基于Atmega16單片機(jī)的智能空調(diào)遙控器

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　系統(tǒng)程序主要分為三個部分：學(xué)習(xí)模式，發(fā)送模式以及通信模式。當(dāng)?shù)谝淮芜M(jìn)入系統(tǒng)時(shí)，初始化設(shè)置設(shè)備地址，然后設(shè)置通信的波特率，提供1200、9600 以及19200 三種選擇。系統(tǒng)主程序即在三個模式間切換，默認(rèn)進(jìn)入通信模式，可以通過模式切換按鍵改變模式，也可以通過上位機(jī)直接更改。出于系統(tǒng)的穩(wěn)定性需要，在程序中加入了軟件看門狗，防止程序"跑飛".

　　3.1 學(xué)習(xí)功能設(shè)計(jì)

　　3.1.1 學(xué)習(xí)模式

　　紅外遙控器的碼型多樣，編碼一般包括：幀頭、系統(tǒng)碼、操作碼、同步碼、幀間隔碼、幀尾，且同步碼與幀間隔碼出現(xiàn)的位置不固定，因此碼型格式靈活多變，很難區(qū)分各種碼型的編碼含義；各個紅外遙控的編碼長度不盡相同，發(fā)送方式也多種多樣，最常用的有三種：完整幀只發(fā)送一次、完整幀重復(fù)發(fā)送兩次、先發(fā)送一個完整幀，后重復(fù)發(fā)送幀頭和一個脈沖。面對如此多樣化的編碼方式，如果區(qū)分每種編碼的含義進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)的復(fù)雜度將會很高，并且通用性也會受到影響。所以，為了避開各色碼型的干擾，系統(tǒng)在學(xué)習(xí)時(shí)并不關(guān)心碼型數(shù)據(jù)的實(shí)際意義，只記錄脈沖的時(shí)間寬度。系統(tǒng)主要針對載波頻率為38KHz（周期為26us）的紅外遙控器，利用變量IR_time 記錄接收到的脈沖寬度。學(xué)習(xí)程序流程如圖4 所示。

圖4 學(xué)習(xí)程序流程圖。

　　3.1.2 壓縮存儲

　　由于不考慮具體的碼型數(shù)據(jù)意義，只記錄脈沖的寬度，系統(tǒng)的學(xué)習(xí)功能通用性得到了提高，但這種方式學(xué)習(xí)到的數(shù)據(jù)量很大，對存儲的要求就變得很高。

　　盡管系統(tǒng)針對存儲的大容量需求設(shè)計(jì)了單獨(dú)的存儲模塊，但考慮到應(yīng)在不增加硬件開銷的情況下保證足夠的存儲容量，以及滿足未來擴(kuò)展的需要，在進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲時(shí)，采取了數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)。

　　從學(xué)習(xí)到的電平數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，無論數(shù)據(jù)是1 還是0,都有相同時(shí)長的電平出現(xiàn)，這符合游程編碼的特點(diǎn)。游程編碼是一種簡單的非破壞性資料壓縮法，其好處是加壓縮和解壓縮都非常快，其方法是計(jì)算連續(xù)出現(xiàn)的資料長度壓縮之。比如：一張二值圖像的數(shù)據(jù)為：

　　WWWWWWWWBWWWWBBBWWWWWWWBWWWWW

　　使用游程編碼壓縮可得：8W1B4W3B7W1B 5W.

　　可見，壓縮效率極高，且可避免復(fù)雜的編碼和解碼運(yùn)算。所以，在存儲時(shí)，系統(tǒng)對學(xué)習(xí)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行游程編碼壓縮[7,8].例如，學(xué)習(xí)到的一組空調(diào)遙控器的數(shù)據(jù)為[157 153 23 53 … 23 53 23 180 156 152 23 53 …53 23],如圖5 所示，對重復(fù)的電平數(shù)據(jù)采用游程編碼壓縮后，原本需要199 字節(jié)的空調(diào)遙控碼，只需要106個字節(jié)即可存儲，壓縮率達(dá)53.27%.因此，在存儲時(shí)針對學(xué)習(xí)到的數(shù)據(jù)特點(diǎn)采取游程編碼壓縮，可以有效節(jié)約存儲空間。

圖5 一組典型的空調(diào)數(shù)據(jù)幀。