譚明 胡廷煬 徐永昌 侯云龍

摘 要：萬能空調(diào)遙控器的核心是學(xué)習(xí)模式，即利用紅外模塊接收、識(shí)別、存儲(chǔ)信號(hào)，再調(diào)用發(fā)射信號(hào)。學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)就是記錄下學(xué)習(xí)對(duì)象的紅外編碼，記錄高低電平各自持續(xù)的時(shí)間長度，需要時(shí)將其發(fā)射出來。識(shí)別記錄紅外編碼信號(hào)可使用直接記錄下的高低電平時(shí)間以調(diào)用，也可采用代碼將高低電平代表的意義識(shí)別出來，用邏輯0與1記錄。

關(guān)鍵詞：萬能遙控器;學(xué)習(xí)算法;紅外遙控;單片機(jī);紅外編碼;PWM;PPM

中圖分類號(hào)：TP301文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-1302（2019）10-00-03

0 引 言

隨著社會(huì)的進(jìn)步與科技的發(fā)展，人們的生活水平有了很大提升，空調(diào)日益普及。空調(diào)有多種型號(hào)，不同型號(hào)的遙控器不得串用，因此設(shè)計(jì)一款萬能空調(diào)遙控器很有必要。萬能空調(diào)遙控器最重要的一個(gè)功能就是學(xué)習(xí)模式，使之能夠?qū)W習(xí)各個(gè)空調(diào)的編碼，以便遙控對(duì)應(yīng)的空調(diào)。

1 學(xué)習(xí)模式總體說明

萬能空調(diào)遙控器的學(xué)習(xí)模式主要分為三個(gè)步驟：

（1）利用紅外模塊捕捉空調(diào)遙控器的遙控信號(hào);

（2）利用單片機(jī)識(shí)別紅外信號(hào)并暫時(shí)存儲(chǔ);

（3）將捕捉到的信號(hào)進(jìn)行確認(rèn)后存在存儲(chǔ)芯片中，以備調(diào)用。

學(xué)習(xí)模式流程如圖1所示。

利用單片機(jī)識(shí)別紅外信號(hào)有兩種方案，具體如下。

方案一：當(dāng)單片機(jī)自身的運(yùn)算速度極快時(shí)，直接使用定時(shí)器計(jì)時(shí)，外部使用I/O輸入模式，使用上升與下降沿中斷捕捉并記錄每個(gè)間隔時(shí)間及高低電平以備用，每識(shí)別一段波便存儲(chǔ)下來備用，分別使用對(duì)應(yīng)的按鈕調(diào)用對(duì)應(yīng)的指令段。對(duì)應(yīng)的流程如圖2所示。

方案二：當(dāng)單片機(jī)自身的運(yùn)算速度不夠快，即計(jì)時(shí)器不夠快、精度不夠時(shí)，只采集對(duì)應(yīng)的高低電平及其模糊時(shí)間，其模糊時(shí)間必須達(dá)到足夠的辨識(shí)度，能夠識(shí)別其中的邏輯0與1，由于不同的空調(diào)有不同的邏輯脈寬時(shí)間，因此只要獲得信號(hào)輸出高低電平的模糊時(shí)間，將其固定在某個(gè)脈沖時(shí)間的周圍，逐一試用即可找到。流程如圖3所示。

2 空調(diào)遙控紅外信號(hào)說明

現(xiàn)有的紅外遙控包括PWM（脈沖寬度調(diào)制）和PPM（脈沖位置調(diào)制）兩種方式，兩種方式編碼的代表分別為NEC和PHILIPS的RC-5，RC-6以及RC-7。本文主要介紹NEC與RC-5。

NEC格式的特征如下：

（1）使用38 kHz載波頻率;

（2）引導(dǎo)碼間隔為（9+4.5）ms;

（3）使用16位客戶代碼;

（4）使用8位數(shù)據(jù)代碼和8位取反的數(shù)據(jù)代碼。

NEC協(xié)議通過脈沖串之間的時(shí)間間隔實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制。邏輯0由0.56 ms的38 kHz載波和0.56 ms的無載波間隔組成;邏輯1由0.56 ms的38 kHz載波和1.68 ms的無載波間隔組成;結(jié)束位是0.56 ms的38 kHz載波。邏輯0與1如圖4所示。

RC-5的編碼相對(duì)簡單，使用雙相編碼規(guī)則。雙相編碼字的位如圖5所示。

空調(diào)遙控的指令固定，通過邏輯0與1發(fā)送信息，并通過脈沖表達(dá)，其實(shí)質(zhì)為電平的高低變換。

3 學(xué)習(xí)模式紅外接收識(shí)別

學(xué)習(xí)模式紅外接收識(shí)別是學(xué)習(xí)模式的第一步，當(dāng)控制器進(jìn)入學(xué)習(xí)模式后，根據(jù)提示按下對(duì)應(yīng)的按鍵，控制器進(jìn)行學(xué)習(xí)記錄，其實(shí)現(xiàn)方式主要有兩種：

（1）當(dāng)按下對(duì)應(yīng)的按鍵時(shí)，遙控器發(fā)出紅外信號(hào)，萬能遙控器通過紅外接收模塊接收信號(hào)，并將信號(hào)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)的I/O口用以處理，其信號(hào)的實(shí)質(zhì)為電平的高低變換，只是持續(xù)的時(shí)間不同，紅外信號(hào)的存儲(chǔ)實(shí)質(zhì)是存儲(chǔ)其高電平時(shí)間及低電平時(shí)間，因此識(shí)別記錄信號(hào)時(shí)必須獲得每個(gè)電平變換的時(shí)間，此方法簡單有效，但消耗容量;

（2）紅外遙控的邏輯0與1實(shí)質(zhì)是一個(gè)固定脈沖的不同占空比，可使用雙相編碼，因此可將每個(gè)指令識(shí)別為邏輯0與1后再存儲(chǔ)。

4 學(xué)習(xí)模式紅外編碼存儲(chǔ)

為防止遙控器斷電，需將指令存儲(chǔ)到專門的存儲(chǔ)芯片上。每個(gè)存儲(chǔ)位置都有固定的位置信息，因此可將學(xué)習(xí)到的信息存儲(chǔ)到固定的位置以備讀取。例如，位置1可直接存儲(chǔ)調(diào)節(jié)模式的紅外指令信息，在需要調(diào)節(jié)模式指令時(shí)，直接從位置1獲得。

5 學(xué)習(xí)模式紅外遙控

對(duì)學(xué)習(xí)到的指令進(jìn)行檢驗(yàn)，若不正確，則重新學(xué)習(xí)。由于對(duì)單片機(jī)進(jìn)行內(nèi)部調(diào)用較快，因此為了減少時(shí)間消耗，每次重啟都將指令信息從存儲(chǔ)芯片復(fù)制到單片機(jī)中。

紅外信號(hào)的發(fā)射包括以下兩種方式：

（1）對(duì)應(yīng)于學(xué)習(xí)模式紅外接收識(shí)別方案一，將對(duì)應(yīng)指令復(fù)制到單片機(jī)后，獲得電平翻轉(zhuǎn)時(shí)間，將每個(gè)電平的翻轉(zhuǎn)時(shí)間放入數(shù)組，進(jìn)行定時(shí)器定時(shí)，每到一定的時(shí)間，控制紅外發(fā)射模塊翻轉(zhuǎn)電平即可控制空調(diào)。紅外遙控流程如圖6所示。

（2）對(duì)應(yīng)于學(xué)習(xí)模式紅外接收識(shí)別方案二，此處獲得的指令是識(shí)別后的十六進(jìn)制數(shù)，將其還原（有引導(dǎo)碼及間隔時(shí)間等），在其邏輯0與1之間加入間隔，將引導(dǎo)時(shí)間放入數(shù)組，并將邏輯0與1分別打出一個(gè)子程序，根據(jù)數(shù)組中的數(shù)分別調(diào)用對(duì)應(yīng)的子程序，對(duì)應(yīng)流程如圖7所示。

6 結(jié) 語

本文對(duì)萬能空調(diào)遙控器的學(xué)習(xí)模式進(jìn)行了論述，通過紅外接收模塊接收信號(hào)、單片機(jī)處理信號(hào)、存儲(chǔ)芯片存儲(chǔ)信號(hào)、紅外發(fā)射模塊發(fā)射信號(hào)，采用不同的方式對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理、保存及發(fā)射，從而達(dá)到學(xué)習(xí)的目的，使得萬能空調(diào)遙控器可針對(duì)所有空調(diào)進(jìn)行遙控。

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