曹龍

北方民族大學(xué)電氣信息工程學(xué)院

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基于STM32的學(xué)習(xí)型紅外收發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究

曹龍

北方民族大學(xué)電氣信息工程學(xué)院

隨著人們生活水平的提高，家庭中各種家電設(shè)備也越來(lái)越多，遙控器的數(shù)量也越來(lái)越多，給家庭生活帶來(lái)了一些不便。本文設(shè)計(jì)了一種基于STM32的學(xué)習(xí)型紅外收發(fā)系統(tǒng)，以STM32F103C8T6單片機(jī)為核心，結(jié)合深圳宏芯達(dá)科技有限公司的HXD019智能遙控IC，通過(guò)上位機(jī)的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)紅外遙控信號(hào)進(jìn)行學(xué)習(xí)和發(fā)射，從而方便人們的生活。

STM32 紅外收發(fā) HXD019

1　引言

近年來(lái)，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，樣式繁多的家電設(shè)備正成為人們的生活必需品，隨之而來(lái)的遙控設(shè)備也越來(lái)越多，但是繁多的遙控器也給家庭生活帶來(lái)了一些不便，本文設(shè)計(jì)出一種基于STM32的學(xué)習(xí)型紅外收發(fā)系統(tǒng)，為解決該問(wèn)題提供了新思路。

2　系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

學(xué)習(xí)型紅外收發(fā)系統(tǒng)主要包括STM32紅外學(xué)習(xí)收發(fā)控制部分和上位機(jī)部分，上位機(jī)通過(guò)串口對(duì)STM32紅外學(xué)習(xí)收發(fā)控制部分發(fā)送指令，STM32系統(tǒng)解析上位機(jī)的命令，通過(guò)HXD019完成對(duì)紅外家電遙控編碼的學(xué)習(xí)，在完成編碼學(xué)習(xí)后，即可通過(guò)上位機(jī)直接控制紅外家用電器，替代遙控器控制。下圖1是系統(tǒng)總體框圖。

圖1　系統(tǒng)總體框圖

3　系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

3.1STM32最小系統(tǒng)

系統(tǒng)主控芯片采用意法半導(dǎo)體公司推出的32位RISC（精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)）微控制器STM32F103C8T6，其使用高性能的ARM Cortex-M3內(nèi)核，工作頻率為72MHz。STM32最小系統(tǒng)主要包括晶振時(shí)鐘電路，復(fù)位電路，調(diào)試接口，串行通信接口等，其主要完成對(duì)紅外編碼的數(shù)據(jù)的處理分析，同時(shí)接收上位機(jī)的信息，解析指令，控制紅外發(fā)射模塊將對(duì)應(yīng)的編碼通過(guò)紅外發(fā)射管輸出。

3.2紅外收發(fā)模塊

紅外收發(fā)模塊核心芯片采用深圳宏芯達(dá)科技有限公司的HXD019智能遙控IC，其集多種遙控編碼協(xié)議于一體，具有學(xué)習(xí)各種紅外編碼格式、紅外協(xié)議的功能。學(xué)習(xí)型紅外收發(fā)模塊采用I2C協(xié)議與MCU進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，其中PA0_SCL引腳和PA0_SDA引腳分別為I2C總線的時(shí)鐘線和數(shù)據(jù)線；BUSY引腳用于檢測(cè)紅外學(xué)習(xí)過(guò)程是否結(jié)束；紅外收發(fā)部分采用收發(fā)一體式紅外二極管，與HXD019的IROUT引腳連接，紅外載頻信號(hào)范圍為16-80KHZ，可完成對(duì)市場(chǎng)上常見(jiàn)紅外家電遙控編碼的學(xué)習(xí)。

4　軟件設(shè)計(jì)

紅外收發(fā)模塊軟件設(shè)計(jì)主要包括紅外學(xué)習(xí)過(guò)程和紅外發(fā)射過(guò)程。這里以空調(diào)啟動(dòng)紅外信號(hào)為例介紹紅外學(xué)習(xí)和發(fā)射的過(guò)程：

4.1紅外學(xué)習(xí)過(guò)程

①進(jìn)入上位機(jī)界面的按鈕學(xué)習(xí)模式，單擊上位機(jī)界面的“空調(diào)啟動(dòng)”按鈕，上位機(jī)將按照一定的幀格式，通過(guò)串口下發(fā)紅外學(xué)習(xí)命令；

②STM32的學(xué)習(xí)型紅外收發(fā)系統(tǒng)解析收到的紅外學(xué)習(xí)命令，調(diào)用IR_Learn_Start（）函數(shù)，啟動(dòng)紅外按鈕學(xué)習(xí)進(jìn)程，BUSY引腳設(shè)置為低電平，此時(shí)紅外學(xué)習(xí)指示燈進(jìn)入閃爍狀態(tài)；

③用戶按下空調(diào)“啟動(dòng)按鈕”，對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的紅外二極管，學(xué)習(xí)紅外編碼信號(hào)；

④若BUSY引腳為高電平則表示HXD019模塊已完成紅外編碼學(xué)習(xí)，調(diào)用Get_Learn_Data（unsigned char*learn_data_ out）函數(shù)讀取112字節(jié)的紅外編碼；

⑤將讀取到的紅外編碼按照一定的幀格式進(jìn)行打包，通過(guò)串口將數(shù)據(jù)傳送至上位機(jī)；

⑥上位機(jī)收到紅外編碼數(shù)據(jù)解析存儲(chǔ)，完成整個(gè)“空調(diào)啟動(dòng)”按鍵的學(xué)習(xí)過(guò)程。

4.2紅外發(fā)射過(guò)程

①進(jìn)入上位機(jī)紅外設(shè)備調(diào)控界面，單擊“空調(diào)啟動(dòng)”按鈕，上位機(jī)將“空調(diào)啟動(dòng)”按鈕所對(duì)應(yīng)的紅外編碼進(jìn)行組幀，通過(guò)串口下發(fā)紅外發(fā)射命令；

②STM32的學(xué)習(xí)型紅外收發(fā)系統(tǒng)解析收到的紅外發(fā)送命令，提取紅外控制編碼，調(diào)用Send_IR_Data（char* dat， UINT8 count）函數(shù)向HXD019模塊發(fā)送紅外編碼，紅外信號(hào)通過(guò)紅外二極管控制空調(diào)啟動(dòng)；

③紅外發(fā)射過(guò)程結(jié)束。

5　總結(jié)

經(jīng)過(guò)大量實(shí)際測(cè)試，本文提供的一種基于STM32的學(xué)習(xí)型紅外收發(fā)系統(tǒng)可以完成一般紅外家電設(shè)備的紅外遙控編碼的學(xué)習(xí)，通過(guò)上位機(jī)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同家電的控制，有效的解決了人們生活中頻繁更換遙控器的麻煩，具有一定的實(shí)用型，為現(xiàn)代家居生活提供了便捷的條件。

［1］肖旸，劉昌屏.基于AT89C52的學(xué)習(xí)型紅外遙控器的設(shè)計(jì)［J］.湖北第二師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，28（2）：93-96

［2］唐寶壽.學(xué)習(xí)型紅外遙控器的實(shí)現(xiàn)［J］.信息通信，2011（4）：189-190