基于單片機的智能學(xué)習型紅外空調遙控器

　　3系統軟件設計與實(shí)現

　　系統程序主要分為三個(gè)部分：學(xué)習模式，發(fā)送模式以及通信模式。當第一次進(jìn)入系統時(shí)，初始化設置設備地址，然后設置通信的波特率，提供1200、9600以及19200三種選擇。系統主程序即在三個(gè)模式間切換，默認進(jìn)入通信模式，可以通過(guò)模式切換按鍵改變模式，也可以通過(guò)上位機直接更改。出于系統的穩定性需要，在程序中加入了軟件看門(mén)狗，防止程序"跑飛".

　　3.1學(xué)習功能設計

　　3.1.1學(xué)習模式

　　紅外遙控器的碼型多樣，編碼一般包括：幀頭、系統碼、操作碼、同步碼、幀間隔碼、幀尾，且同步碼與幀間隔碼出現的位置不固定，因此碼型格式靈活多變，很難區分各種碼型的編碼含義;各個(gè)紅外遙控的編碼長(cháng)度不盡相同，發(fā)送方式也多種多樣，最常用的有三種：完整幀只發(fā)送一次、完整幀重復發(fā)送兩次、先發(fā)送一個(gè)完整幀，后重復發(fā)送幀頭和一個(gè)脈沖。面對如此多樣化的編碼方式，如果區分每種編碼的含義進(jìn)行學(xué)習，學(xué)習的復雜度將會(huì )很高，并且通用性也會(huì )受到影響。所以，為了避開(kāi)各色碼型的干擾，系統在學(xué)習時(shí)并不關(guān)心碼型數據的實(shí)際意義，只記錄脈沖的時(shí)間寬度。系統主要針對載波頻率為38KHz(周期為26us)的紅外遙控器，利用變量IR_time記錄接收到的脈沖寬度。學(xué)習程序流程如圖4所示。

　　圖4學(xué)習程序流程圖。

　　3.1.2壓縮存儲

　　由于不考慮具體的碼型數據意義，只記錄脈沖的寬度，系統的學(xué)習功能通用性得到了提高，但這種方式學(xué)習到的數據量很大，對存儲的要求就變得很高。

　　盡管系統針對存儲的大容量需求設計了單獨的存儲模塊，但考慮到應在不增加硬件開(kāi)銷(xiāo)的情況下保證足夠的存儲容量，以及滿(mǎn)足未來(lái)擴展的需要，在進(jìn)行數據存儲時(shí)，采取了數據壓縮技術(shù)。

　　從學(xué)習到的電平數據可以發(fā)現，無(wú)論數據是1還是0，都有相同時(shí)長(cháng)的電平出現，這符合游程編碼的特點(diǎn)。游程編碼是一種簡(jiǎn)單的非破壞性資料壓縮法，其好處是加壓縮和解壓縮都非?？?，其方法是計算連續出現的資料長(cháng)度壓縮之。比如：一張二值圖像的數據為：

　　WWWWWWWWBWWWWBBBWWWWWWWBWWWWW

　　使用游程編碼壓縮可得：8W1B4W3B7W1B 5W.

　　可見(jiàn)，壓縮效率極高，且可避免復雜的編碼和解碼運算。所以，在存儲時(shí)，系統對學(xué)習到的數據進(jìn)行游程編碼壓縮[7，8].例如，學(xué)習到的一組空調遙控器的數據為[157 153 23 53…23 53 23 180 156 152 23 53…53 23]，如圖5所示，對重復的電平數據采用游程編碼壓縮后，原本需要199字節的空調遙控碼，只需要106個(gè)字節即可存儲，壓縮率達53.27%.因此，在存儲時(shí)針對學(xué)習到的數據特點(diǎn)采取游程編碼壓縮，可以有效節約存儲空間。

　　圖5一組典型的空調數據幀。