多功能红外线遥控器的设计

一、引言

   目前，人们的物质文化生活水平日益提高，各种各样的家用电器走进了千家万户，其中，大多数的家用电器都有各自不同的遥控器，人们常常为了控制某台电器而到处寻找其对应的遥控器，这样，就给人们的生活带来了很多不便。为了解决这个问题，本文提出一个多功能遥控器的设计方案：该遥控器可以通过自学习而拥有对多台电器的遥控功能，即省时、又省力，从而使人们免除同时面对众多遥控器的烦恼。 

二、功能

1、适用于编码式红外线遥控型家用电器；

2、可遥控多台家用电器；

3、具有一个学习/控制复用键、5~10个设备选择键，10~20个功能控制键，由一个设备选择键与各个功能控制键共同实现对一个设备的控制；

图1   多功能红外遥控器的结构框图  

4、可通过一个设备选择键和各个功能控制键实现对多台设备的常用功能的学习和控制；

5、成本低，抗干扰能力强。

三、原理

图1所示为多功能红外遥控器的结构框图。遥控器由红外接收及发射电路、信号调理电路、中央控制器8031、程序及数据存储器、键盘及状态指示电路组成。

遥控器有两种状态：学习状态和控制状态。当遥控器处于学习状态时，使用者每按一个控制键，红外线接收电路就开始接收外来红外信号，同时将其转换成电信号，然后经过检波、整形、放大，再由CPU定时对其采样，将每个采样点的二进制数据以8位为一个单位，分别存放到指定的存储单元中去，供以后对该设备控制使用。当遥控器处于控制状态时，使用者每按下一个控制键，CPU从指定的存储单元中读取一系列的二进制数据，串行输出（位和位之间的时间间隔等于采样时的时间间隔）给信号保持电路，同时由调制电路进行信号调制，将调制信号经放大后，由红外线发射二极管进行发射，从而实现对该键对应设备功能的控制。 [page]

四、部分电路的设计

1、红外线接收电路

    如图2所示，按学习/控制键使CPU切换到学习状态，此时学习状态指示灯D5点亮（见图4），在按下某一设备选择键时，程序调整数据指针（由程序开发者设定），使其指向数据存储器的某一指定长度数据区的起始单元，当同时按下本遥控器的某一控制键和被学习遥控器的某一控制键时，8031就会由程序控制向P3.1管脚（即JR端）输出低电平（原初始化程序将其设置为高电平），见图4。JR端的电平信号是或非门U1A的控制电平。当P3.1=0时，U1A输出为输入端的反相信号。即由D1、U4构成的红外线接收电路负责接收被学习遥控器发送来的信号，当D1有红外信号输入时，该信号经U4解调、整形、放大后（此解码脉冲与原编码脉冲反相位）由7管脚输出，经或非门U1A反向经由IN管脚输入给8031的P1.4管脚，见图2。此信号的第一个高电平脉冲向C4迅速充电（合理选择R3，R4的参数，以防止重复触发），同时通过U2A的IT管脚向8031的INT1管脚送一个下降沿信号，CPU响应中断后，从P14定时采集U1A的IN红外线编码信号，形成一系列二进制数码，并以8位为单位存放到指定设备、指定按键的数据区（可以通过一码连发进行错误校验），从而完成一个键的学习。如果再学习其他键的功能，方法相同。如果想学习另外设备的各个键的功能，按下本遥控器的另外一个设备选择键，然后分别按下各个功能控制键，从而学习被学习遥控器的各个功能。[page]   

2、红外线发射电路

    如图3所示，按学习/控制键使CPU切换到控制状态，同时控制状态指示灯D6点亮（见图4），此时按下某一设备选择键，系统就会处于某一设备的控制状态下，再按下某一功能控制键时，系统通过设备号和功能键号进行寻址，找到对应设备对应功能键的数据存储区地址（这些数据是由学习该键功能时分点采集而得来的），依次读出这些数据，由CPU控制通过P1.5管脚依次以位为单位定时（时间间隔同采样时间间隔）输出给调制电路U2B的OUT管脚，经过由U2B、U2C、C5、R7、R8组成的调制电路调制后（调制频率为38KHZ），再由Q1放大，驱动D4进行红外遥控信号输出，以实现对所选设备的某一功能的控制。

3、其他电路概述

见图4。本部分电路包括学习、控制指示电路，数据、程序存储电路，键盘电路等。学习、控制指示电路采用发光二极管进行指示，由8031的P1.6、P1.7管脚输出控制信号，再分别经过放大电路驱动D5、D6指示；设备号显示电路使用一位数码管静态显示；键盘电路采用查询式扫描键盘；程序存储器采用常见的ROM或EEPROM，数据存储器可以采用价格较为低廉且与6264或62128兼容的随机电可擦写存储器。 

五、结束语

    本设计只适用于码分制的红外遥控设备，而未涉及到频分制的红外遥控设备和调频信号为非38kHz的红外线遥控设备，如若要扩充遥控器的这些功能，只要在红外线接收电路中增加测频电路，在红外线发射电路中使用数控信号发生器做调制电路即可。

参考文献   

[1]  . 丁元杰. 单片微机原理及应用[M]. 机械工业出版社，1996.

[2]  .何立民. 单片机应用技术选编（3）[M]. 北京航空航天大学出版社，1996.

[3]  . 邱关源.电路[M]. 高等教育出版社，1999.

[4]  . 康华光. 电子技术基础[M]. 高等教育出版社，1988