基于单片机的学习型遥控器设计

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【摘 要】从基本原理、软件实现和硬件实现等方面着手设计一种基于STC90C51单片机的学习型红外线遥控器。本设计采用彩屏显示、触摸屏控制，可实现对多个NEC协议红外遥控器发出的红外信号进行学习，可将多个用电器的遥控功能集成在该学习型遥控器中，大大提高了人机交互性能。本设计可拓展到智能家居的红外控制解决方案当中。

【关键词】STC90C51单片机;TFT;触摸屏;红外线;载波

0 引言

近年来，红外遥控已经涉及到各类家电和工业设备。但各厂商遥控器互不兼容，应用范围有限，传统的单一控制和被动控制红外遥控器已无法满足人们的需求。随着科技的发展，单片机在控制领域起到越来越重要的作用，触摸屏和彩屏的成本的逐渐降低，所以采用以单片机90C51为控制核心进行遥控应用设计，分为控制模式和学习模式，加之采用触摸屏输入，彩屏显示界面。可极大地提高遥控器人机交互性能。

1 整体原理

学习型遥控器就是基于对BIT‘0’和BIT‘1’的识别（由于NEC协议的编码长度比较通用，故采用）BIT‘0’是先高电平为0.56ms然后低电平为0.56ms。BIT‘1’是先高电平为0.56ms然后低电平为1.69ms。

当NEC协议遥控器在按键按下后，会周期性地发出同一种32位二进制码，它的周期约为108ms。一般大约是45--63ms之间，当一个键按下超过了36ms，振荡器就会使芯片激活，从而发射一组编码脉冲，这个编码脉冲一般是由一个起始码（大约9ms），一个结果码（大约4.5ms），低8位地址码（大约9-18m），高8位地址码（大约9-18ms），8位数据码（大约9-18ms）和这8位数据的反码（大约9-18ms）组成。

本方案是基于单片机的学习型遥控器，红外波形的学习模式方案如图1和控制模式方案如图2。以STC90C516R+为核心，通过测量NEC协议红外遥控信号的脉冲宽度来原封不动地保存红外遥控编码，并利用单片机定时器T0实现38KHz载波，根据触摸屏相应操作单片机控制输出红外遥控波形，实现了红外波形的学习和控制。

2 硬件实现

硬件整体原理如图3所示。

红外解码模块设计。采用PC 1838一体化红外解码器，它的第二脚接地，第三脚接5V的电源，第一脚接到单片机的P3.2中。PC 1838红外解码后，单片机P3.2将接收高低电平脉冲信号，下降沿有效。单片机可以对红外编码长度进行测量并记录下来。

片外EEPROM模块设计。当在本系统学习模式情况下，选择彩屏上的按键（即触摸）。就会有相应的数据存储到AT24C08中，在断电的情况下也不会使数据丢失。当在本系统控制模式情况下，选择彩屏上的按键（即触摸）。就会有相应的数据从AT24C08中调用出来。

TFT彩屏显示模块设计。TFT-GGIN7009UTSW-W是属于电阻屏，它的22，23，24，25，26，27，28，29脚接STC90C516RD+单片机的1，2，3，4，5，6，7，8脚。TFT-GGIN7009UTSW-W的14，15，16，17，18，19，20，21脚接STC90C516RD+单片机的32，33，34，35，36，37，38，39脚。TFT-GGIN7009UTSW-W的11，12，13脚接STC90C516RD+单片机的28，27，26脚TFT-GGIN7009UTSW-W1，2，3，4，5，6，7，31，32，33，38，39脚接地。TFT-GGIN7009UTSW-W的8，9，10脚接电源。

触摸屏控制模块设计。XPT2046是属于集成在TFT-GGIN7009UTSW-W一块触摸屏控制芯片。XPT2046的11，12，14，15，16分别接STC90C516RD+的21，25，23，22，24脚。XPT2046采用差分控制模式。可有效的提高精度。当人触碰触摸屏时，X-，X+，X-，Y+坐标值将会进行读取，进行差分运算后，存储到相应的地址中，从而达到了人机交互的目的。

红外载波发射模块设计。运用STC90C516RD+的定时器T0产生38KHZ的载波（因为我们设置TO定时器的TH0=0xFF，TL0=0xE6;也就是大约每26us产生一次中断，而在程序中，根据接收的编码的PWM高低电平可以控制是否发射出去。从而就得到的38KHZ的载波。）然后信号经过电阻后到达了8050的基极，8050发射极接地，集电极接电阻后接红外发光二极管的负极。当有信号从STC90C516RD+发出时，通过三极管8050控制红外二极管的亮灭。

单片机模块设计。本模块采用STC90C516RD+单片机，它是本系统的CPU。它的20，40脚接地和5V电源，为单片机供电。它的1，2，3，4，5，6，7，8脚接彩屏的高位数据入口，32，33，34，35，36，37，38，39脚接彩屏的低位数据入口，26，27，28脚分别接彩屏的WR，RS，CS。13脚接彩屏的复位脚，上述这些脚控制着彩屏。它的18，19脚接12MHZ晶振。它的9脚接复位电路。它的21，22，23，24，25接触摸屏的PEN，T-CS，DI，CLK，DO脚，以读取触摸屏坐标信号。它的10，11脚接入小按钮，以选择控制模式和学习模式。它的12脚接PC 1838，以读取接收红外高低电平脉冲信号。它的14脚要用于定时器T0接红外发射模块，以发射学习到的红外高低电平脉冲信号。它的15脚接蜂鸣器，以方便人机交流。

3 调试

整体调试如图。图4、图5为一级界面。图6、图7为二级界面。图8、图9为二级界面。

当系统通电或者是复位的时候。系统会首先进入图4一级界面A，等待3秒钟后，自动刷新到图5一级界面B中。

学习模式时，选择按键K1时，界面会刷新，进入图6二级界面A中，其界面上有七个模块可供选择，每个模块代表一个遥控器。当选择图6二级界面A中的前三个（model 1，model2，model3）模式后，会调用如图8三级界面A所示。当人按下如图8三级界面A所示界面相应按键的时候，学习型遥控器会对红外遥控信号进行学习，学习成功后，蜂鸣器响，并且相应按键变红后变绿。当选择图6二级界面A中的后四个（model4，model5，model6，model7）模式后，会调用如图9三级界面B所示。当人按下如图9三级界面B所示界面相应按键的时候，学习型遥控器会对红外遥控信号进行学习学习成功后，蜂鸣器响并且相应按键变红后变绿。

控制模式时，选择按键K2时，界面会刷新，进入图7二级界面B中，其界面上有七个模块可供选择，每个模块代表一个遥控器。当选择图7二级界面B的前三个（model 1，model2，model3）模式后，会调用如图8 三级界面A所示。当人按下如图8三级界面A所示界面相应按键的时候，学习型遥控器会对红外遥控信号进行学习，学习成功后，蜂鸣器响，并且相应按键变红后变绿。当选择图7二级界面B的后四个（model4，model5，model6，model7）模式后，会调用如图9 三级界面B所示。当人按下如图9 三级界面B所示界面相应按键的时候，学习型遥控器会对红外遥控信号进行学习，学习成功后，蜂鸣器响，并且相应按键变红后变绿。

【参考文献】

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[5]KEIL Software Inc.RTX51 Real-time Kernel[OL].http：///rtx51，2004.

基金项目：湖南工业大学大学生研究性学习与创新性实验计划项目。

作者简介：宋血平（1992―），男，湖南郴州人，湖南工业大学自动化专业2011级本科生。