學習型通用紅外遙控裝置(一)

2021-09-25 04:57:24 字數 2231 閱讀 8323

1.1處理器  

處理器為stm32,**在其兩個系列的cpu上除錯通過,為stm32f103zet和stm32f103vbt。

軟體平台:keil uvision4;電路設計:altium designer v6.9。

1.2紅外通訊技術理論及示波器驗證

nec 標準規定,紅外通訊的載波頻率為38khz,占空比為1:3;規定的引導碼由9000μs左右的低電平和4500μs左右的高電平組成,重複碼由 9000μs左右的低電平和2250μs左右的高電平組成,資料「1」由560μs左右的低電平和1685μs左右的高電平組成,資料「0」由560μs 左右的低電平和565μs左右的高電平組成,如下圖所示:

1.3紅外協議的驗證

nec協議的理論在1.2節有論述,為使自己有乙個感官上的認識,對協議進行波形的提取分析,即通過抓取紅外一體接收頭輸出的紅外訊號,測量脈衝的高低電平寬度是否在協議規定的範圍。    

用示波器(rigol dg1102e)檢測vs838輸出的紅外訊號, 示波器接收到的引導碼入下圖所示:

示波器接收到的「1」碼如下圖:

示波器接收到的「0」碼如下圖:

引導碼持續時間13.6ms,「1」碼持續時間2.22ms,「0」碼持續時間1.10ms,完全在nec協議規定的範圍內。

1.4通用紅外通訊裝置的實現

通用紅外通訊裝置按照學習方式的不同可以分為兩類:第一,固定碼格式的通訊裝置;第二,波形拷貝式的通訊裝置。

第一種通訊裝置需要收集儲存不同種類的紅外裝置訊號,然後識別比較,最後再記錄。這種紅外裝置的優點是硬體要求相對簡易,控制器的cpu頻率可以較低;缺點是因為紅外編碼格式太多,實現紅外裝置的成功複製比較難。

第二種紅外裝置是把原來紅外裝置發出的訊號進行完全的複製,不管原來紅外裝置紅外訊號是什麼格式,然後儲存到非易失性的儲存器(如eeprom)中,傳送時再把儲存的波形資料去除,還原成原始訊號。其優點是可以對任何一種紅外裝置進行學習;缺點是對控制器cpu的頻率要求較高,ram要大。

為了對盡可能多的裝置進行控制,本設計完成的是第二種紅外通訊裝置。

微控制器通過中斷的方式對紅外脈衝訊號的脈寬進行測量。紅外置收管在沒有收到紅外訊號的情況下,輸出端一直輸出高電平;一旦由紅外訊號輸入,按照nec協議,會產生下降沿的跳變。通過把微控制器的中斷設定為下降沿模式,就可以捕獲該訊號,進入中斷處理函式,實現脈寬的寬度測量。

隨著積體電路整合度的日益增大,許多微控制器都已具備內部falsh且容量完全可以滿足對脈寬資料的儲存。這樣,可以省去額外的儲存器,節省成本,簡化硬體電路,而且對內部flash的讀寫速度很快。

紅外訊號的調製傳送設計兩方面,一是從flash中讀取按鍵對應的鍵值碼的資訊,二是完成對復原的紅外訊號的傳送。按鍵按下,從按鍵對應的位址讀出鍵碼資訊;傳送需要先把資訊調製在38khz的載波上,38khz載波由微控制器的定時器產生占空比1:3的pwm波得到,其中調製部分的原理電路如下圖所示:

當txd端輸出是低電平0時,三極體q1導通,38khz載波訊號由q2輸出,驅動紅外發射管l1傳送訊號;當txd端輸出是高電平1時,三極體q1截止,38khz載波訊號無法輸出,接收端接收不到紅外訊號,輸出高電平。紅外傳送波形資訊如下圖所示:

1.5系統實現的流程

整個系統主要由7個模組組成,它們是:38khz載波模組、鍵盤模組、紅外脈寬測量模組、flash儲存器的讀寫模組、紅外訊號的調製傳送模組、學習鍵的中斷實現模組和tft液晶的顯示模組。

整個系統的流程圖如下圖所示:

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