一種智能紅外遙控開關(guān)的原理及設(shè)計

　　紅外解碼電路中的微控制器選用ATmega8L的AVR單片機(jī)。它的工作電壓為2．7～5．5 V，4 MHz(3 V，25℃)時功耗，工作模式為3．6mA，空閑模式為1．0 mA，掉電模式僅為0．5μA，采用先進(jìn)的RISC結(jié)構(gòu)，除了擁有8 KB的系統(tǒng)內(nèi)可編程FLASH存儲器，還有512 B的E2PROM，可用于記憶各類遙控器發(fā)射出的各種紅外編碼信號。

　　紅外接收電路使用集成紅外接收器成品，同時實(shí)現(xiàn)紅外接收、放大、整形的功能，一般不需要任何外接元件就能完成從紅外接收到輸出TTL電平兼容信號的所有工作。接收器對外只有3個引腳：電源Vcc，公共地GND和1個脈沖信號輸出OUT。由圖3可以看出，其與單片機(jī)接口非常方便。

　　當(dāng)按下“記憶”按鍵S1時，紅外接收頭SPH開始記錄遙控器發(fā)出的信號，同時將接收到的信號保存在單片機(jī)ATmega8L的E2PROM中。以后當(dāng)遙控器發(fā)出同樣的紅外脈沖信號時，通過紅外接收頭接收并與E2PROM中的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，如果一致，就發(fā)出控制信號控制開關(guān)的通斷。

3 程序設(shè)計

　　紅外遙控接收頭解調(diào)出的編碼是串行二進(jìn)制碼，包含著遙控器按鍵信息。但它還不便于CPU讀取識別，因此需要先對這些串行二進(jìn)制碼進(jìn)行解碼。本設(shè)計采用的是軟件解碼方式對接收到的紅外信號進(jìn)行解碼。

　　3．1 紅外遙控器發(fā)射編碼簡介

　　目前應(yīng)用中的各種紅外遙控系統(tǒng)的原理都大同小異，區(qū)別只是在于各系統(tǒng)的信號編碼格式不同。遙控器所產(chǎn)生的脈沖編碼的格式一般為：

　　其中，引導(dǎo)脈沖為寬度是10 ms左右的一個高脈沖和一個低脈沖的組合，用來標(biāo)識指令碼的開始。識別碼、鍵碼、鍵碼的反碼均為數(shù)據(jù)編碼脈沖，用二進(jìn)制數(shù)表示?！癘”和“1”均由毫秒量級的高低脈沖的組合代表識別碼(即用戶碼)是對每個遙控系統(tǒng)的標(biāo)識。當(dāng)指令鍵按下時，指令信號產(chǎn)生電路便產(chǎn)生脈沖編碼。鍵碼后面一般還要有鍵碼的校驗(yàn)碼，用來檢驗(yàn)鍵碼接收的正確性，防止誤動作，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性。

　　3．2存儲編碼程序設(shè)計

　　當(dāng)按下“記憶”按鍵S1時，單片機(jī)進(jìn)入存儲記憶紅外遙控編碼的狀態(tài)。ATmega8L單片機(jī)首先關(guān)閉中斷，等待遙控器發(fā)出的紅外遙控編碼輸入。當(dāng)紅外遙控編碼輸入后，單片機(jī)將其保存至E2PROM中。這樣，即使斷電之后，單片機(jī)存儲在E2PROM中的信息也不會丟失，可以保證斷電后的正常使用。存儲紅外信號的編碼程序流程圖如圖4所示。

　　3．3 軟件解碼程序設(shè)計

　　軟件解碼則由ATmega8L單片機(jī)的外部中斷、定時器以及軟件構(gòu)成一個紅外遙控接收系統(tǒng)。定時器用于延時測量兩個脈沖串之間的間隔。外部中斷用于當(dāng)接收到紅外脈沖信號時觸發(fā)定時器進(jìn)行數(shù)據(jù)接收。當(dāng)紅外接收管接收到紅外脈沖時，程序首先出發(fā)外部中斷，由外部中斷啟動定時器，每個一段時間間隔就采樣一次，并將采樣到的紅外脈沖編碼保存到RAM變量中，然后與存儲編碼程序中所保存的編碼進(jìn)行比較，當(dāng)兩者相同時則認(rèn)為是按下了開關(guān)按鍵，進(jìn)行相應(yīng)的開關(guān)操作，否則程序不執(zhí)行開關(guān)操作。軟件解碼程序的流程圖如圖5所示。

4 結(jié)語

　　目前的家用電器，如電視機(jī)、VCD、DVD和功放機(jī)等一般都配備了遙控器及智能化控制技術(shù)，給人們的使用帶來了極大的方便。隨之而來的小家電如電燈的控制也在向自動化、智能化操作方面發(fā)展，這樣才能滿足人們的生活需求。智能紅外遙控開關(guān)充分利用了現(xiàn)在家用電器繁多的遙控器，實(shí)現(xiàn)了遙控器的功能復(fù)用，而且在軟件解碼紅外遙控系統(tǒng)中，解碼的核心是CPU，電路極為簡單無須外圍器件，體積小，抗干擾能力強(qiáng)。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)多次測試，該開關(guān)可以替換原墻壁開關(guān)，不用再增加連線，為安裝和使用提供了方便。把原機(jī)械式墻壁換成該遙控開關(guān)不僅實(shí)用，也很安全經(jīng)濟(jì)。