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基于PC机的通用家电控制器的设计与实现

发布时间:2007/9/11 0:00:00 访问次数:570

    摘要:本文提出了一种利用PC机附加电路,驱动线我眼光管产生遥控信号控制各种家用电器的方法,通过采用设备码和命令码的概念实现遥控的通用性和灵活性,并给出了软硬件设计及应用实例。

    关键词:家用电器  红外遥控  家电控制器  设备码  命令码

红外遥控实现PC控制家电

家用电器(简称家电)实现遥控化是一个巨大的飞跃,它极大地改善了家电的易用性和方便性。其实在很多场合不一定要人工操作这些家电,而希望由PC机包括一些专门设计的控制系统去实现对家电的自动控制,例如用PC机去控制录像机、VCD机等设备用于电化教学。

在不对PC机和家电做任何改动的前提下,本文试图从家电的遥控着手,利用PC机附加电路驱动红外发光管产生遥控信号,来控制各种具备遥控功能的家电。实质是将家电所用五花八门的红外遥控信号交由PC机软件及相应附加电路去处理,并产生与该家电所配遥控器完全相同的红外遥制信号,这样就可实现各种遥控型家电的PC机统一控制了。用户只需关心被控制家电的类型和需要实施哪些有效的操作,例如对电视机有选频道、调音量而不会有快放、暂停等操作。

家电控制器可以制成一块PC附加卡或与并口、串口相连的外接电路盒,再引出驱动红外发射管的端子,也可直接引至家电的遥控解码芯片输入端实现线控。关键是为屏蔽遥控信号的差异性,应在PC软件与附加电路之间合理分配功能。一路信号输出可以控制多种不同型号的家电,但很多同样的设备需要控制的,必须分出一路路单独控制。家电控制器可提供单路、8路、16路甚至32路输出。

采用设备码和命令码统一各种遥控编码

设计需考虑的问题是如何"同化"不同遥控器发射信号之间的差异。遥控编码方式涉及很多方面,首先是数字0和1的表示(调宽还是调相,脉宽和占空比);其次是帧结构(引导码和结束码,识别码和命令码长度及发送方式);再次是帧间结构(仅发一次还是反复多次,多帧交替发送,帧间间隔变化);最后是载波频率,以38KHz居多,也有40KHz甚至400KHz等特殊载波。

设计相应电路和软件时,应对上述诸多因素加以分析、归纳,将编码特点用一串二进制位表示出来形成设备码,对应于一个具体的遥控器。同一个设备码下也就是同一个遥控器不同的按键则用命令码来表示。驱动程序对一个个命令码按指定设备码格式加以"封装",形成所需要的遥控信号,达到控制家电的目的。

在解决控制通用性这个问题上,有两类产品有必要在此提及,那就是万用遥控器与学习型遥控器。

万用遥控器存储有很多家电遥控器的编码,最大缺点是灵活性差,即使是采用同一遥控芯片的遥控器可以选取不同的识别码(客户码)和命令码(数据码),从而构成几乎无数种具体的用法。新的遥控编码组合随新的家电机型层出不穷,导致采用专用集成电路(ASIC)或掩模型单片机(MaskROM MPU)制作的万用遥控芯片总会对一些设备,而且是越来越多的设备无法起作用。

学习型遥控器是将原家电遥控器对准学习型遥控器的接收器逐一按键,从而准确地记录该遥控器的波形,应用时再将这一波形再现、发射出去。这样的优点是通用性强,缺点是遥控器内存储器的容量极基有限,一般只能记录数十人键的波形,更换设备就更重新学习。

家电控制器不象万用遥控器那样具体到芯片的每一种应用以及每个码的功能,也不需要象学习型遥控器那样机械地记录每个按键的波形,而是综合了遥控编码方式的诸多因素形成特征字,将需要改变的部分数据编码分离出来由PC机软件去处理,极大地节省了数据存储量而又完全不失通用性。这样一来就具备了二者的优点而克服了相应的缺点。

    摘要:本文提出了一种利用PC机附加电路,驱动线我眼光管产生遥控信号控制各种家用电器的方法,通过采用设备码和命令码的概念实现遥控的通用性和灵活性,并给出了软硬件设计及应用实例。

    关键词:家用电器  红外遥控  家电控制器  设备码  命令码

红外遥控实现PC控制家电

家用电器(简称家电)实现遥控化是一个巨大的飞跃,它极大地改善了家电的易用性和方便性。其实在很多场合不一定要人工操作这些家电,而希望由PC机包括一些专门设计的控制系统去实现对家电的自动控制,例如用PC机去控制录像机、VCD机等设备用于电化教学。

在不对PC机和家电做任何改动的前提下,本文试图从家电的遥控着手,利用PC机附加电路驱动红外发光管产生遥控信号,来控制各种具备遥控功能的家电。实质是将家电所用五花八门的红外遥控信号交由PC机软件及相应附加电路去处理,并产生与该家电所配遥控器完全相同的红外遥制信号,这样就可实现各种遥控型家电的PC机统一控制了。用户只需关心被控制家电的类型和需要实施哪些有效的操作,例如对电视机有选频道、调音量而不会有快放、暂停等操作。

家电控制器可以制成一块PC附加卡或与并口、串口相连的外接电路盒,再引出驱动红外发射管的端子,也可直接引至家电的遥控解码芯片输入端实现线控。关键是为屏蔽遥控信号的差异性,应在PC软件与附加电路之间合理分配功能。一路信号输出可以控制多种不同型号的家电,但很多同样的设备需要控制的,必须分出一路路单独控制。家电控制器可提供单路、8路、16路甚至32路输出。

采用设备码和命令码统一各种遥控编码

设计需考虑的问题是如何"同化"不同遥控器发射信号之间的差异。遥控编码方式涉及很多方面,首先是数字0和1的表示(调宽还是调相,脉宽和占空比);其次是帧结构(引导码和结束码,识别码和命令码长度及发送方式);再次是帧间结构(仅发一次还是反复多次,多帧交替发送,帧间间隔变化);最后是载波频率,以38KHz居多,也有40KHz甚至400KHz等特殊载波。

设计相应电路和软件时,应对上述诸多因素加以分析、归纳,将编码特点用一串二进制位表示出来形成设备码,对应于一个具体的遥控器。同一个设备码下也就是同一个遥控器不同的按键则用命令码来表示。驱动程序对一个个命令码按指定设备码格式加以"封装",形成所需要的遥控信号,达到控制家电的目的。

在解决控制通用性这个问题上,有两类产品有必要在此提及,那就是万用遥控器与学习型遥控器。

万用遥控器存储有很多家电遥控器的编码,最大缺点是灵活性差,即使是采用同一遥控芯片的遥控器可以选取不同的识别码(客户码)和命令码(数据码),从而构成几乎无数种具体的用法。新的遥控编码组合随新的家电机型层出不穷,导致采用专用集成电路(ASIC)或掩模型单片机(MaskROM MPU)制作的万用遥控芯片总会对一些设备,而且是越来越多的设备无法起作用。

学习型遥控器是将原家电遥控器对准学习型遥控器的接收器逐一按键,从而准确地记录该遥控器的波形,应用时再将这一波形再现、发射出去。这样的优点是通用性强,缺点是遥控器内存储器的容量极基有限,一般只能记录数十人键的波形,更换设备就更重新学习。

家电控制器不象万用遥控器那样具体到芯片的每一种应用以及每个码的功能,也不需要象学习型遥控器那样机械地记录每个按键的波形,而是综合了遥控编码方式的诸多因素形成特征字,将需要改变的部分数据编码分离出来由PC机软件去处理,极大地节省了数据存储量而又完全不失通用性。这样一来就具备了二者的优点而克服了相应的缺点。

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