基于mega128單片機的學習型紅外遙控器設計

紅外遙控是一種無線、非接觸控制技術,具有抗干擾能力強、信息傳輸可靠、功耗低、成本低、易實現(xiàn)等顯著優(yōu)點，被諸多電子設備特別是家用電器廣泛采用。隨著人們生活水平的提高，家用電器的數(shù)量逐漸增加，使用紅外遙控器的頻率越來越高。但是由于各種紅外遙控器編碼格式不同[1]，所以各種紅外遙控器不能兼容，這樣一個家庭就需要很多個遙控器，很不方便。
目前國內學習型遙控器大部分采用復制遙控器紅外波形的思想，方法很多。但是由于采用專用遙控發(fā)射芯片，集成度高但成本也高。
本文介紹一種基于mega128單片機的具有學習型的紅外遙控器的設計，其思想是通過測量經過紅外接收芯片解調后輸出的編碼脈沖寬度[2]，然后存入單片機內部eeprom指定地址。當要發(fā)生紅外信號時，從存儲區(qū)還原出相應的紅外遙控編碼，并調制到38 kHz的載波信號上，最后直接驅動紅外發(fā)光二極管發(fā)射紅外信號，實現(xiàn)一個遙控器控制多種紅外家電設備。
1 學習型紅外遙控器基本硬件結構
學習型紅外遙控器由以下幾個模塊組成[3]：單片機、紅外接收模塊、紅外發(fā)射模塊和矩陣鍵盤,如圖1所示。系統(tǒng)采用8 MHz晶振，直接采用mega128內部E2PROM來存儲紅外遙控編碼，其容量為4 KB。

紅外接收模塊電路如圖2所示。紅外接收芯片采用HS0038A2,此芯片對接收到的紅外信號進行放大，檢波整形并解調出紅外遙控編碼，得到TTL電平，反相輸入到mega128 的PD0和PD1口，即外部中斷0和外部中斷1口。通過上升沿和下降沿兩個邊沿觸發(fā)中斷來控制定時器的開與關，從而記錄高低電平的脈沖寬度值。

紅外發(fā)射模塊電路如圖3所示。當系統(tǒng)進入發(fā)射功能時,單片機首先掃描矩陣鍵盤,識別相應按鍵的按下情況，然后從E2PROM中取出相應鍵值的遙控信號[4]，即通過學習后保存到E2PROM里的高低電平的寬度值。與此同時，利用單片機T0定時器產生38 kHz的載波信號。最后將遙控信號調制到載波上，通過IO口直接驅動紅外發(fā)射二極管發(fā)射紅外信號。這里的調制完全通過軟件實現(xiàn)，取代了直接用與門來調制的方式，方便準確。由于mega128 單片機IO口的驅動能力強，可以直接驅動二極管，避免了傳統(tǒng)三極管放大后再驅動的繁瑣。

2 系統(tǒng)軟件設計
2.1主程序設計
　　系統(tǒng)上電后不斷掃描鍵盤,當檢測到學習鍵按下時，調入學習子程序，對相應功能鍵的遙控編碼進行學習并寫入E2PROM；當發(fā)射鍵按下時，先識別按下的功能鍵，然后從E2PROM中讀出相應的已經學習到的紅外遙控編碼，然后通過發(fā)射程序發(fā)射出去。如圖4所示。

2.2 學習子程序
　 學習程序的功能是對紅外遙控編碼的學習，即對高低脈沖寬度的測量。當中一定會存在一定誤差，不可能毫無誤差地復制出被測的紅外編碼。不過，由于所有的紅外設備在接收端都允許一定的誤差，只要保證在誤差范圍內都可以對紅外設備進行控制。學習程序的主要思路是通過邊沿觸發(fā)中斷來控制定時器的開和關，從而測出高低脈沖寬度。mega128單片機的外部中斷0和1口的中斷方式分別設置為下降沿和上升沿觸發(fā)中斷。當沒有接收到紅外信號時，外部中斷0、1口都為高，此時程序等待紅外信號的到來。當紅外到達時，下降沿觸發(fā)中斷，學習程序跳到下降沿中斷服務程序。在中斷服務程序里，停止定時器3，保存其寄存器的值并清零，最后啟動定時器1，這樣開始測量低電平。當高電平到來時，上升沿觸發(fā)中斷，程序跳到上升沿中斷服務程序里，此時停止定時器1，保存其寄存器的值并清零，最后啟動定時器3，高電平開始測量。當下一個低電平到來時，程序又跳到下降沿中斷服務程序，重復上面的工作。這樣，高低電平的測量就在兩個邊沿觸發(fā)中斷服務程序里面來回跳轉。最后一次跳入邊沿觸發(fā)中斷服務程序時，一旦產生定時器溢出，則程序跳入定時器溢出中斷服務程序，只要設定一個標志位，讓程序跳回主程序即可。到此，紅外編碼學習完畢，只需把學習到的編碼寬度值存入E2PROM即可。如圖5所示。