学习型红外遥控器的设计与开发

摘要随着世界科技水平的提高，人们的生活也不断提高，家用电器已经成为普及性的消费品，进入千千万万老百姓的家庭。家庭电器的使用通常都依赖于红外遥控器进行操作，但是遥控器繁多给人们的生活带来不少困扰。学习型红外遥控器,可以把多个红外信号学习在一个遥控器上,有效防止频繁更换遥控器的为难情况。本设计提出基于52系列单片机的自学习型红外遥控器的设计方案。该遥控器采用红外信号的编解码原理，具有自学习型功能，能学习和记忆遥控器编码，并模拟发射，使得一个遥控器能够代替多个遥控器控制不同的家电。结果说明，该设计价格低廉，使用方便，完全具备自学习功能，可以代替各种遥控器实现智能家居遥控器一体化。该遥控器集接收显示、存储和发送红外信号三大功能于一身，可随时学习，灵活使用。基于该硬件电路的学习型红外遥控器能学习不同编码类型的红外遥控器的红外信号，从而遥控各种家用电器，因此可以很好解决人们日常生活中遥控器不能兼容的麻烦，并有操作简单，价格廉价等优点。关键词：红外遥控；学习型；家电AbstractAsthelivingconditionofthehumanbeingbecomesbetterandthetechnologyofthewordisgettingadvanced.HomeElectronicAppliances(HEA)aregettingpopularwithgeneralfamilies.HomeElectronicAppliances(HEA)areusuallyrelyonoperatingintheinfraredremotecontroller,buttheremotecontrollerkindsbringusmanytroubles.Learninginfraredremotecontrollercanputapluralityofinfraredsignallearninginaremotecontroldevice,effectivelyavoidingtheembarrassmentoffrequentreplacementofremotecontroller.Thedesignputsforwardthedesignschemeofself-learninginfraredremotecontrollerbasedon52single-chipmicrocomputer.Theremotecontroller,whichcanlearnandmemoryremotecontrolcode,andstimulateemission,adoptsthecodinganddecodingprincipleofinfraredsignal,makingaremotedevicecanreplacemanyremotecontrollertocontroldifferentHomeElectronicAppliances(HEA).Theresultsshowthatthedesignhastheadvantagesoflowpriceandconvenientusewithself-learningfunction,realizeremoteintelligenthomefurnishingintegrationinsteadofallkindsofremotecontrollers.theremotecontroller,whichcanreceive,display,storeandtransmitinfraredsignal,canstudyatanytimeanduseinanycase.Thelearninginfraredremotecontrollerbasedonthehardwarecircuitcanlearntheinfraredsignalofinfraredremotecontrollerbasedondifferentcodetypes,soastocontrolallkindsofHomeElectronicAppliances(HEA).Sothegoodsolutioncompatiblewiththeremotecontrolcannotbeinpeople'sdailylifeproblems,andhassimpleoperation,lowprice.Keywords:Infraredremotecontroller;Learning;Homeelectronicappliances(HEA)目录1TOC\o"1-3"\h\u绪论 1背景 11.2前沿与开展 21.3本设计的内容 32本设计的关键技术研究 4红外光根本特性介绍 4红外光发射电路的根本原理 5红外遥控发射器原理 5红外光发射方式 5红外遥控器的红外编码及其发送 6红外遥控器的红外编码 6红外遥控器的红外编码发送 6红外遥控接收电路根本原理 73系统硬件设计 7系统结构 7总体硬件电路设计图 74系统软件设计 9总体思路 9总体软件流程图 10各局部具体实现方法 10红外接收显示模块 10数据存储模块 12红外发射模块 125设计结果与分析 146结束语与展望 15结束语 15展望 15参考文献 15致谢 191绪论背景最近几年来，科学技术随着经济的迅猛开展而日新月异，人们的生活水平也随之有了很大的提高。各式各样的家用电器进入到普通老百姓的日常生活中，遥控器也已成了普通百姓家庭中必须的装置。由于红外线遥控器拥有很多的优点，如体积很小、功耗比拟低、本钱也比拟低等，所以绝大多数家用电器都是采用这种遥控方式的。在编码方式上，不同品牌家用电器所设计的红外线遥控器采取了不同的手段，因此，这些不同品牌的遥控器之间就不能互相的替代使用，这给人们的生活带来了诸多的不便。为了解决这个问题，减少家用电器遥控器的数量，为人们的生活带来更大的便利，一种智能型的红外线遥控器被许多的厂家设计并生产出来了，并且称之为万能遥控器。目前经常用到的万能遥控器有以下几种类型：首先，是代码型的遥控器。其各种遥控编码是采用设备码和命令码的统一，并要求统一不同型号遥控器发射信号之间的区别，如数字l或者O应该用什么样的方法来表示等。设备码是将编码特点用位表示出来就可以形成这种码型，并且该遥控器是与具体设备相对应的．需要用软件的方式对代码型遥控器的编码进行统一适当的解释，并且它可以驱动所有的命令码使其储存是按指定设备码格式进行的，就会得到我们所需要的遥控信号，使得家用电器得到有效的管理和控制。这种遥控器的缺点就是只适合那种使用电器种类少、数量多的大型用户，例如，医院、宾馆等，不适合种类多而数量相当有限的普通用户。其次，是固定码遥控器，它是最早出现的万用型遥控器，顾名思义，其控制代码是不可更改的。为了实现对多种家电设备的控制，这种遥控器有很大的ROM(只读存储器)，同时存储有大量设备的控制代码，通过对普通遥控器的不同类型所发出的红外线编码进行学习并且存储，之后，只需用一个遥控器就可对多个家电设备进行控制了，这样就使得家庭中所使用的遥控器的数量大大减少。它是把不同生产厂家的产品代码表收集起来并且写到不能够随意改变的芯片中去，如此就能够对采用了相似的家用电器进行控制了。然而不同类别的家用电器之间却是不能够互相通用的，例如彩电的多功能遥控器不能够去控制空调，另外就是其同样也不能够适用于新出来的同类产品。因此，所谓的万能遥控器并不是真正意义上的万能，而只是相对的万能。最后，是学习型遥控器。它对编码的细节将不会给予理采，只是其存储器容量需要配置的比拟大，其各种不同类型遥控器的编码波形可以记录下来，并且存储器的存储内容在学习的过程当中是可以根据需要随时改写的，通用性将是非常强的。目前，为了防止不同的家用电器之间使用不同类型的遥控器所造成混淆和错误操作，研发智能型红外遥控器是开展的需要；这类遥控器的存储空间增加了，使得遥控器在家庭的使用范围内能够做到存储大量的代码；并且它采用了比拟先进的处理器，这就使得家庭娱乐的功能得到了加强。前沿与开展当前，家用电器中使用的最多的遥控方式就是红外遥控，而红外遥控最大的优点是不影响周围的环境、对其他家用电器设备的正常工作不产生干扰。故不同房间的家用电器可使用通用的遥控器而不至于会相互的影响，这是由于其无法穿透墙壁：如果想要正常的进行工作而不做一些必要的调试，这时电路的连接必须是准确无误的，而电路即使要进行调试也是很简单的。由于不同的生产厂商生产了品种繁多的红外遥控产品专用集成电路，一旦有需求就可按图批量的进行生产。正因为如此，在比拟近的距离即不大于10米的范围内，家用电器遥控中用的最多的还是红外遥控技术。目前，较为先进万能遥控器技术都是在国外，通常很多种类的红外设备都是由这些遥控器控制的，一般遥控器所不具备的先进功能其同时也具有。如典型的学习型遥控器就是罗技的Harmony855，该万能遥控器配合MCE接收器可以完美实现对WindowsMCE2005及Vista媒体中心的操作，完全替代MCE遥控器，有效距离可达10米以上。AdvancedUniversalRemote功能也内置在了这种万能遥控器中，使用时只需要按下一个按钮便可以进入用户自己所需要的状态下，使用了可更换的3.7伏充电电池，电容容量到达了930毫安时，虽然彩色的液晶显示器特别的耗电，但仍可长时间使用。一旦它们有移动的情况，是可以马上回到操作状态的，那是由于其内置Tilt倾斜感应器的作用。而值得注意的是这些遥控器一般都是拥有十分昂贵的价格，例如罗技的万能遥控器大约需要128美元等。另外，就是其对一些国产品牌的家电是不兼容的，使用起来也不是很不便的。对于万能遥控器，除了在国外有广阔的市场，在国内市场的需求量也是十分广阔的。例如，在国内的电子大省之一的福建省，对红外遥控设备需求量非常大的电子厂商有万利达和灿坤等。在国内，最主要的红外遥控设备厂商是位于厦门市的华联，其每年对红外遥控芯片的需求量都大于两千万，如果一种相同等类型的红外遥控芯片能够研制出来，这不但能带来巨大的经济效益，相关红外遥控设备的产业链更能完善，能够促进整个行业的快速开展。在国内，绝大多数遥控器类型比拟简单，是一对一的控制方式，也就是一个遥控器控制一个红外设备，这与我国当前的国情及经济状况和消费习惯是密切相关的。万能遥控器的出现，补充了单一类型遥控器的缺乏，使其变得更丰富和实用，但是其在国内的销量并不如意。不过从西方开展的历程来看，我国同样的也会走向万能遥控器的时代，但是之前必须要经历对单一型遥控器的使用，特别是在信息化开展迅速越来越快的情况下，万能遥控器更有着广阔的需求空间和开展前景。使万能遥控器确实好用是启动这一块市场的关键点所在，它是有着更为人性化的功能，并且能够完全替代单一型遥控器的功能，能够使人们的生活变得舒适。自2006年起，中国大陆与台湾遥控器设备产量大约占到了全球总产量的百分之八十，因为受到海外市场需求的快速增长的刺激，遥控器出口的总量仍在不断的增加。最近几年来，伴随着遥控器市场的剧烈竞争，这时遥控制造产业也随之变得越来越成熟，同时也逐渐的完善起来，并且遥控器的市场价格也出现了不但下降的情形，但与此相反，高端产品的价格却在稳步的上升。并且在未来几年内，技术实力比拟强大的台湾同行业将把高端红外线或转向射频遥控器作为其开展的重点，而国内供给商主要生产中低端红外产品．对于多种规格的红外线遥控器，国内及香港的供给商都是能够制造出来的，而对于采用更新技术往往台湾的制造商是比拟感兴趣的。综上，海外买家所需求的各种规格的遥控器都可以由中国制造商来完成。1.3本设计的内容现如今，人们的生活水平逐渐提高，电子产业迅猛开展，家电下乡的活动也是扑面而来，越来越多的现代化电器走进了普通老百姓的家庭，而这些家用电器大都由红外遥控器操控，过多不同遥控器的混合使用带来了诸多不便。因此，设计一种智能化的学习型遥控器，学习各种家用电器的遥控编码，实现用一个遥控器控制所有家电，已成为迫切需求。学习型万能遥控器却能够把各种电器集中控制，克服了红外遥控器只能识别唯一设备的局限性，从而拓宽了应用范围，方便了我们的生活。学习型万能遥控器主要功能包括红外信号转发、克服对直视空间控制的依赖以及克服接收距离短的缺点。红外信号学习,可以把多个红外信号学习在一个遥控器上,有效防止频繁更换遥控器的为难情况，当然学习功能也兼有转发功能的特点。本文介绍了一种基于STC89C52的自学习型红外遥控器，该遥控器利用STC89C52单片机作为整个系统的主控部件。通过接收电路接收红外遥控器发送过来的红外遥控信号，然后经过存储电路把红外遥控信号存储起来，最后通过键盘电路和发送电路实现遥控家用电器的功能。2本设计的关键技术研究2.1红外光根本特性介绍红外光又叫红外线，是波长比可见光要长的电磁波(光)，波长为1毫米到770纳米之间，光谱上面在红色光的外侧,是不可见光。一般可以将红外光谱分成四个区域，即近红外区(0.76—3.0um)、中红外区(3.0—6.0um)、中远红外区(6.0-20um)、远红外区(20-1000um)。红外光谱主要集中在0.76-1.60um的近红外光，其主要用在当前工业红外光控制和探测中。红外遥控的光源选择近红外光，主要的原因有以下几点：(1)现在用的比拟多的接收器件一般是光敏三极管和光电二极管，它的制作材料大都采用硅半导体。且这类管子波长的接收峰值一般为大于780纳米而小于1550纳米，也就是这些管子对于波长大于780纳米而小于1550纳米的红外光探测时具有较高的灵敏度。(2)而对于红外光发射器件，其发射波长只要在大于880纳米而小于1700纳米的范围内，这时探测器的灵敏度是比拟高的，并且它是与光电接收器件的响应波长相匹配，具有较高的工作效率。2.2红外光发射电路的根本原理2红外遥控发射器原理红外遥控发射器的组成局部有：遥控专用集成电路、电源和红外发射电路、键盘等组成。当键盘上的某个按钮被按下时，经过调制，在输出端产生了串行编码脉冲，通过鼓励电路驱动红外线发光，在经过二次调制后将编码信号发射出去。首先要做的就是对大于38kHz而小于40kHz左右的载波信号进行脉冲调制，而对这些信号的控制是通过对相应的键盘操作来完成的。2红外光发射方式通过红外发光二极管对红外光进行获取是十分方便的。其构成的原理还是由PN节构成的注入电流型发光器件，且外形和发光二极管LED相似。在加上合理的正向偏置电压之后，就可以发出一定波长的近红外光。同时管压降限定在1．4伏，正常工作时的电流要小于20毫安。为了适应不同的工作电压，回路中常常串有限流电阻。除了有直流电流驱动方式以外，发光二极管还有脉动电流驱动方式和交流电流驱动方式。在红外测量、检测等比拟简单的通信电路中主要使用交流驱动方式，而对于红外光通信而言，频率、带宽调制是很重要的指标。根据电流驱动方式可分为：(1)平均发射方式：通过启动直流供电电源直接驱动发光二极管发出恒定的红外光。红外发光二极管的功率大都小于l00mW，其一般是比拟小的，另外就是其功耗较大，同时抗干扰能力不强。其发射方式如图2.1所示：(2)脉冲发射方式：对于发出一定占空比的脉冲信号，采用脉冲电流驱动方式。脉冲编码信号在降低功耗的同时，提高发射效率．其发射方式如下列图2.2所示： I I O O t t图2.1红外光平均发射方式 图2.2红外光脉冲发射方式为了提高红外遥控系统的作用距离，一般是不使用红外发射管过载，同时也不采用平均发射方式，而是采用脉冲发射方式或者调制载波脉冲发射方式。2.3红外遥控器的红外编码及其发送2红外遥控器的红外编码数据在遥控系统中传输的格式是一串编码脉冲，也就是一组连续的，且是用调制过的载波表示该脉冲的。红外接收头在接收这个串行码并且在调制解调之后，把其作为遥控输入信号送到微处理器，这是对于一般的遥控系统而言的，而对于接收到的遥控指令的解码是通过CPU的内部来实现的，利用单片机开发各种红外遥控系统或者通常利用红外编码解码专用芯片，这些通常都是由设计人员来完成的，以便对各种电器设备的运行进行遥控。由于不同的厂商会采用不同的编码方式，以至于当前有各式各样的编码方式在市场上流行，国际间的交流也缺少一个统一的编码标准，不同的各芯片厂商会根据各自经济利益和实际情况的考虑，在遥控器的制造中所使用的标准也是不同的。遥控器制造首先兴起于欧洲和日本，并且在才开始的时候生产遥控芯片的厂家也是非常少的，他们开始所使用的遥控器的编码标准为后来的其他公司制造遥控器提供了编码的依据。遥控器在被生产出来之后，只是在脉冲宽度上有一些变化，但是老厂家的编码标准，例如整个码型结构上还是很相似的。由于现在单片机的功能越来越强大，遥控器设计中只需要通过利用单片机的调制编码作用，然后就是把调制后的编码通过红外光发射出去。2红外遥控器的红外编码发送一个完整的控制字经过一定的编码方式表示出来以后，究竟以怎样的方式发送出去，是该红外编码发送原理中一个很重要内容，下面对红外遥控信号的码流传输方式作一个全面的分析。所谓的码流传输方式，就是指当一个遥控器的按键被按下在松开之前，遥控码向外发送的方式，具体来说，就是发送了一个完整的控制字之后，如果按键还没有松开，那接下来发送的是简单的重复完整的控制字，还是后加重复码，还是根本就没有数据，如果有数据，是什么样的数据，之间的间隔是多少。下面仍然以最广泛的NEC标准为例介绍：NEC协议的编码称为NEC码，采用脉冲相位调制(PPM)，红外遥控器调制波的载波频率为38kHz。NEC码的定义和编码格式：NEC协议的"0"、"1"码的定义，即"0"码定义为0.56ms高电平脉宽(常称为传号)和0.565ms低电平(常称为空号)组成"0"码；"l"码定义为0.56ms高电平脉宽和1.69ms低电平，组成“1"码。由此可见NEC协议"0"、"l"码定义与我们熟悉的进制"0"、"1"定义完全不同。NEC协议传输一帧信息(或信号)，每一帧信息由引导码(9ms脉宽和4.5ms低电平)开始，后面紧跟着16位地址码(又称用户码)和16位键码(又称命令码)。在16位地址码中，有的分为低8位地址和高8位地址；而有的高8位地址码是低8位地址码的反码。在16位键码中，其高8位是键码，低8位是键码的反码．地址码和命令码的发送均是低位在前，高位在后。由上述可见，NEC协议的一帧信息占用的时间长度为67.5ms。NEC协议规定，每按一次遥控器键，就发送一帧码，但假设按住遥控器不放，那么每隔108ms，发一次重复码。重复码的特点就是在发第一帧编码之后的108ms，又发送新的引导码，引导码的组成是9ms高电平脉宽，接着是2.25ms低电平(即空号)，空号之后又是0.5ms高电平脉宽，然后发送与第一帧相同的16位数据码和16位命令码。只要按键不放，其发送的重复码均以108ms间隔依序进行。2.4红外遥控接收电路根本原理红外遥控接收器的作用是，将接收到的红外发光遥控信号送到微处理器去处理和识别。接收系统调制解调电路，数码管显示等。把接收到的红外脉冲信号解调转换成处理器能够识别的电信号，这个是由光电探测器来完成的。通过前面一系列的步骤，就可以复原出代码波形，最后把这些波形送给微处理器进行相应信息识别和处理。详细过程见该模块软件的分析，这里就不累赘了。3系统硬件设计3.1系统结构如图3.1所示，学习型遥控器的系统结构主要有以下六局部组成：STC89S52最小系统、红外接收电路、红外发送电路、外存储器、外接键盘电路、数码管红外代码显示电路。STC89C52最小系统是整个自学习型遥控器的核心，它控制和协调其他五个局部。图3.1自学习型遥控器系统结构图3.2总体硬件电路设计图STCSTC89C52数据存储模块EEPROMP10EEPROM 8位数码管显示模块 P0段选 8一体化红外接收电路模块 P20P21P23位选 P32 P30 P33 P31 VCC红外发射电路模块键盘模块 GND图3.2自学习型遥控器的总硬件电路设计图学习型遥控器系统由红外遥控信号发射电路、红外遥控信号接收电路、STC89C52最小系统、键盘电路及其外存储电路、数码管红外代码显示电路构成。STC89C52最小系统采用24MHz晶振。接收电路采用一体化红外接收头。考虑到数据需要保存，保证掉电不丧失，选用外部存储器EEPROM24C02，它是可在线电擦除和电写入的存储器，容量为2KB。另外为了更直观的看到接收编码的情况，电路利用8个数码管将红外编码的四个编码段显示出来。详细电路图见图3.2。4系统软件设计4.1总体思路测量软件主要实现三方面功能，即红外信号的接受、红外信号的存储和红外信号的发送。其中红外信号的接受和发送是能直观感觉到的两大功能。三大功能间的关系如图4.1。存放解码数据存放解码数据〔掉电不丧失〕接受并解码红外信号接受并解码红外信号编码并发送红外信号编码并发送红外信号图4.1自学习型遥控器系统软件功能图4.2总体软件流程图鉴于自学习遥控器一个遥控器集学习、收录和转发三个功能于一身，在软件实现过程中，我也将这三个放于一个程序之中。下面给出软件实现的流程图，即图4.2。4.3各局部具体实现方法4红外接收显示模块要接收红外信号，就先得对红外信号做一定的了解。下面通过TC9012芯片为例大致讲解解码原理：先看一些遥控器发射波形图4.3，从图4.3(a)上图中发码16进制读数为客户吗0E0EH,数据码为0BH,可以看出高电平+低电平称为头码，用于识别是否遥控码开始。头码过后可以看到4个8位的数据，我们最终目的就是要把这个32位〔4x8〕从一体化红外接收头提取出来，并转换成16进制数，用于区分不同按键按下得出的不同数值。在遥控器发射波形中，可以看出，8位数中的0或者1不是用上下电平表示，而是用不同的低电平的宽度表示，表示表示1，2个位中间还会有一个的高电平〔上图阴影局部〕。这个是红外遥控器发射的波形，图中看到的阴影高电平表示载波，一般使用38KHz，遥控器发射出去的含有载波的红外信号通过一体化红外接收头处理后得到的是含有载波的反向的波形，也就是没有上图中的阴影局部。大致如下列图4.3(b)上图中8为客户码01110000。一体化红外接收头内部集成了选频放大〔38KHz左右频率增益最大〕，检波〔把38KHz的载波滤除〕，放大整形〔变成容易检测的矩形波〕。:开始开始初始化定时器和外部中断初始化定时器和外部中断外部中断键是否按下是否有键按下外部中断键是否按下是否有键按下 N NN Y Y是否有外部中断按下的是哪个键是否有外部中断按下的是哪个键 NEEPROM中读取所有代码，取出对应键代码EEPROM中读取所有代码，取出对应键代码接收红外信号 Y接收红外信号红外信号解码红外信号解码编码发送出去编码发送出去存储代码数码管显示代码存储代码数码管显示代码图4.2自学习型遥控器系统软件总流程图看到如图4.4波形，表示单片机引脚可以接收到的波形，我们只要通过单片机读取波形并分析波形的宽度，然后分辨出是头码，还是0或者1，最后整理出这组码的16进制组合。正确的解码结果是按同一个按键得出的16进制数值是不变化的。通过这个原理，我们可以分辨出每个按键的键值。"这里使用中断方式，外部中断0和定时器0，外部中断主要用于接收红外波形上升沿触发，定时器用于计时〔测量2个上升沿的宽度〕。这里做出说明，本设计中，外部中断选择上升沿触发方式，定时器0采用方式2工作方式，将会自动从装数据，初值以及重装初值均为0。根本原理分析如下，如接收到头码是低电平高电平，我们分析第一个上升沿到第二个上升沿的宽度是9ms，根据定时器0的设置，，即这段时间定时器产生了70次左右的中断的时间，判断这个头码可以给定一个范围，我在程序中取的下线为64，只要大于64次中断时间就认为头码是正确的，检测头码正确后接着检测剩下的32位数值，原理一样，我们需要知道0和1分别是怎样一个时间，看图4.5。经计算，0要次的中断，1要次的中断。选一个中间值12，大于12的码为1码，小于的为0码。ab图4.3红外信号波形图45 45 图4.4一体化接收头接收到的红外信号波形"1"码"0"码图4.50和1码的波形图4数据存储模块数据接收过来，需要存储起来，保证其掉电不丧失，这里选了一个外部EEPROM24C02。程序存入数据，有一个操作时序需要注意，SCL时钟线、SDA数据线、A2、A1、A0芯片物理地址选择，多个芯片连接在同一个总线上时候需要接不同地址，用于主机识别。单芯片使用时可以接任意地址。最多可以扩展8片。WP端，写保护，可以防止误操作损坏EEPROM中的数据。数据已接收完，就存入其中，有键按下是，立即从中取出。4STC89C52与IIC总线方式的EEPROM接口在单片机系统的应用中，使用IIC总线方式的EEPROM存储器可以在节省系统资源的情况下增加存储的容量。其与单片机只需两根口线连接，但其存储的容量可以提高到1M位(128Kx8位)；因为与单片机通信的速度不高，适用于数据记录与常数保存。本文采用的是24C02存储器，虽然不大，但实验已然够用，实际生产过程中可根据需要适中选用大容量EEPROM。一个衡量自学习型遥控器性能好坏的重要指标就是：自学习型遥控器所能存储代码的数量。在学习完某个遥控器的代码之后，自学习型遥控器就会把这些代码存储起来，由于不能进行掉电保护，并且89C52内部的数据存储器RAM所能存储的数据非常有限。因此，所学习到的代码就需要适宜大小的外存储器来存储。24C02一共有8个引脚，每个引脚的功能如下：(1)SDA双向数据引脚，其是用于数据的输入/输出，开漏输出，需要上拉；(2)SCL串行时钟输入引脚，它是用来产生器件收发数据所需的时钟信号；(3)A0，A1器件地址输入引脚，可以有4个同样的器件同时连接在总线上；(4)WP写保护引脚，当内部数据被硬件写保护时，它必须为高电平，这时不能够再写进其它的数据了。4IIC总线协议只有当总线是空闲的情况下，数据传送才允许被启动。(1)在数据传送的过程中，必须当时钟线为高电平的情况下，这时在数据线上的数据位必须是要保持稳定状态的，且是不允许有任何的跳变。这时候时钟线也是为高电平时，数据线的任何电平变化都被看作是总线的启动信号或者是停止信号。(2)在设计外部存储电路时，如何选用适宜的外部存储器是特别重要的。由于自学习型遥控器有多种不同的家电需要学习，并且需要把所学习到的其他电器的红外代码存储在外存储器中以便后面使用。所以外存储器的选取，需要对遥控器所需要的存储空间进行很好的估算后才能得出恰当的选择。4红外发射模块红外遥控信号采用自定义编码方式，由发送单片机来完成调制过程。因HS0038的红外接收频率为38kHz，所以载波信号采用占空比为1／3的38kHz矩形波，周期t=26us，载波信号由子程序产生。用低电平与高电平的宽度均等于的方波表示信号“l〞，即上下电平的宽度均相当于10个38kHz脉冲的宽度；用低电平的宽度为，高电平的宽度为的方波表示信号“0〞，即上下电平的宽度分别相当于10个和20个38kHz脉冲的宽度。这样发射时，只需将发射的“1〞或“0〞与38kHz载波信号相与即可。帧结构的定义：引导码一用户码一控制码一截止码。在发送字节的开始先通过单片机发送20个脉冲(每个脉冲周期26us)作为传输开始，接着发送8位数据(字节高位在前，低位在后)，高4位表示用户码，低4位表示控制码，最后发送10个脉冲的低电平作为传输结束。用户码是对每个接收系统的标识，通过对用户码的检验，每个遥控器按键只能被其中一个接收器识别，从而控制相应的设备，有效地防止了多个设备之问的串扰。由于有4位用户码，所以系统理论上可以控制16个设备。发射子程序流程图如图4.6所示。开始开始判断信号是1或0？判断信号是1或0？ 1 0调发射“调发射“1〞的子程序调发射“0〞的子程序发射位数减1发射位数减1发射完? N发射完? Y返回主程序返回主程序图4.6发射程序流程图5设计结果与分析通过对市场遥控器需求的研究，本文提出了基于STC89C52的自学习型遥控器的硬件设计。为了方便和简单学习，直接选用了一块单片机学习板，上面各模块都有，需要通过了解电路的结构设计后续的软件。该遥控器可以适用于市面上流行的各种红外遥控器，并且熊够学习和控制各种不同类型的红外遥控设备。程序编好烧入单片机后，拿数字电视机顶盒、电视机、空调等家用电器做过试验，先拿电器的遥控学习进红外信号，在通过单片机来控制对应的电器，完全能够控制电器，到达了想要的效果。而本设计所采取的2k的外存储器，完全可以存储现在普通家庭的所有家用电器遥控按键。至此，本文完成了对自学习型红外遥控器设计，并对其进行实际测试，到达了预期效果。但在调试和总结的过程中我们也发现，设计中述存在一些问题需解决：首先在按键的设计、适宜存储器的选择上还得做进一步的改良。其次，红外信号明显感觉不强，分析原因，可能单片机上红外信号能量并缺乏够大，也能可按键没有用消抖动的原因。相信随着时间的推移和研究工作的深入，最终会设计出功能强大，操作方便的学习型遥控器。下列图给出单片机工作中的一个状态，图。图5.1电路工作状态6结束语与展望本章通过总结论文阶段主要的工作，概括出了阶段性的工作研究成果，并通过对既往工作的总结，有针对性的提出了一些有待于更深层次研究的问题。6.1结束语当前家用电器中遥控器的种类比拟多，而且其之间是不能够通用的，这就给我们的日常生活带来了诸多不便。本课题就是基于解决这一问题，而以89C52单片机为核心，设计了一款学习型的智能遥控器。其通过学习其他遥控器的红外编码，到达用一个遥控器控制所有电器的目的。具体的设计步骤及所要完成的工作总结如下所示：(1)红外遥控发射及接收原理首先是介绍了智能遥控器的研究背景及意义，分析了红外光发射电路的根本原理、红外光接收电路的根本原理。并对红外遥控器的编码原理、码型分析进行了总结，为后面红外编码的选择提供了重要的依据。(2)智能遥控器硬件电路设计首先是完成智能遥控器系统的功能模块的设计。通过对实用红外发射电路的分析，利用89C52单片机的接收及控制作用，然后是以红外一体化接收头NBl813为根底，设计了红外接收电路；最后是设计了以24C02存储器为根底的学习存储模块，这些存储的代码是以NEC协议为依据而存储的，并且其是与矩阵键盘的值相对应，这里设计的是扫描式的矩阵键盘，一旦有键被按下，单片机就会控制与键盘相对应的代码值被发送出去．其次是对主控电路进行了设计。以STC89C52单片机为核心，设计出了主控电路，绘制出了以主控电路为根底的整个电路的硬件原理图，并对主控电路的功能进行了描述。(3)系统软件设计首先是对红外遥控器的自学习模块进行了设计，接着是对发射模块的软件进行了设计，最后是对红外编码存储模块进行了设计。通过这些软件程序的支持，保证了红外遥控学习、存储及发射这一过程能够顺利的完成。最后是对总的软件流程进行了分析，并为系统解决和处理不同编码提供了方法。(4)系统实验及调试对学习到的电视机类遥控器及空调类遥控器的红外编码进行测试，通常是根据脉宽或周期之间的差异来表示高、低电平信号的，在其与所收集到的资料信息完全一致的情况下，就可以对相应的电器进行控制了。展望由于红外通信技术在家电产品控制方面具有独特的地位和重要的作用，本文所开发的以89C52单片机为核心的学习型遥控器，其在红外学习及通信控制方面取得了很多的研究成果．但是由于时间及其他的原因，还有许多的问题有待于解决，例如本文只学习和调试了一种类型的电视机遥控器编码和空调遥控器编码，因此，仍然有许多地方值得改良。对于后面的开展，应该从下面几个方面进行改良：(1)对该系统进行扩展，使之能够学习识别并且接收更多的家用红外设备发送过来的红外编码，并能进行正确的处理，真正的能够实现一个遥控器控制所有的红外家电设备。(2)充分的利用现有软硬件资源并能够进行屡次的开发，增加系统的功能，例如娱乐、学习等管理，使我们的生活变得更加丰富精彩。展望未来，家用电器信息化能够大大提高人们的生活质量，并且在此根底上开发出能够统一控制这些家电的遥控器会越来越受到人们的欢送。本文在研究中也取得了一些阶段性的成果，但是在与普通的遥控器比拟时，其价格还是相对较高的。同时，我们也应该注意到，红外通信应用的局限性也越来越明显了，比方其通信距离以及通信数据率等原因。现代生活中，无线局域网、GPRS等无线通信技术将在家电信息化的过程中将代替它而起到更大的作用。参考文献[1]凌毅．单片微型计算机与接口技术[M]．电子工业出版社,2023[2]苏长赞．红外线和超声波遥控[M]．人民邮电出版社,1999[3]李建华．实用遥控器原理与制作[M]．人民邮电出版社,1996[4]李朝青．单片机原理及接口技术[M]．北京航空航天大学出版社,2000[5]Chen.KINFRAREDREMOTECONTROL[J].PatentApplicationPublication,2003(0006904)[6]GPietraszakM,WStacyC.SelflearningIRremotecontroltransmitter[J].UnitedStatesPatent,1997.11.25[7]聂诗良,李磊民.红外遥控信号的一种编码解码方法[J]．仪表技术与传感器,2004,(08)[8]安颖,张春英,王裕琛．红外遥控器在单片机控制系统中的应用[J]．电子技术,2003,(06)[9]芦健,彭军,颜自勇,陈文芗．自学习型智能红外遥控器设计[J]．Foreig