学习型红外遥控装置的研究与设计

1 引言

红外遥控是目前常用的一种通信和遥控方法，有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，可广泛应用于各种家电产品、金融和商用设施以及工业设备中。但目前各种产品的红外遥控不能互相兼容，给实际应用带来不便。因此，这里给出了一种基于凌阳SPCE061A单片机的通用学习型红外遥控设计系统，能够学习各种红外遥控指令，较好地解决了产品兼容问题。

2 红外遥控原理

通用红外遥控系统由发射和接收两大模块组成，使用编／解码专用集成电路控制操作。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；而接收部分包括光电转换放大器、解调、解码电路。

当按下遥控器按键时，其内部信号发射器周期性地发出同一种脉宽调制的二进制串行码，由红外发射管输出。红外遥控器发射的遥控编码脉冲由前导码、系统码、功能码、功能码的反码组成。这些编码经载波脉宽调制后发射，经常使用的是38 kHz载波。遥控接收完成对遥控信号的接收、放大、检波、整形、解调出遥控编码脉冲，然后通过微控制器实现相应的控制功能。

3 系统硬件电路设计

该学习型红外遥控器能记忆16个不同的红外指令，这些指令存在片外存储器中。当其学习时，微处理器解码后，将数据存入片外存储器中，学习指示灯亮。当遥控时，通过按键选择对应的控制功能，微处理器调用相应功能的红外编码，遥控指示灯亮。该系统设计是利用凌阳SPCE061A单片机强大的语音功能，可在不同模式下进行语音提醒。其系统硬件设计电路原理框图如图1所示。

3.1 凌阳SPCE061A单片机

该系统设计采用凌阳SPCE061A单片机作为处理器。SPCE061A是以μ'nSPTM 16位微控制器及信号处理器为内核的16位单片机，采用模块式集成结构，片内集成了2 KBRAM、32 KB Flash、A／D转换器、D／A转换器、并行I／O接口等。其主要性能为：单片机SPCE061 A(晶振频率32．768 KHz，Flash 32 KB，3.3 V供电)；32位可编程并行I／O接口；2个16位可编程定时／计数器，自动预置计数初值；具有运行／睡眠模式下看门狗维护功能。

3.2 红外发射电路

红外发射是由编码后的串行数据通过载波脉冲幅度调制而产生，发射电路中采用最常用的载频38 kHz遥控器。调制方波可由16位可编程定时器对TimerA脉宽调制输出引脚IOB8周期取反得到，而脉冲信号则由双向I／O接口IOB6输出。红外发射电路如图2所示。

3.3 红外接收电路

红外接收电路用于接收红外信号并解调遥控器二进制控制脉冲信号。该红外接收电路采用HS0038。HS0038集光电转换、解调和放大于一体，只需少数外接元件就能实现从红外接收到输出与TTL电平兼容的所有工作。HS0038输出高电平，当输人为遥控信号时，HS0038则输出高低电平脉冲。接收的遥控码是由一个低电平与一个高电平构成，不同脉宽高低电平的组合组成不同控制码。此设计将解调的信号直接输入外部中断源EXTI引脚IOB2，通过内部中断服务程序实现脉冲的计数和存储。红外接收电路如图3所示。

3.4 数据存储电路

此设计选用24LC16实现数据存储功能。24LC16是具有I2C接口的EEPROM，其容量为2 048×8位，分为8页，每页256字节，其较大的存储空间和控制方式能够满足存储及性能要求。将凌阳SPCE061A的串行数据发射引脚(IOB10)与接收引脚(IOB7)相连，然后再与24LC16的串行I／O引脚SDA相连。由系统程序软件提供这两引脚的串行时钟，即可完成数据的接收和发送。