基于單片機的紅外轉(zhuǎn)射頻遙控系統(tǒng)

引言
近年來，隨著人民生活水平的提高，帶紅外遙控的家用電器種類越來越多，如電視、空調(diào)、DVD等，但由于各種紅外遙控編碼格式不同，使得各種產(chǎn)品的遙控器不能相互兼容，用戶在使用過程中很容易產(chǎn)生混亂，而且各種遙控器的功能也都大同小異，從而造成很大的資源浪費；另外，紅外遙控信號的發(fā)射與接收會受到障礙物的遮擋，而且傳輸距離有限。如果能夠?qū)⒓矣秒娖鞯倪b控器集成為一體，并克服紅外遙控距離和方向的限制，無疑將會給人們的生活帶來很大的便利。基于這樣的目的，本文設(shè)計了一種轉(zhuǎn)換裝置，將紅外遙控轉(zhuǎn)換為射頻遙控，利用地址編碼和數(shù)據(jù)編碼，把對多個對象的遙控集成在一個射頻遙控器上，充分利用射頻信號傳輸距離遠、無方向性的優(yōu)點，并采用多種抗干擾技術(shù)以提高系統(tǒng)的可靠性。
1總體方案設(shè)計

系統(tǒng)主要有遙控裝置和轉(zhuǎn)換裝置兩部分組成，接收控制部分是紅外遙控的對象，如電視機，空調(diào)等設(shè)備。射頻遙控器由按鍵信息輸入、編碼及射頻發(fā)射電路組成，主要功能是將用戶的輸入信息進行編碼，經(jīng) 433MHz的載波調(diào)制，并通過天線發(fā)射出去。它和電視機的遙控器功能相似，不同的是它發(fā)射的射頻信號不受環(huán)境限制且能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離傳輸。轉(zhuǎn)換裝置包括射頻信號的接收解調(diào)、紅外調(diào)制及紅外發(fā)射部分，主要功能是從接收的射頻信號中，解調(diào)出遙控信息，并按照紅外遙控的編碼體制對信息進行編碼，并調(diào)制在 38kHz的載波（38kHz載波頻率是家電類紅外遙控的主流載頻，還有其它頻率，如 36kHz、40kHz，但只是小部分 ）上，經(jīng)紅外發(fā)射管的二次調(diào)制，發(fā)射紅外遙控信號，從而實現(xiàn)對受控設(shè)備的控制。實際應(yīng)用時，一個射頻遙控器，可以通過地址編碼控制多個轉(zhuǎn)換裝置，將轉(zhuǎn)換裝置分別固定在不同的受控對象上，并使其紅外發(fā)射管對準受控對象的紅外接收頭，這樣就不需要改動受控對象的內(nèi)部電路，就可實現(xiàn)射頻遙控的轉(zhuǎn)換，從而簡化了電路，降低了成本。

2．編、解碼芯片簡介
PT2262是一款數(shù)據(jù)編碼芯片，最多有 12位三態(tài)地址線 (“0”或“1”或“懸空” )，可提供 531,441種編碼地址，因此可以極大地減少地址沖突，實現(xiàn)多路遙控的功能。 PT2262將地址碼和數(shù)據(jù)碼（A0~A5和 A6/D5~A11/D0）轉(zhuǎn)變?yōu)榇袛?shù)據(jù)，并從第 17腳輸出相應(yīng)的編碼信號波形。與 PT2262相對應(yīng)的解碼芯片 PT2272則從解調(diào)出的數(shù)據(jù)中，提取相應(yīng)的地址和數(shù)據(jù)編碼信息，并和本地設(shè)定的地址進行兩次比較，如果地址相同，則根據(jù)指令中的數(shù)據(jù)信息執(zhí)行相應(yīng)的動作；否則，不響應(yīng)這條指令 。這樣，通過控制發(fā)射端的地址編碼就可實現(xiàn)對多個對象的控制，通過控制發(fā)射端的數(shù)據(jù)編碼，就可對一個受控對象執(zhí)行多種操作。
3．紅外遙控信號的碼形

紅外遙控器是利用紅外線作載體傳送信息的，該二進制信息一般由引導(dǎo)碼、用戶碼、功能碼組成，紅外遙控編碼的格式如圖所示：

首先發(fā)射 9ms高電平起始信號，4.5ms低電平，合稱引導(dǎo)碼。接著發(fā)射“低 8位用戶碼 +高 8位用戶碼 +8位功能碼 +8位功能碼反碼”，共 32位。二進制“ 0”用“0.56ms高電平 +0.56ms低電平”表示， “1”用“0.56ms高電平+1.68ms的低電平”表示 [4]。接收的信號與發(fā)射的信號正好相反，即發(fā)射為高電平時，接收為低電平。所以接收到信號時，通過檢測高電平的長度就可以判斷傳輸?shù)氖恰?0”還是“1”，發(fā)射信息的冗余主要是為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力。
不同的紅外受控對象有自己惟一的用戶碼，因此通過發(fā)送不同的用戶碼就可以區(qū)分開該遙控信息是發(fā)送給哪個受控對象的。受控對象從信號中解調(diào)出功能碼，并根據(jù)功能碼，執(zhí)行相應(yīng)的功能和動作。在本系統(tǒng)中，用戶碼就是編碼芯片的地址編碼，功能碼就是遙控器上的鍵值，即編碼芯片上的數(shù)據(jù)編碼。
4．硬件電路設(shè)計及實現(xiàn)
AT89C2051單片機功耗低，體積小，適用于各種便攜式設(shè)備，因此在轉(zhuǎn)換電路中采用這款芯片；如果控制對象少，需要的端口也少，那么射頻遙控器電路也可以采用 AT89C2051；在設(shè)計中，為驗證系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)控制多路信號的功能，遙控器電路采用 AT89C51單片機，這樣可以增加更多的遙控對象。硬件電路主要包括射頻遙控器電路和轉(zhuǎn)換裝置電路兩部分。