杜海濤 田忠?guī)?李傳明

泰山醫(yī)學(xué)院信息工程學(xué)院，山東 泰安 271016

關(guān)于紅外遙控的自跟隨插座設(shè)計

杜海濤 田忠?guī)?李傳明

泰山醫(yī)學(xué)院信息工程學(xué)院，山東 泰安 271016

本文針對目前數(shù)字電視機頂盒的普及，開關(guān)電視對用戶來說成為一件比較麻煩的事情，設(shè)計并完善一款基于紅外遙控的自跟隨插座。系統(tǒng)硬件主要由電源電路、紅外接收電路、指示電路、復(fù)位按鍵、自學(xué)習(xí)按鍵及繼電器開關(guān)電路等部分組成。軟件采用8051C語言進行編程，主要包括紅外解碼程序模塊、EEPROM讀寫程序模塊等組成。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)使用任意遙控器的任意按鍵進行開關(guān)機操作，能使用戶十分方便開關(guān)電視，并在一定程度上節(jié)約電能。

電視機；數(shù)字機頂盒；紅外；插座

TV; set-top box; infrared remote control; socket

引 言

目前，隨著家庭數(shù)字電視機頂盒的普及，對用戶來說開關(guān)電視成為一件比較麻煩的事情。開電視時，需要先按下電視電源開關(guān)再按下機頂盒電源開關(guān)，然后再使用遙控器分別來打開電視和機頂盒電源，至此才能開始收看電視節(jié)目。而關(guān)閉電視時，需要先分別使用機頂盒遙控器和電視遙控器關(guān)閉機頂盒和電視，然后需要關(guān)閉處于待機中的電視和機頂盒電源開關(guān)。同時對于老年人和兒童，經(jīng)常僅使用機頂盒遙控器待機鍵使其處于待機狀態(tài)而忘記切斷電視機及機頂盒電源變?yōu)槌Ｊ拢@一方面存在待機功耗浪費電能，另一方面存在生活隱患極易引起火災(zāi)等現(xiàn)象的發(fā)生。

本設(shè)計針對當(dāng)前現(xiàn)狀設(shè)計并開發(fā)完成了基于紅外遙控的自跟隨插座，從而能使用戶十分方便開關(guān)電視，并在一定程度上避免不必要的電能浪費。本產(chǎn)品投入使用后，用戶只需要使用一只機頂盒的遙控器就可以切斷工作之中的有線電視和機頂盒的電源，為生活提供了更大的便利，并消除了可能存在的生活隱患。

1、系統(tǒng)方案設(shè)計

系統(tǒng)整體設(shè)計方案如圖1所示。系統(tǒng)硬件主要包括基于單片機的紅外接收與繼電器控制模塊，輔助相關(guān)功能模塊實現(xiàn)其自跟蹤的功能。系統(tǒng)軟件主要包括基于紅外接收和自學(xué)習(xí)功能模塊的程序設(shè)計。該自跟蹤插座的主要功能為：

1.1 自學(xué)習(xí)功能。利用單片機內(nèi)部自帶的EEPROM，該插座可以學(xué)習(xí)市面上任意一款遙控器的任意按鍵，以實現(xiàn)其自學(xué)習(xí)功能。

1.2 繼電器控制功能。經(jīng)過自學(xué)習(xí)后的該插座，可以在用戶使用遙控器將相關(guān)設(shè)備切入待機狀態(tài)后延遲5S自動切斷電源。一是消除待機功耗節(jié)約電能，二是消除生活隱患防止意外發(fā)生。

圖1 系統(tǒng)整體方案圖

2、系統(tǒng)硬件組成

系統(tǒng)硬件設(shè)計方案如圖2所示，主要由電源電路、紅外接收電路、指示電路、復(fù)位按鍵、自學(xué)習(xí)按鍵及繼電器開關(guān)電路等部分組成。該系統(tǒng)以STC11F01E單片機為核心，可完成紅外接收、繼電器開關(guān)、系統(tǒng)自學(xué)習(xí)等功能。

圖2 系統(tǒng)硬件設(shè)計方案

2.1 主控芯片

本系統(tǒng)采用宏晶科技的低功耗、超低價微控制器STC11F01E作為本系統(tǒng)的核心。該微控制器為SOP16或DIP16封裝，工作電壓為3.7～5.5V，具有1K字節(jié)Flash程序存儲器，25 6字節(jié)S R A M，且內(nèi)置2K字節(jié)EEPROM，完全滿足該系統(tǒng)設(shè)計需求。

2.2 紅外接收電路

紅外接收電路使用一種集紅外線接收和放大于一體的紅外接收器，不需任何外接元件就能完成從紅外線接收到輸出與TTL電平信號兼容的所有工作。其體積和普通的塑封三極管大小一樣，適合于各種紅外線遙控和紅外線數(shù)據(jù)傳輸。

如圖2所示，紅外接收器對外有三個引腳。分別為管腳Out、管腳GND和管腳Vcc，其與單片機接口連接非常方便。管腳1直接與單片機IO口相連，管腳2接系統(tǒng)的地線，管腳3與系統(tǒng)的電源正極+5V相連。

圖2 紅外接收器示意圖

2.3 繼電器開關(guān)電路

如圖3所示，就是常用的單片機驅(qū)動繼電器控制電路。利用該電路完成對電源的開關(guān)控制。

圖3 繼電器控制電路

2.4 自學(xué)習(xí)功能設(shè)計

該模塊主要基于STC11F01E內(nèi)置的2K字節(jié)的EEPROM單元配合外置的自學(xué)習(xí)按鍵來實現(xiàn)。當(dāng)初次使用該插座時，按住自學(xué)習(xí)按鍵同時按下數(shù)字機頂盒遙控器的待機鍵并對準該插座的紅外接收器，此時該遙控器的待機鍵的紅外碼值就會寫入M C U的EEPROM中，插座完成自學(xué)習(xí)功能。下次使用數(shù)字機頂盒遙控器的待機鍵就是該插座的電源關(guān)閉按鍵。

3、系統(tǒng)軟件設(shè)計

本設(shè)計采用Keil C進行軟件編程設(shè)計。該自跟隨插座主要功能為：當(dāng)用戶使用任意型號數(shù)字機頂盒遙控器的開關(guān)機按鍵進行機頂盒由工作狀態(tài)轉(zhuǎn)為待機狀態(tài)時，該插座能自動跟隨其動作在延時5S后將整個插座電源徹底切斷，從而使目前復(fù)雜的關(guān)機流程變得十分簡單，同時有效減少了待機功耗。

本文主要介紹紅外遙控解碼程序及自學(xué)習(xí)功能模塊的設(shè)計。

3.1 紅外遙控接收模塊程序設(shè)計

// 紅外遙控解碼程序。當(dāng)遙控某按鍵按下，將生成對應(yīng)該按鍵的紅外碼值。其中：變量bb為紅外遙控解碼程序得到的紅外碼值；

3.2 自學(xué)習(xí)功能模塊程序設(shè)計

該系統(tǒng)具有自學(xué)習(xí)功能，配備自學(xué)習(xí)按鍵。自學(xué)習(xí)功能模塊主要通過MCU自帶EEPROM實現(xiàn)其功能。其主要功能為：當(dāng)按住插排底座的自學(xué)習(xí)按鍵，遙控器對準紅外接收區(qū)，按數(shù)字機頂盒遙控器上開關(guān)機按鍵，指示燈連續(xù)快速閃動四次，此時更改完成，此后關(guān)機鍵就是數(shù)字機頂盒遙控器的開關(guān)按鍵。

STC11F01E內(nèi)置字節(jié)2KEEPROM，其讀寫程序可參考相關(guān)器件手冊。

自學(xué)習(xí)功能模塊相關(guān)程序如下：

if(czj==0) // 自學(xué)習(xí)按鍵按下有效時

{

/ 指示燈四次快速閃動，表示自學(xué)習(xí)配置完成。其中zsd對應(yīng)系統(tǒng)指示燈，0表示指示燈亮，1表示指示燈滅。

結(jié)論

基于紅外遙控的自跟隨插座使家庭用戶在安裝數(shù)字電視機頂盒的情況下開關(guān)電視變得十分簡單。而隨著數(shù)字電視機頂盒的普及，由于本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)輕巧、成本低廉，并且方便、安全、智能，因此具有十分良好的推廣前景和應(yīng)用價值。

[1] 張永格.基于AT89S51單片機的無線遙控開關(guān)設(shè)計與實現(xiàn)[J].制造業(yè)自動化,2011(2):120-122.

[2] 李從宏.基于功能碼的紅外遙控軟件解碼技術(shù)[J].單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用,2010(9):72-73.

[3] 李澤光.基于單片機的紅外遙控器解碼器的設(shè)計[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2007(9):36-37.

[4] 施新華.利用單片機實現(xiàn)的紅外遙控技術(shù)[J].上海電機學(xué)院學(xué)報,2006,9(3):69-71.

Design of Self-following Socket Based on infrared remote-control

According to the popularization of digital TV set-top box at present, it is a troublesome thing for the user to switch the tv, a self-following socket is designed and improved based on infrared remote control.The system hardware is mainly composed of power supply circuit, infrared receiving circuit, indicating circuit, reset button, self-learning circuit and relay circuit.The software is mainly composed of infrared decoding module, EEPROM read and write module and so on based on keil c.The system can be implemented using any remote keys to switch the tv.For the user it is convenient to switch television, and save electric energy in some degree.

TH811.9

A

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.24.066

杜海濤，男，1981年生，講師，主要研究方向：計算機控制，嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用