第2章 红外遥控学习方案设计

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(0) 摘要 (1) 绪论 (2) 方案 (3) 解码 (4) 编码 (5) 调试 (6) 总结

2.1  设计目标及要求

本文设计的万能学习型红外遥控器要求能够实现红外编码学习和还原,其功能指标如表2.1所示:

表2.1  功能指标表

功能指标 重要程度
1 红外编解码 ★★★★★★
2 红外发射接收 ★★★★★
3 遥控编码表制作 ★★★★
4 彩屏显示 ★★★
5 按键触屏操作 ★★
6 串口通信

表2.1列举了六个主要功能指标,其中红外编解码、红外发射接受、彩屏显示、按键操作均是从实用角度考虑设置的,遥控编码表和串口通信是从红外学习角度设计的。

在系统功能实现的基础上,系统性能的优异需要通过设计指标来衡量,具体如表2.2所示:

表2.2  设计指标表

设计指标 预期
1 解码类型 RC-5协议
2 解码准确率 >95%
3 红外发射距离 >8米
4 载波发射频率 38KHZ±1KHz
5 编码还原误差 1ms/T
6 触屏偏移量 <8象素
7 彩屏颜色种类 >8种
8 虚拟按键数目 >36个

表2.2列举了八个方面的设计指标,其中有硬件选型决定的有彩屏颜色种类,其余均由软件编程决定。


2.2  红外遥控方案设计

基于功能,系统设计为三个单元:1、遥控编码表制作单元;2、遥控编码表实现单元;3、遥控编码表检测单元。三个单元属于递进关系,如图2.1所示:

 图2.1  三大功能单元关系示意图

图2.1 三大功能单元关系示意图

1、遥控编码表制作

遥控编码表制作分为外观提取和编码提取两个部分,该单元设计如图2.2所示:

 

图2.2  遥控编码表制作单元结构图

图2.2 遥控编码表制作单元结构图

对照图2.2,外观提取通过摄像头采集图像,通过PC处理,分离出按键图标;编码提取通过红外接收头接收,送至单片机解码,对于较为复杂的编码,也可以通过PC辅助分析波形,进行解码。最终制作的遥控编码表包括:1、遥控器按键外观信息;2、遥控编码格式;3、按键遥控代码表。

2、遥控编码表实现

遥控编码表实现分为外观和功能两个部分该单元设计如图2.3所示:

 图2.3  遥控编码表实现单元结构图

图2.3 遥控编码表实现单元结构图

3、遥控编码表检测

遥控编码表检测分为基于内容和基于功能的两种方法,该单元的设计如图2.4所示:

 图2.4  遥控编码表检测单元结构图

图2.4 遥控编码表检测单元结构图

对照图2.4,从设计角度考虑,可采用基于内容的检测方法,解析红外编码,检测结果以字符型显示编码格式;从用户的角度考虑,可采用基于功能的检测方法,采用现有设备(如电视、空调)直接接收红外信号,检测设备是否正常工作,具有一定的容错量。

为配合硬件实现功能设计,系统实现和调试分三个制作的进行,即:1、基础制作:红外接收解码装置,2、中级制作:红外编码发射装置,3、高级制作:万能学习型遥控器,如图2.5所示:

 图2.5  系统功能硬件实现

图2.5 系统功能硬件实现

将以上设计集中到一起,模块化处理,如表2.3所示:

表2.3  系统模块功能定义

模块 功能说明
1 IR_RECIVEandSEND 红外发射接收模块
2 74LS20_LED 发光二极管驱动模块(高低电平均可指示)
3 MCU_POWER 单片机供电模块(MAX:50ma)
4 LCM_POWER 彩屏(带触摸)供电模块(MAX:60ma)
5 WAVE2PC 电脑声卡信号采集模块
6 LCM176220 LCM 真彩屏带触摸
7 MCU0_IR 单片机0 红外编码发射模块
8 MCU1_LCM 单片机1 遥控操作模块(LCM 模块的显示和触屏、键盘操作)
9 MCU2_PC 单片机2 遥控电脑模块(主解码验证,配合软件串口遥控pc)
10 IR_KEY 功能键盘(含上下左右和确定键共五个)

 

其中主要器材选型如表2.4所示:

表2.4  主要器材选型表

器件 实物图
单片机:AT89S52(实际制作以STC89C52RC代替,STC89C52RC与AT89S52引脚兼容)  image024
仿真器:RZ51开发板仿真芯片:SST89E516RD  image026
触屏:2.0inch 176*220LCD驱动芯片:R61503U触屏芯片:ET2046  image028
红外接收头:SM0038  image030

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