多媒體投影機遙控器的PIC單片機仿真

當前，投影機已是高校多媒體教室的常規設備，但是由于使用頻繁，人員又雜，投影機遙控器損壞及遺失的情況時(shí)有發(fā)生。因為學(xué)校用的投影機均為進(jìn)口產(chǎn)品，遙控器很難配到，并且能買(mǎi)到的話(huà)價(jià)格也是異常昂貴。利用單片機仿真遙控器的功能，制作成本很低的投影機遙控器具有實(shí)用推廣價(jià)值。
制作投影機遙控器的關(guān)鍵是先要讀出原投影機遙控器（同型號）的所有按鍵的控制碼數據，然后做成按鍵控制碼表格，當仿真時(shí)在按鍵操作下單片機將不同的控制碼數據發(fā)射出去，達到遙控投影機的目的。

1 讀遙控器按鍵碼方法

1．1讀遙控器按鍵碼硬件電路

如圖1為單片機讀投影機遙控鍵碼的控制電路。單片機使用宏晶公司的STC12C5410，P1.6口燈用作讀碼狀態(tài)的指示，燈亮代表讀碼狀態(tài)。P1.7口燈用于指示遙控發(fā)射操作，閃爍時(shí)代表遙控碼發(fā)射中，在讀碼狀態(tài)下，當P1.6口燈滅而P1.7口燈亮時(shí)代表碼已讀入。第（1）腳為單片機的復位腳，采用簡(jiǎn)單的RC上電復位電路，（6）腳為外中斷輸入口，用于讀碼功能的轉換控制，當按一下（6）腳口的開(kāi)關(guān)時(shí)，系統進(jìn)入中斷讀碼狀態(tài)。（8）腳用于紅外線(xiàn)接收頭的輸出信號讀入。（11）腳作為遙控器的紅外線(xiàn)信號輸出口，用于輸出40KHz載波編碼。（12）腳接遙控測試開(kāi)關(guān)。（4）、（5）腳外接12M晶振。

當按一下“學(xué)習”開(kāi)關(guān)時(shí)，P1.6口的讀碼燈亮，表示進(jìn)入讀碼狀態(tài)，此時(shí)將需要仿真的遙控器某按鍵對著(zhù)紅外接收頭按一下，當P1.6口的燈滅而P1.7口的指示燈亮時(shí)，讀碼成功。從計算機超級終端串口中可獲得鍵碼的數據。為了測試讀得的碼是否正確，可按一下發(fā)射測試開(kāi)關(guān)，看是否能正確實(shí)現投影機的功能操作。按以上方法將原投影機遙控器的所有按鍵碼讀入計算機備用。圖2和圖3分別是紅外線(xiàn)接收頭輸出端口及發(fā)射遙控碼時(shí)的單片機輸出口波形圖。

1．2 讀遙控器按鍵碼軟件設計

圖4是讀遙控器按鍵碼控制軟件的主程序流程。圖5是中斷讀入鍵碼數據的程序流程圖。

中斷讀鍵碼程序在編程設計中非常重要。它要完成遙控碼起始位的識別及脈寬計數、遙控碼編碼位的寬度計數、結束位的認別等功能。通過(guò)大量的不同種類(lèi)的遙控碼波形實(shí)驗分析，遙控碼的幀間歇位寬度均在10 ms以上，起始位碼寬度在100μs—20ms之間，編碼位在100μs—5ms之間，為確保對所有遙控器讀碼的成功，采用以下設計方法：

（1）尋提起始位方法：用16位DPTR計數器對高電平進(jìn)行寬度計數，計數采樣周期為21μs，當高電平結束時(shí)，如高8位計數器為非零，則說(shuō)明高電平寬度超過(guò)5.35ms（255×21μs），緊接來(lái)的低電平碼就是起始位，否則重新開(kāi)始。

（2）讀起始位方法：采用16位DPTR對低電平進(jìn)行寬度計數（最大可讀寬度為1.376s），當高電平跳變時(shí)結束計數，并將DPTR的高8位、低8分別存入R4，R5寄存器。

（3）讀遙控編碼的方法：采用DPTR低8位計數器對碼（高電平或低電平）進(jìn)行寬度計數，電平跳變時(shí)結束計數，并將值存入規定的地址，在高電平碼計數時(shí)，如 DPTR高8位計數器為非零（寬度大于5.35ms），則判定為結束幀間隔位，在相應存儲單元寫(xiě)入OOH作為結束標志。

2 投影機仿真遙控器的設計

2．1仿真遙控器硬件電路的設計

圖6是投影機仿真遙控器的電路原理圖。采用4*8的行列式按鍵開(kāi)關(guān)，可有32個(gè)操作按鍵。遙控器從P3.7口輸出40K的紅外線(xiàn)調制信號。

2．2 仿真遙控器軟件的設計

仿真遙控器中通過(guò)主程序的循環(huán)查鍵執行相應的鍵碼發(fā)射功能，鍵碼表是寫(xiě)在ROM中的，因此完成編程后是不能再改的。程序包括以下主要模塊：

（1）初始化程序。P1及P3端口置位，設置計數器計數模式、控制字等。

（2）鍵盤(pán)掃描程序。完成32個(gè)按鍵的掃鍵工作，并翻譯成相應的32個(gè)鍵號，使能執行相應的鍵功能。

（3）按鍵功能程序。利用定時(shí)器定時(shí)中斷功能，實(shí)現40KHz載波的產(chǎn)生；利用ROM表上各按鍵相應的起始位控制數據、高電平控制數據、低電平控制數據控制載波的發(fā)送時(shí)間及間隔時(shí)間。遙控碼調制發(fā)射的算法如下：

①[發(fā)起始位調制波]

取ROM表中起始位數據；

開(kāi)40KHZ方波定時(shí)器；

起始位數據減1，不為零，延時(shí)21μs后重復執行本句；

為零執行下句；

②[發(fā)高電平間隔位]

關(guān)40KHZ方波定時(shí)器；

取ROM表中高電平數據；如數據為0，延時(shí)10ms后結束算法；不為零執行下句；

數據減1，不為零，延時(shí)21μs后重復執行本句；

為零執行下句；

③[發(fā)低電平調制波]

取ROM表中低電平數據；

開(kāi)40KHZ方波定時(shí)器；

低電平數據減1，不為零，延時(shí)21μs后重復執行本句；為零轉②循環(huán)；

④算法結束

3 主要性能指標

（1） 讀碼器最大學(xué)習碼長(cháng)：206bit

（2） 讀碼器讀碼識別范圍：起始位：21μs~1.376s，編碼位：21μs ~5.355ms

（3） 讀碼誤差：+21μs

（4） 讀碼器幀間歇位識別范圍：小于1.37s，大于5.355ms

（5） 仿真遙控器發(fā)射距離：大于10M

4 小結

多媒體投影機的單片機仿真遙控器性能與軟件的設計具有密切的關(guān)系，特別是碼寬計數的采樣周期，關(guān)系到能否識別出起始位及遙控碼采樣精度問(wèn)題，在編程時(shí)需多次實(shí)驗測試，相互兼顧，本設計中讀碼采樣周期為21μs，經(jīng)測試可正確仿真市場(chǎng)上常用的投影機及彩電、空調等設備。