摘 要
随着家用电器种类的增加和无线遥控产品的普及，红外遥控器的使用频率越来越
高，针对国内红外遥控学习技术成熟，但产品化程度低的特点，本文自主设计一种具有红外学习和触屏显示功能的红外遥控器，借此促进红外遥控学习技术在国内市场的产品化推广。
在红外解码方面，传统方法采用单片机中断或者查询方式采集红外信号，环境不理想情况下可能需要多次解码，本文借助电脑辅助记录全波形，通过相关软件优化波形，解码一次即可成功；在红外发射方面，本文通过实验发现红外发射距离受载波占空比和红外二极管贯通电流影响，通过调试将38KHz 载波红外信号发射距离提高到10 米；在红外接收方面，进行了红外干扰测试；在触屏校验方面，通过实验获取触屏数据，利用matlab 参数估计lsqcurvefit 函数求得校正参数，解决了触屏漂移问题；在彩屏显示方面，将遥控器所有按键简化为方向键和确认键，虚拟数码管显示按键位置，避免了单片机片上资源紧张的问题，此外，彩屏仅支持16 位R5G6B5 格式数据，一张176*220 图片占用72. 6KB 空间，造成极大浪费，本文借此讨论了适合本系统的图片压缩技术，给出了一种具体的图片压缩格式。
按照由简单到复杂的顺序，本文先后制作了遥控接收解码装置、遥控编码发射装置、万能学习型红外遥控器，以SAA3010 遥控器作为典型代表（遵循飞利浦RC-5编码协议），成功的实现了红外编解码、发射接收、按键触屏双输入、彩屏显示等基本功能，最终制作的万能学习型遥控器在功能上可以完全代替SAA3010 遥控器。
关键词：红外学习；红外解码；单片机控制；声卡采样；触屏校验
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Abstract
In the electronic world, the infrared remote control technology is widely used in our lives. Various appliances on the market have the technology of infrared remote control system with maturity and low cost. However, to avoid different brands and between different types of equipment malfunction, people use different devices in different transport rules or identification number, which makes various types of remote control apply only to their remote objects and easy causes confusing results that the actual use of the remote control are many and complex. The design requirements is to achieve an intelligent learning IR remote control implementations.
By studying infrared codec, infrared transmitting and receiving, MCU control, LCD display technology, remote control of other learning and learning sent successfully restored infrared remote control system.Key and core part of the design is that through software decoding it can achieve the self-study function of the infrared signal and be controlled by MCU to make the learned signal in store and forward.
Keywords: Infrared remote controller；The 38KHZ carrier；Self-study；Infrared
remote receiver；Infrared remote transmitter
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目 录
1. 绪论 ............................................................................................................... 1
1.1 选题的目的意义 .......................................................................................... 2 1.2 红外学习研究现状 ..................................................................................... 3 1.3 选题研究的内容 ......................................................................................... 3 2 智能红外遥控学习方案设计 ..................................................................... 4
2.1 总体方案介绍 ..................................................................................................................... 4
2.2 方案论证 ..................................................................................................... 5
2.21 学习方式 ........................................................................................................................... 5 2.22 按键模块 ........................................................................................................................... 5 2.23 显示模块 ........................................................................................................................... 6 2.24 红外接收模块 ................................................................................................................... 6 2.25 微控制器选择 ................................................................................................................... 6 3.1 系统硬件基本组成 ............................................................................................................. 7 3.2 主要模块电路设计 ............................................................................................................. 7 3.2.1键盘和显示电路设计 ....................................................................................................... 8 3.2.2 红外发射电路及其编码 .................................................................................................. 8 3.2.3红外接收电路 ................................................................................................................. 11 3.2.4 存储电路 ........................................................................................................................ 12 3.2.5 单片机控制电路 ............................................................................................................ 13 4.1 系统编程语言和编程工具 ............................................................................................... 16 4.1.1编译软件Keil uVision2简介 ........................................................................................ 17 4.2软件设计 ............................................................................................................................ 18 4.2.1学习功能 ......................................................................................................................... 19 4.2.2数据压缩编码 ................................................................................................................. 25 5.1 系统硬件调试 ................................................................................................................... 32 5.1.1 元件的使用 .................................................................................................................... 32 5.1.2 整板测试 ........................................................................................................................ 34
3 硬件电路设计 ................................................................................................ 7
4 系统软件设计 .............................................................................................. 16
5 智能红外遥控器的实现 .............................................................................. 31
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5.1.3 上电测试 ........................................................................................................................ 34 5.2系统软件调试 .................................................................................................................... 36 5.2.1按键与显示模块调试 ..................................................................................................... 36 5.2.2接收模块调试 ................................................................................................................. 36 5.2.3发射模块调试 ................................................................................................................. 36 5.3调试小结 ............................................................................................................................ 36
5.4 智能红外遥控器性能测试 ........................................................................ 37
5.41 测试所使用仪器 ............................................................................................................. 37 5.42 测试结果 ......................................................................................................................... 37 5.43 结果分析 ......................................................................................................................... 38
总结 ...................................................................................................................... 39 谢 辞 .................................................................................................................. 40 参考文献 .............................................................................................................. 40 附 录 .................................................................................................................. 44
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1 绪论
1.1 选题的目的意义
随着电子工程在产品设计中的应用日益广泛，对产品的人性化设计成为设计领域一个新的革命。 遥控器主要由形成遥控信号的微处理器芯片、晶体振荡器、放大晶体管、红外发光二极管以及键盘矩阵组成。随着电子技术的飞速发展，新型大规模遥控集成电路的不断出现，使遥控技术有了日新月异的发展。遥控装置的中心控制部件已从早期的分立元件、集成电路逐步发展到现在的单片微型计算机，智能化程度大大提高。近年来，遥控技术在工业生产、家用电器、安全保卫以及人们的日常生活中使用越来越广泛。
在当今社会科学技术的发展与日俱增，人们是生活水平也是日益提高，为了减少人的工作量，所以是对各种家用电器、电子器件的非人工控制的要求也是越来越高，针对与这种情况，设计出一种集成度比较高的控制体系是必然的。
单片机的集成度很高，它具有体积小、质量轻、价格便宜、耗电少等突出特点，尤其耗电少，又可使供电电源体积小、质量轻。所以特别适用与“电脑型产品”，它的应用已深入到工业、农业、国防、科研、教育以及日常生活用品(家电、玩具)等各种领域。单片机特别适合于把它做到产品的内部，取代部分劳师机械、电子零件或元器件。可使产品缩小体积，增强功能，实现不同程度的智能化。
红外线是一种光线，具有普通光的性质，可以以光速直线传播，强度可调，可以通过光学透镜聚焦，可以被不透明物体遮挡等等。特别制造的半导体发光二极管，可以发出特定波长（通常是近红外）的红外线，通过控制二极管的电流可以很方便地改变红外线的强度，达到调制的目的，因此，在现代电子工程应用中，红外线常常被用做近距离视线范围内的通讯载波，最典型的应用就是家电遥控器。使用红外线做信号载波的优点很多：成本低、传播范围和方向可以控制、不产生电磁辐射干扰，也不受干扰等等。因此被广泛地应用在各种技术领域中。
带红外遥控器的家电给我们的生活带来极大的方便，但遥控器多了很容易弄混，如果有一种可对家中各种红外遥控器发射的控制信号进行识别、存储和再现的智能型红外遥控器，用这样一个遥控器控制家中所有电器该有多好。为此，我们试着设计一种以单片机为核心的智能型遥控器。通过此设计可以提高我们对专业知识的运用能力，让我们把在大学三年中所学到的专业知识真正的运用到实践当中。在设计过程中使我们能够把专业知识系统的，有条理的连接起来。