紅外遙控信號轉發(fā)的自學(xué)習及還原新方法

隨著(zhù)遠程教育系統的不斷發(fā)展和日趨完善，利用多媒體作為教學(xué)手段在各級各類(lèi)學(xué)校都得到了廣泛應用。近年來(lái)，我們在多媒體教學(xué)系統的開(kāi)發(fā)和研制中，經(jīng)常遇到同時(shí)使用多種紅外遙控設備，如：數字投影機、DVD、VCD、錄像機、電視機等，由于各種設備都自帶遙控器，而且不同的設備所遵循的紅外傳輸規約也不盡相同，操縱這些設備得使用多種遙控器，給使用者帶來(lái)了諸多不便。我們采用各設備集中控制的方式如圖(1)所示解決了該問(wèn)題。集中控制各設備的方法是首先對各設備的紅外遙控信號進(jìn)行識別并存儲(自學(xué)習），然后在需要時(shí)進(jìn)行還原。圖1中由PC或集中控制器，發(fā)送設備信號及控制命令信號至紅外遙控信號自學(xué)習及還原電路，再由此電路恢復對應的紅外遙控信號并發(fā)射出去，控制指定的紅外遙控設備動(dòng)作。

通常，紅外遙控器將遙控信號(二進(jìn)制脈沖碼)調制在38KHz的載波上，經(jīng)緩沖放大后送至紅外發(fā)光二極管，轉化為紅外信號發(fā)射出去。二進(jìn)制脈沖碼的形式有多種，其中最為常用的是PWM碼(脈沖寬度調制碼)和PPM碼(脈沖位置調制碼）。前者以寬脈沖表示1，窄脈沖表示0。后者脈沖寬度一樣，但是碼位的寬度不一樣，碼位寬的代表1，碼位窄的代表0。

遙控編碼脈沖信號（以PPM碼為例）通常由引導碼、系統碼、系統反碼、功能碼、功能反碼等信號組成。引導碼也叫起始碼，由寬度為9ms的高電平和寬度為4.5ms的低電平組成（不同的遙控系統在高低電平的寬度上有一定區別），用來(lái)標志遙控編碼脈沖信號的開(kāi)始。系統碼也叫識別碼，它用來(lái)指示遙控系統的種類(lèi)，以區別其它遙控系統，防止各遙控系統的誤動(dòng)作。功能碼也叫指令碼，它代表了相應的控制功能，接收機中的微控制器可根據功能碼的數值完成各種功能操作。系統反碼與功能反碼分別是系統碼與功能碼的反碼，反碼的加入是為了能在接收端校對傳輸過(guò)程中是否產(chǎn)生差錯。為了提高抗干擾性能和降低電源消耗，將上述的遙控編碼脈沖對頻率為38KHz(周期為26.3ms)的載波信號進(jìn)行脈幅調制(PAM），再經(jīng)緩沖放大后送到紅外發(fā)光管，將遙控信號發(fā)射出去。

根據遙控信號編碼和發(fā)射過(guò)程，遙控信號的識別——即解碼過(guò)程是去除38KHz載波信號后識別出二進(jìn)制脈沖碼中的0和1。遙控信號識別、存儲、還原的硬件電路如圖2所示,由MCS—51系列單片機AT89C51、一體化紅外接收頭、存儲器、還原調制與紅外發(fā)光管驅動(dòng)電路組成。

一體化紅外接收頭采用SIEMENS SFH 506-38，它負責紅外遙控信號的解調。將調制在38kHz上的紅外脈沖信號解調并反向后再輸入到AT89C51的INT0（P3.2)引腳，由單片機進(jìn)行高電平與低電平寬度的測量。

圖中使用具有I2C總線(xiàn)接口的E2PROM 芯片24C32作為存儲器，其容量為4KB，用來(lái)保存識別的遙控信號的高電平與低電平的寬度數據。通常遙控信號的二進(jìn)制脈沖碼長(cháng)為32位，每位由一個(gè)高電平與一個(gè)低電平組成，應保存的信號寬度數據為64個(gè)，再加上引導碼2個(gè)數據，共計66個(gè)數據，每個(gè)數據用一個(gè)字節來(lái)表示。一個(gè)遙控信號命令需要66個(gè)字節來(lái)保存?？紤]到不同的遙控系統有區別，有些遙控信號命令較長(cháng)，所以存儲空間應留有適當余量，來(lái)決定E2PROM 芯片的容量和型號。

遙控信號的還原是通過(guò)P0口（如圖中為P0.1)輸出二進(jìn)制脈沖碼的高電平與低電平及維持時(shí)間，再與38KHz調制脈沖相與，即P0口輸出高電平時(shí)允許38KHz調制脈沖通過(guò)，輸出低電平時(shí)關(guān)斷38KHz調制脈沖。調制后的信號驅動(dòng)紅外發(fā)射管。圖中LED用用來(lái)指示自學(xué)習中的各狀態(tài)。

P2口連結一組按鈕，數量與需要集中控制的紅外遙控設備數相同，用來(lái)控制單片機進(jìn)入或退出自學(xué)習狀態(tài)，按鈕號與設備號對應。

單片機與上位機或集中控制器通過(guò)RS—485總線(xiàn)通信，轉發(fā)紅外遙控設備的遠程控制。

單片機上電復位后，首先對其內部定時(shí)器、串行口初始化，并開(kāi)發(fā)串行口中斷。然后監測P2口，進(jìn)入自學(xué)習狀態(tài)(P2口有一引腳輸入為低電平并維持1s以上)時(shí)，用定時(shí)器及軟件計數的方法，測量INT0引腳上輸入高、低電平的寬度。INT0引腳平時(shí)為高電平，當接收到紅外遙控信號時(shí)，由于一體化紅外接收頭的反向作用，INT0引腳下跳至低電平，此為引導碼。將測得的高低電平的寬度保存在存儲器中，并將每次測得的低電平的寬度與引導碼低電平寬度比較，若相等則識別為遙控命令碼、存儲后結束。再次監測P2口，若為低電平并維持1s以上，為退出自學(xué)習狀態(tài)。

串行口中斷服務(wù)程序根據接收到的設備號及命令號查表得到一組事先存儲的高、低電平寬度數據，然后在P0口還原出紅外遙控信號去控制紅外遙控設備，動(dòng)作。

我們用上述紅外遙控信號的自學(xué)習及還原方法，成功地實(shí)現了新科VCD、DVD、金正DVD、松下系列錄像機以及多種型號數字投影機、彩色電視機遙控信號的轉發(fā)，從而在遠程教學(xué)系統中實(shí)現了遠程控制?！?/font>