返回值：null void IR_Send(uchar * buf)功能：发送红外编码数据参数：IR_buf红外编码数据缓冲区返回值：nullDEEPROM 模块 void write_byte(unsigned int addr,unsigned char dat)功能：向 EEPROM里面写入数据 参数：addr要写入的地址addr要写入的数据返回值：null unsigned cha
12、r read_random(unsigned int addr)功能：从 EEPROM里面读数据 参数：addr要读出的数据的地址返回值：nullE485 通讯模块 void COMM_init()功能：485 通讯，初始化 参数：null返回值：null void COMM_send_frame (unsigned char * buf)功能：485 通讯，发送一帧数据参数：buf-485 通讯一帧数据的缓冲区返回值：null bit COMM_validate(uchar *buf)功能：验证 485通讯中一帧数据的有效性参数：buf-485 通讯一帧数据的缓冲区返回值：1有效；0无效 void COMM_receive() interrupt 4 using 3功能：485 通讯，当接收到一个数据或发送完一个数据时响应此中断参数：null 返回值：null
