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          基于單片機的智能學(xué)習(xí)型紅外空調(diào)遙控器

          作者: 時間:2015-06-24 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

            為了解決空調(diào)遙控器不兼容問題,設(shè)計了一款基于單片機的智能空調(diào)遙控器。該遙控器采用測量脈沖寬度的方法學(xué)習(xí)紅外信號,同時使用游程編碼算法對數(shù)據(jù)進行壓縮后存儲,并利用單片機內(nèi)部定時器模式產(chǎn)生紅外載波,成功實現(xiàn)了對紅外遙控的學(xué)習(xí)與再現(xiàn),并可通過上位機進行控制。經(jīng)運行測試表明,該智能遙控器操作靈活,性能穩(wěn)定,為智能遙控器設(shè)計提供了一種新方案。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/276213.htm

            1引言

            本文設(shè)計了一款針對空調(diào)設(shè)備的智能學(xué)習(xí)型紅外遙控器,采用記錄脈沖寬度的方法,成功實現(xiàn)了對多種紅外空調(diào)遙控信號的學(xué)習(xí)與再現(xiàn),真正實現(xiàn)了"萬能".本文在闡述了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)及硬件設(shè)計的基礎(chǔ)上,詳細研究了系統(tǒng)學(xué)習(xí),發(fā)送及通信功能的軟件設(shè)計與實現(xiàn)。

            2系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)與硬件設(shè)計

            系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計,各模塊通過接口電路與主控芯片相連。主要模塊有:矩陣鍵盤,液晶顯示,存儲模塊,紅外發(fā)送模塊,紅外接收模塊,RS232、RS485通信模塊,以及溫度檢測模塊。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

            系統(tǒng)以單片機作為主控芯片,具有16K字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash ,512字節(jié)EEPROM,1K字節(jié)SRAM,32個通用I/O口線,32個通用工作寄存器,用于邊界掃描的JTAG接口,支持片內(nèi)調(diào)試與編程,三個具有比較模式的靈活的定時器/計數(shù)器(T/C),片內(nèi)/外中斷,可編程串行USART,有起始條件檢測器的通用串行接口,8路10位具有可選差分輸入級可編程增益的ADC,具有片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時器,一個SPI串行端口,以及六個可以通過軟件進行選擇的省電模式。該芯片功能強大,滿足系統(tǒng)設(shè)計需要并提供了充分的擴展空間。主控芯片使用8MHz的晶振,晶振電路靠近主控芯片,盡量減少輸入噪聲。復(fù)位電路采用低電平復(fù)位。

            

           

            圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

            矩陣鍵盤采用3*3的設(shè)計,設(shè)置了8個功能鍵,方便用戶進行手動操作。其中單獨設(shè)計了一顆模式切換鍵,可在學(xué)習(xí)、發(fā)射、通信模式中切換。為了實現(xiàn)學(xué)習(xí)功能,紅外接收模塊使用了一體化接收頭NB1838,其光電檢測和前置放大器集成于同一封裝,中心頻率為37.9KHz. NB1838的環(huán)氧樹脂封裝結(jié)構(gòu)為其提供了一個特殊的紅外濾光器,對自然光和電場干擾有很強的防護性。NB1838對接收到的紅外信號進行放大、檢波、整形,并調(diào)制出紅外編碼,得到TTL波形,反相后輸入單片機,再由單片機進行進一步的處理,存儲到EEPROM中,接收電路如圖2所示。

            

           

            圖2接收硬件電路圖。

            考慮到系統(tǒng)需要的存儲空間比較大,設(shè)計了單獨的存儲模塊,選用的EEPROM是AT24C64,它提供了8KB的容量,通過IIC協(xié)議與Atmega16 TWI接口通信,將學(xué)習(xí)到的紅外指令存儲在此,掉電不丟失。

            在發(fā)射模式下,系統(tǒng)從EEPROM讀取相應(yīng)數(shù)據(jù)信息,利用三極管9013組成的放大電路,通過大功率紅外發(fā)射管將調(diào)制好的紅外信號發(fā)射出去。發(fā)射電路如圖3所示,非發(fā)送狀態(tài)時,三極管工作在截止狀態(tài),紅外發(fā)射管不工作,有利于降低功耗以及延長紅外發(fā)射管的使用壽命。經(jīng)實際測試,發(fā)射距離可達到10m左右。

            

           

            圖3發(fā)射硬件電路圖。

            通信模式中,系統(tǒng)通過RS232電路與上位機通信,在與上位機通信時使用DS18B20反饋溫度信息,DS18B20一線總線設(shè)計大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性,獨特而且經(jīng)濟。系統(tǒng)還增加了RS485模塊,便于組網(wǎng),以實現(xiàn)對多個紅外設(shè)備進行控制。RS485在組網(wǎng)時只需要用一對雙絞線將子設(shè)備的"A"、"B"端連接起來,這種接線方式為總線式拓撲結(jié)構(gòu),在同一總線上可掛接多個結(jié)點,連接方便。

            為了增加設(shè)備的實用性,系統(tǒng)設(shè)計了兩個電源方案,一個是直接接入5V直流電源,一個是接入12V直流電源,然后通過L7805構(gòu)成的變壓電路降壓為5V使用。

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