摘 要:遙控技術(shù)中紅外線遙控技術(shù)具有突出的優(yōu)勢，借助USB與其結(jié)合完成對PC的控制可以拓展其應(yīng)用的領(lǐng)域，以此將遠(yuǎn)程控制PC技術(shù)引入實(shí)際應(yīng)用中，本文對基于USB的紅外遙控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了簡要的介紹。

關(guān)鍵詞:紅外線遙控; USB技術(shù);硬件系統(tǒng);驅(qū)動編制

中圖分類號:TP872 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-7712 (2012) 12-0092-01

從遙控技術(shù)的發(fā)展看，紅外技術(shù)是一種較為可靠的信息傳輸技術(shù)。紅外遙控技術(shù)就是利用紅外線發(fā)射與接收裝置，完成數(shù)字信號的傳遞。發(fā)射裝置將控制指令進(jìn)行編碼、調(diào)制、放大、激勵等，形成一定頻率的紅外線脈沖向預(yù)定目標(biāo)發(fā)射。接收裝置則經(jīng)過調(diào)制、放大、解調(diào)后形成還原指令內(nèi)容，控制設(shè)備完成指令動作。其優(yōu)勢為體積小、功耗低、抗干擾能力強(qiáng)等，因此受到了業(yè)界的關(guān)注。

一、基于USB的紅外線遙控系統(tǒng)概述

紅外線遙控技術(shù)在應(yīng)用中優(yōu)勢明顯，因此其在多個(gè)領(lǐng)域獲得了應(yīng)用，借助該技術(shù)的優(yōu)勢使其與USB相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)向PC機(jī)發(fā)送指令的完成控制是紅外遙控技術(shù)的一個(gè)拓展?；赨SB的遙控系統(tǒng)主要是通過USB將數(shù)據(jù)接收并傳輸給PC機(jī)，由上位機(jī)執(zhí)行相應(yīng)的程序指令，以此實(shí)現(xiàn)對PC的遙控，該系統(tǒng)的優(yōu)勢是靈活小巧可以嵌入到多種電子設(shè)備中，以此實(shí)現(xiàn)一個(gè)遙控器遙控多機(jī)的效果。

二、基于USB的紅外遙控工作原理

基于USB的紅外線遙控技術(shù)在執(zhí)行中先由發(fā)射端所產(chǎn)生的1、0分別代表高低電平，該信號被調(diào)制為38或者40KHz等高頻信號上。然后利用紅外線發(fā)射二極管向接收目標(biāo)發(fā)射信號;接收裝置對這個(gè)高頻的紅外信號進(jìn)行放大、整形，使之還原為1、0編碼，即形成高低電平的脈沖，然后利用單片機(jī)或者邏輯譯碼等實(shí)現(xiàn)控制，驅(qū)動PC執(zhí)行動作。

三、 USB技術(shù)優(yōu)勢與系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

(一)USB的技術(shù)優(yōu)勢

要利用USB技術(shù)就需要了解其性能特征，隨著通用化串行總線的USB硬件設(shè)備和軟件不斷的完善，USB接口已經(jīng)成為了PC機(jī)上的標(biāo)準(zhǔn)接口。其優(yōu)勢如下:現(xiàn)行的軟件系統(tǒng)已內(nèi)置USB驅(qū)動，使其可以實(shí)現(xiàn)即插即用，大大縮減了開發(fā)軟件的時(shí)間，降低了系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本提高適應(yīng)性;USB的拓展能力強(qiáng)且傳輸速度快;USB的性價(jià)比較高，相比與串行總線、并行總線、SCSI總線等性價(jià)比優(yōu)勢明顯;USB使用更加的靈活，且多數(shù)電子產(chǎn)品已經(jīng)具備了USB控制功能，綜合看利用USB為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)紅外線遙控裝置顯然有獨(dú)特的優(yōu)勢。

(二)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在硬件選擇中，P89C58芯片包含了非易失性FLASH，可以并行可編程的存儲器，且可以在裝載器的引導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)串行編程ISP，其80C51核心處理元件，速度最高為33MHz，靜態(tài)操作時(shí)RAM可以達(dá)到64K，且具備4級中斷6個(gè)中斷源4個(gè)8位I/O接口，全雙工的增強(qiáng)型UART可對數(shù)據(jù)幀的錯(cuò)誤進(jìn)行檢測，自動的獲知和識別地址。電源的控制模型也有多種選擇，時(shí)鐘的停止、恢復(fù)、空閑、斷電模式等。具有可編輯的時(shí)鐘輸出，雙DPTR寄存器由3個(gè)定時(shí)器(16位)。這樣的硬件構(gòu)成可以支持紅外線遙控系統(tǒng)的拓展功能，所以選擇其作為系統(tǒng)CPU。因?yàn)樵O(shè)計(jì)對象是ISR模式下工作，所以需要在編程的時(shí)候，考慮響應(yīng)時(shí)中斷設(shè)置響應(yīng)的標(biāo)志。單片機(jī)通過識別這些響應(yīng)中斷的標(biāo)志來控制程序的執(zhí)行，這樣就可以提高單片機(jī)的處理效率，使之可以處理更多的數(shù)據(jù)。

CPU除了需要對系統(tǒng)的中斷進(jìn)行處理，還需要對紅外接收器發(fā)出的數(shù)據(jù)進(jìn)行接收與處理，在設(shè)計(jì)中沒有考慮采用單片機(jī)的串口對信號完成接收，轉(zhuǎn)而采用的是P2.7模擬串口完成此項(xiàng)工作。其優(yōu)勢是:可自定義傳輸格式，從而提高可靠性;簡化CPU對中斷的處理過程，可靠性較高，因?yàn)樵?9C58中對中斷的優(yōu)先級控制有兩個(gè)級別，即高與低。而如果對系統(tǒng)操作中有兩個(gè)中斷如果出現(xiàn)第三個(gè)，就會增加負(fù)擔(dān)。

(三)驅(qū)動程序設(shè)置

針對系統(tǒng)的驅(qū)動軟件開發(fā)，因此采用的是USB技術(shù)因此可以利用Windows ddk，這時(shí)微軟公司提供的一個(gè)windows驅(qū)動程序的開發(fā)工具。利用ddk開發(fā)驅(qū)動較為成熟?，F(xiàn)在很多第三方軟件開發(fā)商已經(jīng)提供了多種生成工具，如driver work和 driver Wizard等。這些程序都可以在較短的時(shí)間內(nèi)就完成對USB的驅(qū)動程序編制。而對于WIN98以上的系統(tǒng)對于USB而言其驅(qū)動都是WDM類型。使用ddk進(jìn)行程序設(shè)計(jì)主要可以分為五個(gè)層次:用戶程序設(shè)計(jì)，用戶自己編寫程序，可以直接執(zhí)行exe程序;IO管理，主要是Windows管理，針對用戶應(yīng)用程序和驅(qū)動程序之間的數(shù)據(jù)交換，完成時(shí)利用IRP實(shí)現(xiàn)驅(qū)動程序，在ddk完成裝載后，可以自行編制驅(qū)動，程序中不同的部分分別通過IRP完成數(shù)據(jù)交互。當(dāng)一個(gè)例程處理完成后，狀態(tài)信息也將設(shè)置完成，并將此IRP反饋會程序;硬件抽象層，在windows管理為客戶編寫程序提供了多種方式，而且硬件抽象層還提供了利用一個(gè)驅(qū)動解釋到不同平臺的功能;硬件控制，在驅(qū)動程序中，利用例程來對函數(shù)進(jìn)行表達(dá)。驅(qū)動程序設(shè)計(jì)也可針對性開發(fā)，如上位機(jī)程序開發(fā)所使用的VB6.0.VB是目前較為流行的程序編輯軟件，其可視化功能突出。利用時(shí)間驅(qū)動編程機(jī)制完成程序設(shè)計(jì)，用戶不用向以往編程那樣精確執(zhí)行步驟，程序也不是很長，只有簡單的將程序片段設(shè)計(jì)出來就可以完成操作。VB同時(shí)也提供了圖形工作環(huán)境，利用圖像來輔助設(shè)計(jì)，使得用戶應(yīng)用更加的方便。

四、結(jié)束語

USB是目前多種電子設(shè)備所能提供的控制接口，因此利用其進(jìn)行紅外遙控可以拓展紅外遙控的應(yīng)用領(lǐng)域。在設(shè)計(jì)中可以選擇系統(tǒng)芯片較多，如PDIUSBD12，就是一種性價(jià)比較高的USB接口元件，借助于CPU就可對芯片進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)紅外遙控的功能。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要特征就是突出了靈活性，在信息化高度發(fā)展的今天，利用紅外線遙控技術(shù)通過USB實(shí)現(xiàn)對PC的控制是具有廣闊前景的。

參考文獻(xiàn):

[1]徐錦鋼，沈緐，孫俊杰.基于單片機(jī)的USB數(shù)據(jù)通信接口設(shè)計(jì)與研究[J].江西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，(02)

[2]趙海標(biāo)，馬明濤.多功能紅外遙控開關(guān)的設(shè)計(jì)[J].吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，(02).

[3]張永格.基于AT89S51單片機(jī)的無線遙控開關(guān)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].制造業(yè)自動化，2011，(04).