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  • 智能学习型红外空调遥控器分析

     为了解决空调遥控器不兼容问题,设计了一款基于Atmega16单片机的智能空调遥控器。该遥控器采用测量脉冲宽度的方法学习红外信号,同时使用游程编码算法对数据进行压缩后存储,并利用单片机内部定时器PWM模式产生红外载波,成功实现了对红外遥控的学习与再现,并可通过上位机进行控制。经运行测试表明,该智能遥控器操作灵活,性能稳定,为智能遥控器设计提供了一种新方案。

      1引言

      本文设计了一款针对空调设备的智能学习型红外遥控器,采用记录脉冲宽度的方法,成功实现了对多种红外空调遥控信号的学习与再现,真正实现了“万能”。本文在阐述了系统的总体结构及硬件设计的基础上,详细研究了系统学习,发送及通信功能的软件设计与实现。

      2系统总体结构与硬件设计

      系统采用模块化设计,各模块通过接口电路与主控芯片相连。主要模块有:矩阵键盘,液晶显示,存储模块,红外发送模块,红外接收模块,RS232、RS485通信模块,以及温度检测模块。系统结构图如图1所示。

      系统以Atmega16单片机作为主控芯片,Atmega16具有16K字节的系统内可编程Flash ,512字节EEPROM,1K字节SRAM,32个通用I/O口线,32个通用工作寄存器,用于边界扫描的JTAG接口,支持片内调试与编程,三个具有比较模式的灵活的定时器/计数器(T/C),片内/外中断,可编程串行USART,有起始条件检测器的通用串行接口,8路10位具有可选差分输入级可编程增益的ADC,具有片内振荡器的可编程看门狗定时器,一个SPI串行端口,以及六个可以通过软件进行选择的省电模式。该芯片功能强大,满足系统设计需要并提供了充分的扩展空间。主控芯片使用8MHz的晶振,晶振电路靠近主控芯片,尽量减少输入噪声。复位电路采用低电平复位。

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      智能学习型红外空调遥控器分析

      图1系统结构图

      矩阵键盘采用3*3的设计,设置了8个功能键,方便用户进行手动操作。其中单独设计了一颗模式切换键,可在学习、发射、通信模式中切换。为了实现学习功能,红外线接收头模块使用了一体化接收头NB1838,其光电检测和前置放大器集成于同一封装,中心频率为37.9KHz. NB1838的环氧树脂封装结构为其提供了一个特殊的红外滤光器,对自然光和电场干扰有很强的防护性。NB1838对接收到的红外信号进行放大、检波、整形,并调制出红外编码,得到TTL波形,反相后输入单片机,再由单片机进行进一步的处理,存储到EEPROM中,接收电路如图2所示。

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      智能学习型红外空调遥控器分析

      图2接收硬件电路图。

      考虑到系统需要的存储空间比较大,设计了单独的存储模块,选用的EEPROM是AT24C64,它提供了8KB的容量,通过IIC协议与Atmega16 TWI接口通信,将学习到的红外指令存储在此,掉电不丢失。

      在发射模式下,系统从EEPROM读取相应数据信息,利用三极管9013组成的放大电路,通过大功率红外发射管将调制好的红外信号发射出去。发射电路如图3所示,非发送状态时,三极管工作在截止状态,红外发射管不工作,有利于降低功耗以及延长红外发射管的使用寿命。经实际测试,发射距离可达到10m左右。


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