基于單片機的紅外轉射頻遙控系統

引言
近年來(lái)，隨著(zhù)人民生活水平的提高，帶紅外遙控的家用電器種類(lèi)越來(lái)越多，如電視、空調、DVD等，但由于各種紅外遙控編碼格式不同，使得各種產(chǎn)品的遙控器不能相互兼容，用戶(hù)在使用過(guò)程中很容易產(chǎn)生混亂，而且各種遙控器的功能也都大同小異，從而造成很大的資源浪費；另外，紅外遙控信號的發(fā)射與接收會(huì )受到障礙物的遮擋，而且傳輸距離有限。如果能夠將家用電器的遙控器集成為一體，并克服紅外遙控距離和方向的限制，無(wú)疑將會(huì )給人們的生活帶來(lái)很大的便利。基于這樣的目的，本文設計了一種轉換裝置，將紅外遙控轉換為射頻遙控，利用地址編碼和數據編碼，把對多個(gè)對象的遙控集成在一個(gè)射頻遙控器上，充分利用射頻信號傳輸距離遠、無(wú)方向性的優(yōu)點(diǎn)，并采用多種抗干擾技術(shù)以提高系統的可靠性。
1總體方案設計

系統主要有遙控裝置和轉換裝置兩部分組成，接收控制部分是紅外遙控的對象，如電視機，空調等設備。射頻遙控器由按鍵信息輸入、編碼及射頻發(fā)射電路組成，主要功能是將用戶(hù)的輸入信息進(jìn)行編碼，經(jīng) 433MHz的載波調制，并通過(guò)天線(xiàn)發(fā)射出去。它和電視機的遙控器功能相似，不同的是它發(fā)射的射頻信號不受環(huán)境限制且能夠實(shí)現遠距離傳輸。轉換裝置包括射頻信號的接收解調、紅外調制及紅外發(fā)射部分，主要功能是從接收的射頻信號中，解調出遙控信息，并按照紅外遙控的編碼體制對信息進(jìn)行編碼，并調制在 38kHz的載波（38kHz載波頻率是家電類(lèi)紅外遙控的主流載頻，還有其它頻率，如 36kHz、40kHz，但只是小部分 ）上，經(jīng)紅外發(fā)射管的二次調制，發(fā)射紅外遙控信號，從而實(shí)現對受控設備的控制。實(shí)際應用時(shí)，一個(gè)射頻遙控器，可以通過(guò)地址編碼控制多個(gè)轉換裝置，將轉換裝置分別固定在不同的受控對象上，并使其紅外發(fā)射管對準受控對象的紅外接收頭，這樣就不需要改動(dòng)受控對象的內部電路，就可實(shí)現射頻遙控的轉換，從而簡(jiǎn)化了電路，降低了成本。

2．編、解碼芯片簡(jiǎn)介
PT2262是一款數據編碼芯片，最多有 12位三態(tài)地址線(xiàn) (“0”或“1”或“懸空” )，可提供 531,441種編碼地址，因此可以極大地減少地址沖突，實(shí)現多路遙控的功能。 PT2262將地址碼和數據碼（A0~A5和 A6/D5~A11/D0）轉變?yōu)榇袛祿?，并從?17腳輸出相應的編碼信號波形。與 PT2262相對應的解碼芯片 PT2272則從解調出的數據中，提取相應的地址和數據編碼信息，并和本地設定的地址進(jìn)行兩次比較，如果地址相同，則根據指令中的數據信息執行相應的動(dòng)作；否則，不響應這條指令 。這樣，通過(guò)控制發(fā)射端的地址編碼就可實(shí)現對多個(gè)對象的控制，通過(guò)控制發(fā)射端的數據編碼，就可對一個(gè)受控對象執行多種操作。
3．紅外遙控信號的碼形

紅外遙控器是利用紅外線(xiàn)作載體傳送信息的，該二進(jìn)制信息一般由引導碼、用戶(hù)碼、功能碼組成，紅外遙控編碼的格式如圖所示：

首先發(fā)射 9ms高電平起始信號，4.5ms低電平，合稱(chēng)引導碼。接著(zhù)發(fā)射“低 8位用戶(hù)碼 +高 8位用戶(hù)碼 +8位功能碼 +8位功能碼反碼”，共 32位。二進(jìn)制“ 0”用“0.56ms高電平 +0.56ms低電平”表示， “1”用“0.56ms高電平+1.68ms的低電平”表示 [4]。接收的信號與發(fā)射的信號正好相反，即發(fā)射為高電平時(shí)，接收為低電平。所以接收到信號時(shí)，通過(guò)檢測高電平的長(cháng)度就可以判斷傳輸的是“ 0”還是“1”，發(fā)射信息的冗余主要是為了提高系統的抗干擾能力。
不同的紅外受控對象有自己惟一的用戶(hù)碼，因此通過(guò)發(fā)送不同的用戶(hù)碼就可以區分開(kāi)該遙控信息是發(fā)送給哪個(gè)受控對象的。受控對象從信號中解調出功能碼，并根據功能碼，執行相應的功能和動(dòng)作。在本系統中，用戶(hù)碼就是編碼芯片的地址編碼，功能碼就是遙控器上的鍵值，即編碼芯片上的數據編碼。
4．硬件電路設計及實(shí)現
AT89C2051單片機功耗低，體積小，適用于各種便攜式設備，因此在轉換電路中采用這款芯片；如果控制對象少，需要的端口也少，那么射頻遙控器電路也可以采用 AT89C2051；在設計中，為驗證系統能夠實(shí)現控制多路信號的功能，遙控器電路采用 AT89C51單片機，這樣可以增加更多的遙控對象。硬件電路主要包括射頻遙控器電路和轉換裝置電路兩部分。