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  • 智能學習型紅外空調遙控器分析

     為了解決空調遙控器不兼容問題,設計了一款基于Atmega16單片機的智能空調遙控器。該遙控器采用測量脈沖寬度的方法學習紅外信號,同時使用游程編碼算法對數據進行壓縮后存儲,并利用單片機內部定時器PWM模式產生紅外載波,成功實現了對紅外遙控的學習與再現,并可通過上位機進行控制。經運行測試表明,該智能遙控器操作靈活,性能穩定,為智能遙控器設計提供了一種新方案。

      1引言

      本文設計了一款針對空調設備的智能學習型紅外遙控器,采用記錄脈沖寬度的方法,成功實現了對多種紅外空調遙控信號的學習與再現,真正實現了“萬能”。本文在闡述了系統的總體結構及硬件設計的基礎上,詳細研究了系統學習,發送及通信功能的軟件設計與實現。

      2系統總體結構與硬件設計

      系統采用模塊化設計,各模塊通過接口電路與主控芯片相連。主要模塊有:矩陣鍵盤,液晶顯示,存儲模塊,紅外發送模塊,紅外接收模塊,RS232、RS485通信模塊,以及溫度檢測模塊。系統結構圖如圖1所示。

      系統以Atmega16單片機作為主控芯片,Atmega16具有16K字節的系統內可編程Flash ,512字節EEPROM,1K字節SRAM,32個通用I/O口線,32個通用工作寄存器,用于邊界掃描的JTAG接口,支持片內調試與編程,三個具有比較模式的靈活的定時器/計數器(T/C),片內/外中斷,可編程串行USART,有起始條件檢測器的通用串行接口,8路10位具有可選差分輸入級可編程增益的ADC,具有片內振蕩器的可編程看門狗定時器,一個SPI串行端口,以及六個可以通過軟件進行選擇的省電模式。該芯片功能強大,滿足系統設計需要并提供了充分的擴展空間。主控芯片使用8MHz的晶振,晶振電路靠近主控芯片,盡量減少輸入噪聲。復位電路采用低電平復位。

    1.png

      智能學習型紅外空調遙控器分析

      圖1系統結構圖

      矩陣鍵盤采用3*3的設計,設置了8個功能鍵,方便用戶進行手動操作。其中單獨設計了一顆模式切換鍵,可在學習、發射、通信模式中切換。為了實現學習功能,紅外線接收頭模塊使用了一體化接收頭NB1838,其光電檢測和前置放大器集成于同一封裝,中心頻率為37.9KHz. NB1838的環氧樹脂封裝結構為其提供了一個特殊的紅外濾光器,對自然光和電場干擾有很強的防護性。NB1838對接收到的紅外信號進行放大、檢波、整形,并調制出紅外編碼,得到TTL波形,反相后輸入單片機,再由單片機進行進一步的處理,存儲到EEPROM中,接收電路如圖2所示。

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      智能學習型紅外空調遙控器分析

      圖2接收硬件電路圖。

      考慮到系統需要的存儲空間比較大,設計了單獨的存儲模塊,選用的EEPROM是AT24C64,它提供了8KB的容量,通過IIC協議與Atmega16 TWI接口通信,將學習到的紅外指令存儲在此,掉電不丟失。

      在發射模式下,系統從EEPROM讀取相應數據信息,利用三極管9013組成的放大電路,通過大功率紅外發射管將調制好的紅外信號發射出去。發射電路如圖3所示,非發送狀態時,三極管工作在截止狀態,紅外發射管不工作,有利于降低功耗以及延長紅外發射管的使用壽命。經實際測試,發射距離可達到10m左右。


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