多媒體投影機(jī)遙控器的STC12C5410單片機(jī)仿真

當(dāng)前，投影機(jī)已是高校多媒體教室的常規(guī)設(shè)備，但是由于使用頻繁，人員又雜，投影機(jī)遙控器損壞及遺失的情況時(shí)有發(fā)生。因?yàn)閷W(xué)校用的投影機(jī)均為進(jìn)口產(chǎn)品，遙控器很難配到，并且能買(mǎi)到的話價(jià)格也是異常昂貴。利用單片機(jī)仿真遙控器的功能，制作成本很低的投影機(jī)遙控器具有實(shí)用推廣價(jià)值。

制作投影機(jī)遙控器的關(guān)鍵是先要讀出原投影機(jī)遙控器（同型號(hào)）的所有按鍵的控制碼數(shù)據(jù)，然后做成按鍵控制碼表格，當(dāng)仿真時(shí)在按鍵操作下單片機(jī)將不同的控制碼數(shù)據(jù)發(fā)射出去，達(dá)到遙控投影機(jī)的目的。

1 讀遙控器按鍵碼方法

1．1讀遙控器按鍵碼硬件電路

如圖1為單片機(jī)讀投影機(jī)遙控鍵碼的控制電路。單片機(jī)使用宏晶公司的STC12C5410，P1.6口燈用作讀碼狀態(tài)的指示，燈亮代表讀碼狀態(tài)。P1.7口燈用于指示遙控發(fā)射操作，閃爍時(shí)代表遙控碼發(fā)射中，在讀碼狀態(tài)下，當(dāng)P1.6口燈滅而P1.7口燈亮?xí)r代表碼已讀入。第（1）腳為單片機(jī)的復(fù)位腳，采用簡(jiǎn)單的RC上電復(fù)位電路，（6）腳為外中斷輸入口，用于讀碼功能的轉(zhuǎn)換控制，當(dāng)按一下（6）腳口的開(kāi)關(guān)時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入中斷讀碼狀態(tài)。（8）腳用于紅外線接收頭的輸出信號(hào)讀入。（11）腳作為遙控器的紅外線信號(hào)輸出口，用于輸出40KHz載波編碼。（12）腳接遙控測(cè)試開(kāi)關(guān)。（4）、（5）腳外接12M晶振。

圖1 單片機(jī)讀遙控鍵碼電路原理圖

當(dāng)按一下“學(xué)習(xí)”開(kāi)關(guān)時(shí)，P1.6口的讀碼燈亮，表示進(jìn)入讀碼狀態(tài)，此時(shí)將需要仿真的遙控器某按鍵對(duì)著紅外接收頭按一下，當(dāng)P1.6口的燈滅而 P1.7口的指示燈亮?xí)r，讀碼成功。從計(jì)算機(jī)超級(jí)終端串口中可獲得鍵碼的數(shù)據(jù)。為了測(cè)試讀得的碼是否正確，可按一下發(fā)射測(cè)試開(kāi)關(guān)，看是否能正確實(shí)現(xiàn)投影機(jī)的功能操作。按以上方法將原投影機(jī)遙控器的所有按鍵碼讀入計(jì)算機(jī)備用。圖2和圖3分別是紅外線接收頭輸出端口及發(fā)射遙控碼時(shí)的單片機(jī)輸出口波形圖。

1．2 讀遙控器按鍵碼軟件設(shè)計(jì)

圖4是讀遙控器按鍵碼控制軟件的主程序流程。圖5是中斷讀入鍵碼數(shù)據(jù)的程序流程圖。

圖4主程序流程圖

圖5中斷讀鍵碼程序流程圖

中斷讀鍵碼程序在編程設(shè)計(jì)中非常重要。它要完成遙控碼起始位的識(shí)別及脈寬計(jì)數(shù)、遙控碼編碼位的寬度計(jì)數(shù)、結(jié)束位的認(rèn)別等功能。通過(guò)大量的不同種類的遙控碼波形實(shí)驗(yàn)分析，遙控碼的幀間歇位寬度均在10 ms以上，起始位碼寬度在100μs—20ms之間，編碼位在100μs—5ms之間，為確保對(duì)所有遙控器讀碼的成功，采用以下設(shè)計(jì)方法：

（1）尋提起始位方法：用16位DPTR計(jì)數(shù)器對(duì)高電平進(jìn)行寬度計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)采樣周期為21μs，當(dāng)高電平結(jié)束時(shí)，如高8位計(jì)數(shù)器為非零，則說(shuō)明高電平寬度超過(guò)5.35ms（255×21μs），緊接來(lái)的低電平碼就是起始位，否則重新開(kāi)始。

（2）讀起始位方法：采用16位DPTR對(duì)低電平進(jìn)行寬度計(jì)數(shù)（最大可讀寬度為1.376s），當(dāng)高電平跳變時(shí)結(jié)束計(jì)數(shù)，并將DPTR的高8位、低8分別存入R₄，R₅寄存器。

（3）讀遙控編碼的方法：采用DPTR低8位計(jì)數(shù)器對(duì)碼（高電平或低電平）進(jìn)行寬度計(jì)數(shù)，電平跳變時(shí)結(jié)束計(jì)數(shù)，并將值存入規(guī)定的地址，在高電平碼計(jì)數(shù)時(shí)，如DPTR高8位計(jì)數(shù)器為非零（寬度大于5.35ms），則判定為結(jié)束幀間隔位，在相應(yīng)存儲(chǔ)單元寫(xiě)入OOH作為結(jié)束標(biāo)志。

2 投影機(jī)仿真遙控器的設(shè)計(jì)

2．1仿真遙控器硬件電路的設(shè)計(jì)

圖6是投影機(jī)仿真遙控器的電路原理圖。采用4*8的行列式按鍵開(kāi)關(guān)，可有32個(gè)操作按鍵。遙控器從P3.7口輸出40K的紅外線調(diào)制信號(hào)。

圖6 投影機(jī)仿真遙控器電路原理圖

2．2 仿真遙控器軟件的設(shè)計(jì)

仿真遙控器中通過(guò)主程序的循環(huán)查鍵執(zhí)行相應(yīng)的鍵碼發(fā)射功能，鍵碼表是寫(xiě)在ROM中的，因此完成編程后是不能再改的。程序包括以下主要模塊：

（1）初始化程序。P1及P3端口置位，設(shè)置計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)模式、控制字等。

（2）鍵盤(pán)掃描程序。完成32個(gè)按鍵的掃鍵工作，并翻譯成相應(yīng)的32個(gè)鍵號(hào)，使能執(zhí)行相應(yīng)的鍵功能。

（3）按鍵功能程序。利用定時(shí)器定時(shí)中斷功能，實(shí)現(xiàn)40KHz載波的產(chǎn)生；利用ROM表上各按鍵相應(yīng)的起始位控制數(shù)據(jù)、高電平控制數(shù)據(jù)、低電平控制數(shù)據(jù)控制載波的發(fā)送時(shí)間及間隔時(shí)間。遙控碼調(diào)制發(fā)射的算法如下：

①[發(fā)起始位調(diào)制波]

取ROM表中起始位數(shù)據(jù)；

開(kāi)40KHZ方波定時(shí)器；

起始位數(shù)據(jù)減1，不為零，延時(shí)21μs后重復(fù)執(zhí)行本句；

為零執(zhí)行下句；

②[發(fā)高電平間隔位]

關(guān)40KHZ方波定時(shí)器；

取ROM表中高電平數(shù)據(jù)；如數(shù)據(jù)為0，延時(shí)10ms后結(jié)束算法；不為零執(zhí)行下句；

數(shù)據(jù)減1，不為零，延時(shí)21μs后重復(fù)執(zhí)行本句；

為零執(zhí)行下句；

③[發(fā)低電平調(diào)制波]

取ROM表中低電平數(shù)據(jù)；

開(kāi)40KHZ方波定時(shí)器；

低電平數(shù)據(jù)減1，不為零，延時(shí)21μs后重復(fù)執(zhí)行本句；為零轉(zhuǎn)②循環(huán)；

④算法結(jié)束

3 主要性能指標(biāo)

（1） 讀碼器最大學(xué)習(xí)碼長(zhǎng)：206bit

（2） 讀碼器讀碼識(shí)別范圍：起始位：21μs~1.376s，編碼位：21μs ~5.355ms

（3） 讀碼誤差：+21μs

（4） 讀碼器幀間歇位識(shí)別范圍：小于1.37s，大于5.355ms

（5） 仿真遙控器發(fā)射距離：大于10M

4 小結(jié)

多媒體投影機(jī)的單片機(jī)仿真遙控器性能與軟件的設(shè)計(jì)具有密切的關(guān)系，特別是碼寬計(jì)數(shù)的采樣周期，關(guān)系到能否識(shí)別出起始位及遙控碼采樣精度問(wèn)題，在編程時(shí)需多次實(shí)驗(yàn)測(cè)試，相互兼顧，本設(shè)計(jì)中讀碼采樣周期為21μs，經(jīng)測(cè)試可正確仿真市場(chǎng)上常用的投影機(jī)及彩電、空調(diào)等設(shè)備。

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