红外学习遥控器的设计与实现

陈彦霖

广东文理职业学院 广东廉江 524400

红外学习遥控器的设计与实现

陈彦霖

广东文理职业学院 广东廉江 524400

设计一个具有学习功能的红外遥控器，该遥控器适用于码分制的红外遥控设备。它通过对大量不同遥控码的特征分析，在读入遥控码时选择最佳采样频率，使遥控码学习成功率大大提高。

红外遥控；学习功能；AT89C51

1 前言

在日常生活中，人们常常浪费很多时间在寻找控制各种各样的遥控器。为了解决这个问题，本文设计一个红外学习遥控器，该遥控器具有学习功能，可遥控多种电器如电视、空调、VCD等，免除了人们同时面对众多遥控器的烦恼。

2 红外学习遥控器的设计

本设计中的红外学习遥控器具有两种工作状态：学习状态和遥控状态。该遥控器可靠性高，通过对大量不同遥控码的特征分析，在读入遥控码时选择最佳采样频率，使学习成功率大大提高。该设计采用AT89C51单片机作为整个系统的主控部件，并在外部配以相应的存储器存放数据。

使用该遥控器前需先按下功能键K（K分学习/遥控两种状态），此时设置为学习状态，选择类型功能键S1～S3进行学习，待学习指示灯灭后，学习完成。再设定功能键K为遥控状态，用本产品对准红外接收头，选择其中一个功能按键，即可实现对电器进行遥控。

2.1 系统的电路框图

图1为红外学习遥控器的系统功能模块方框图。遥控器由红外接收电路、红外发射电路、上电复位电路、振荡电路、中央控制器AT89C51、锁存器74LS373及数据存储器SRAM6264、功能按键及状态指示电路组成。

图1 系统功能模块方框图

2.2 系统的电路组成及功能介绍

下面对主要电路、元件的工作原理作进一步介绍。

1）红外遥控接收与解码电路。红外接收电路的核心器件为红外接收头，遥控器使用型号为CX20106的接收头，该接收头是红外线遥控接收前置放大双极型集成电路，适应于电视机等家用电器。内部电路由前置放大器、自动偏置电平控制电路、限幅放大器、带通滤波器、峰值检波器和波形整形电路等组成。

所有的红外遥控器的输出都是用编码后的串行数据对38～40 kHz的方波进行脉冲幅度调制而产生的。如果直接对已调波进行测量，其脉宽只有20多微秒，由于单片机的指令周期是微秒级，就会产生很大的误差。因此，需加上一些简单的外围电路，先要对已调波进行解调，对解调后的波形进行测量。用CX20106可以完成对已调波的解调，原理图如图2所示。将CX20106解调出的遥控编码脉冲直接连入AT89C51单片机的和脚。

2）红外发射与编码电路。要对红外信号进行编码，首先将定时器T0和T1都初始化为定时工作方式1，T0的GATE位置1。每次外部中断首先停止定时，记录T0、T1的计数值，然后将T0、T1的计数值清零，并重新启动定时。T0的值即为高电平脉宽，T1～T0的值为低电平脉宽。T0、T1与红外编码信号脉宽的对应关系如图3所示。

图2 已调波解调原理图

图3 T0、T1与红外编码信号

图4 红外发射电路原理图

如图4所示，用遥控脉冲信号（由T1口输出）调制38 kHz方波，然后将已调波放大，驱动红外发光二极管，就可以得到遥控发射信号。调制可用一个与门实现，38 kHz方波可以通过AT89C51的定时器T0产生。

3）锁存器74LS373。74LS373是带三态缓冲输出的8D触发器。D1～D8为输入端，Q1～Q8为输出端。G是数据打入端：当G=1时，输出端Q0～Q7的状态与输入端D1～D7的状态相同；当G由“1”变为“0”时，数据输入锁存器中。E为输出允许端；当E=“0”时，三态门打开；当E=“1”时，三态门关闭，输出呈高阻状态，其结构原理如图5（a）所示，引脚排列如图5（c）所示。

在MCS-51单片机系统中，常采用74LS373作为地址锁存器。使E为低电平，如此时数据打入端G为高电平，则输出端Q0～Q7状态与输入端D1～D7状态相同；当G发生负跳变时，输入端D0～D7数据锁入Q0～Q7。51单片机的ALE信号可以直接与74LS373的G端连接，如图5（b）所示。

4）数据存储器SRAM6264。SRAM6264芯片的引脚如图6所示，SRAM6264是一个8K×8的SRAM芯片，其中A0～A14为片内地址线，由外部输入，用以选择SRAM的内部存储单元；D0～D7为双向三态数据线；20、26脚为片选信号输入线，20脚为低电平、26脚为高电平才有效，选中该片；22脚为输出允许，低电平有效；27脚为写允许输入线，低电平有效。

图5 锁存器74LS373

5）其他辅助电路。在设计过程中还要对学习指示电路、存储电路，功能按键等进行定义。

图6 数据存储器SRAM6264

图7 红外学习遥控器的电路原理图

图7为红外学习遥控器的电路原理图，其基本原理是通过红外接收头接收红外信号，并用AT89C51对接收到的红外信号进行采样计数。其中，P1.0口为第一路遥控发射按键，P1.1口接第二路遥控发射按键，P1.2口为第三路遥控发射按键；P1.6口用作学习状态指示，灯亮代表正在学习，灯灭代表学习完成；9脚为AT89C51的复位脚，采用上电复位方式；12、13脚为中断输入口，用于学习/遥控之间的转换控制；14脚用于红外线接收头的输出信号输入口；15脚输出的遥控脉冲信号，通过与门与38 KHz的信号进行调制，调制出来的信号经三极管9013放大驱动红外发光二极管LTD001C；18、19脚接12 MHz晶振；31脚接高电平；ALE接锁存器LE口。

3 结束语

红外遥控在家电产品中有着广泛的应用，目前市面上各种电器产品的遥控器并不相互兼容，常见的万能遥控器也只能对某几种产品进行控制，并不是真正的“万能”。本设计利用单片机对红外接收器接收回来的信号波形进行测量并存储于外部RAM中。当红外学习遥控器处于遥控状态时，将存储于外部RAM的测量数据回放。由于本设计中只是关心发射信号的波形中高低电平的宽度，不管其如何编码，因此做到真正的“万能”。

另外，本设计只适用于码分制的红外遥控设备，对于频分制的红外遥控设备和调频信号为38 kHz的红外线遥控设备，需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。

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Design and Implementation Infrared Remote Controller with Learning Function

Chen Yanlin

This paper designed an infrared remote controller with learning function. The remote controller is suitable for the device code-division system of infrared remote controller. It is characterized by a large number of different remote control code, and it selects the optimum sampling frequency when reading into the remote control code, thus greatly improves the learning success rate.

infrared remote controller; learning function; AT89C51

TP391.6

B

1671-489X(2013)18-0054-03

10.3969/j.issn.1671-489X.2013.18.054