CN100570660C - 万用可学习编程遥控器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了万用可学习编程遥控器及其控制方法，包括按键矩阵、可移动可擦写式外存储器、存储器连接器、红外发码电路、微控制器等，微控制器分别与按键、存储器、存储器连接器、红外发码电路连接，所述存储器是一种存储卡，该存储卡与遥控器为插拔式连接、与微控制器间具有总线接口，并可直接通过USB接口与PC机相连，或与带串口的单片机相连；先将目标设备电器的遥控码存储于存储卡中，再将所述微控制器的控制命令相应的控制信号传送给上述目标设备电器，采用类似手机的机卡分离模式，通过存储卡与计算机及互联网的沟通，配合其自身的学习功能，将遥控设备高度集成与节约化，操作可靠简单，使遥控器成为一个真正的智能化万用遥控器。

Description

万用可学习编程遥控器及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种遥控器，特别是万用型遥控器及其控制方法。

背景技术

目前市面上已经有了一些万能遥控器，由按键、存储器，存储器连接器、红外发码电路，微控制器等组成，其控制方法的核心是：将指定设备、指定型号电器的遥控码存储于遥控器的芯片中。只要将原来遥控器的发射口对准新遥控器的接收口进行一些操作，将新遥控器的信息通过红外发码电路接受及微控制器处理后存储起来便能控制目标设备，这种万能遥控器的缺点是：1、存储芯片为固定式，信息不能随时修改；2、只能对指定设备、指定型号电器产品进行控制，不能对新上市的产品进行控制，因为存储器不支持遥控码的更新，所以对那些新出来的设备、未录入码的电器不能操作，为此难以大规模推广应用；3、功能按键是由线路板布线定义的，但在遥控器表面上丝印只能是一套，这样就不可能适用于不同设备。

发明内容

本发明的目的是为克服上述技术的不足，提供了一种万用可学习编程遥控器及其控制方法，该遥控器可以自学习其它遥控器的码、与新设备同步更新、操作方便。

本发明采用的技术方案是：包括按键矩阵、可移动可擦写式外存储器、存储器连接器、红外发码电路、微控制器等，微控制器分别与按键、存储器、存储器连接器、红外发码电路连接，所述存储器是一种存储卡，该存储卡为Flash、微型SIM卡、CF、SD卡或其它可擦写存储介质，该存储卡与遥控器为插拔式连接、与微控制器间具有总线接口，并可直接通过USB接口与PC机相连，或与带串口的单片机相连；

先将目标设备电器的遥控码存储于存储卡中，再将所述微控制器的控制命令相应的控制信号传送给上述目标设备电器，控制方法依序如下：

(1)将目标遥控器部分非通用控制程序和遥控代码放在存储卡上；

(2)通过USB红外/射频信号遥控代码接收器和PC或单片机的应用软件，捕捉目标遥控器的红外或无线遥控编码，将其转换为可编辑的文本格式或不可编辑的二进制格式文件；

(3)将文件存入上述存储卡上。

通过USB红外/射频信号遥控代码接收器，利用遥控器中的微控制器或家用电脑软件，自动检测不同的信号载波，并自动将数据解码、分析、存贮；并可利用遥控器中的微控制器，调用存储在存储卡上的编码文件，通过软件分频，可将相应红外或无线形式的控制信号发送出去，控制目标设备电器。

本发明采用类似手机的机卡分离模式，通过存储卡与计算机及互联网的沟通，配合其自身的学习功能，将遥控设备高度集成与节约化，操作可靠简单，使遥控器成为一个真正的智能化万用遥控器。

附图说明

下面结构附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明的电路原理图；

图2是集中控制多种红外遥控设备示意图；

图3是红外遥控信号自学习及还原原理图；

图4是对已调波进行解调的原理图；

图5是红外编码信号脉宽的对应关系图；

图6是测量波形的外部中断服务程序流程图；

图7是测量数据回放流程图；

图8是遥控发射信号原理图；

图9是本发明结构图；

图10是本发明信号接受过程流程图；

图11是本发明信号发送过程流程图。

具体实施方式

本发明遥控器的裸机部分由按键、存储卡、存储卡连接器、红外发码电路、微控制器等组成，对于高档机，可以配置LCD触摸屏等；只有插入有控制程序和遥控代码的存储卡后，裸机才能成为真正意义上的万用遥控器，可以控制各种各样的家电。

本发明的存储器是一种存储卡，为Flash、微型SIM卡、CF、SD卡上或其他可擦写存储介质，该存储卡与遥控器为插拔式连接、与微控制器间具有USB接口并可直接与PC机相连或与带串口的单片机相连。

采用类似手机的机卡分离模式，将遥控器部分非通用控制程序和遥控代码(不同于遥控器本身的红外或无线遥控编码)放在Flash、微型SIM卡、CF、SD卡上或其他存储介质上，遥控器本身具有学习功能，可以学习其他遥控器，并将代码转入存储卡上保存下来。

通过一个简单的USB红外/射频信号遥控代码接收器和专用应用软件，可以捕捉红外或无线遥控编码，将其转换为可编辑的文本格式或不可编辑的二进制格式的文件，通过选择不同的红外协议将存储卡控制不同的载波，并自动将数据解码、分析、存贮，存储卡支持载波频率0K至150K，代码波形数据可上传到PC上保存，也可从PC机下传波形数据，存储卡可通过互联网扩展，采用波形数据压缩存储存。通过USB红外/射频信号遥控代码接收器，利用遥控器中的微控制器或家用电脑软件，自动检测不同的信号载波，并自动将数据解码、分析、存贮；并可利用遥控器中的微控制器，调用存储在存储卡上的编码文件，通过软件分频，可将相应红外或无线形式的控制信号发送出去，控制目标设备电器。存储卡中的控制文件和软件，可以根据事先约定的控制规约、协议，手工用文本编辑器或计算机软件编写、编辑；更改文件名和/或文本行顺序，即可更改遥控器的按键定义。存储卡可通过互联网扩展。微控制器是一种文件管理系统并兼容FAT文件系统，管理着存储卡中的所有文件。存储卡上具有数据库管理系统，通过微控制器执行，保证一个遥控器能控制各种不同的使用红外或射频信号遥控器的设备。

下面分别具体说明本发明硬件和软件部分的设计：

一、硬件部分设计

如图1所示为本发明的电路原理图，图2所示为集中控制多种红外遥控设备示意图，通常红外遥控器将遥控信号(二进制脉冲码)制在38KHz的载波上，经缓冲放大后送至红外发光二极管，转化为红外信号发射出去。二进制脉冲码的形式有多种，其中最为常用的是PWM码(脉冲宽度调制码)和PPM码(脉冲位置调制码)。前者以宽脉冲表示1，窄脉冲表示0。后者脉冲宽度一样，但是码位的宽度不一样，码位宽的代表1，码位窄的代表0。

遥控编码脉冲信号(以PPM码为例)通常由引导码、系统码、系统反码、功能码、功能反码等信号组成。引导码也叫起始码，由宽度为9ms的高电平和宽度为4.5ms的低电平组成(不同的遥控系统在高低电平的宽度上有一定区别)，用来标志遥控编码脉冲信号的开始。系统码也叫识别码，它用来指示遥控系统的种类，以区别其它遥控系统，防止各遥控系统的误动作。功能码也叫指令码，它代表了相应的控制功能，接收机中的微控制器可根据功能码的数值完成各种功能操作。系统反码与功能反码分别是系统码与功能码的反码，反码的加入是为了能在接收端校对传输过程中是否产生差错。为了提高抗干扰性能和降低电源消耗，将上述的遥控编码脉冲对频率为38KHz(周期为26.3ms)的载波信号进行脉幅调制(PAM)，再经缓冲放大后送到红外发光管，将遥控信号发射出去。

根据遥控信号编码和发射过程，遥控信号的识别即解码过程是去除38KHz载波信号后识别出二进制脉冲码中的0和1。遥控信号识别、存储、还原的硬件电路如图2所示，由单片机W78E52B-24、一体化红外接收头、存储器、还原调制与红外发光管驱动电路组成。

一体化红外接收头采用SIEMENS SFH 506-38，它负责红外遥控信号的解调。将调制在38kHz上的红外脉冲信号解调并反向后再输入到W78E52B-24的INT0(P3.2)引脚，由单片机进行高电平与低电平宽度的测量。

如图3所示是红外遥控信号自学习及还原原理图，使用具有I2C总线接口的E2PROM芯片24C32作为存储器，其容量为4KB，用来保存识别的遥控信号的高电平与低电平的宽度数据。通常遥控信号的二进制脉冲码长为32位，每位由一个高电平与一个低电平组成，应保存的信号宽度数据为64个，再加上引导码2个数据，共计66个数据，每个数据用一个字节来表示。一个遥控信号命令需要66个字节来保存。考虑到不同的遥控系统有区别，有些遥控信号命令较长，所以存储空间应留有适当余量，来决定E2PROM芯片的容量和型号。

遥控信号的还原是通过P0口，如图3中为P0.1，输出二进制脉冲码的高电平与低电平及维持时间，再与38KHz调制脉冲相与，即P0口输出高电平时允许38KHz调制脉冲通过，输出低电平时关断38KHz调制脉冲。调制后的信号驱动红外发射管。图中LED用用来指示自学习中的各状态。P2口连结一组按钮，数量与需要集中控制的红外遥控设备数相同，用来控制单片机进入或退出自学习状态，按钮号与设备号对应。单片机与上位机或集中控制器通过RS-485或USB总线通信，转发红外遥控设备的控制。

图4是对已调波进行解调的原理图，所有红外遥控器的输出都是用编码后的串行数据对38kHz～40kHz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，而其脉宽只有20多微秒，由于单片机的指令周期是微秒级，会产生很大的误差。因此，先要对已调波进行解调，对解调后的波形进行测量。用CX20106对已调波进行解调，将CX20106解调出的遥控编码脉冲直接连入单片机的INT0和T0脚，定时器T0和T1都初始化为定时工作方式1，T0的GATE位置位。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5所示。

测量波形的外部中断服务程序的流程如图6所示，测量数据回放流程如图7所示，只须用的数据周期性地改变P1.0就可以得到原来的遥控编码脉冲。

如图8所示，用遥控脉冲信号调制38kHz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，调制可用一个或门实现，38kHz方波可用单片机的定时器T1产生。有些遥控器的载频可能是40kHz，只须稍微加大发射功率仍然可用38kHz载频使其接收电路动作。

本发明的试验操作过程如下：

(1)接好电源，压下SW1，进入学习模式，按终端上一个按键，LED亮，将被学习遥控器发射管对准接收头，距离20CM，按遥控器上的一个键，此时终端开始记录一个波形，完成后LED灭，继续下一个按键。

(2)弹起SW1，处于发码状态，再按终端上某个键，终端会把刚才录入的相应按键的波形发出去，伴随LED闪烁。

(3)通信方式：USB仿真串口通读9600B，N/8/1，指令和应答均为单字节。

(4)指令格式如下表：

D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
								0	0	x	x	x	x	x	x

终端收到上位机的学习指令后进入学习状态，点亮LED，被学习遥控器对准终端的接收头，距离20CM，按下被学习的按键，终端开始记录波形，伴随LED闪亮，记录完成后波形存到相应的存储区，覆盖以前的数据，LED灭，应答字符“O”(4FH)给上位机。如果20秒钟内没有按下按键，则学习过程失败，发应答字符“E”(45H)给上位机，以前的数据被保留，如果学习过程中有错误，发应答字符“E”(45H)给上位机，以前的数据被清除，发码指令格式如下表：

D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
								0	1	x	x	x	x	x	x

终端收到发码指令后，就把相应编号存储区的波形发射出去，发应答字符“O”(4FH)给上位机，如果波形为空或出错则发应答字符“E”(45H)给上位机。

读波形指令格式如下表：

D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
								1	0	x	x	x	x	x	x

D7-6：10---读波形指令；D5-0：xxxxxx---存储区编号(0-63)。

终端收到读波形指令后，就把相应编号存储区的波形数据发给上位机(512字节)，再发一个数据和校验字节。

写波形指令格式如下表：

D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
								1	1	x	x	x	x	x	x

D7-6：11---写波形指令；D5-0：xxxxxx---存储区编号(0-63)。

终端收到写波形指令后，紧接着接收波形数据(512字节)存到相应编号存储区，再接收一个数据和校验字节，如果接收成功发应答字符“O”(4FH)给上位机，否则发应答字符“E”(45H)给上位机。

二、软件部分设计

主要利用内嵌式操作系统进行产品开发，包括遥控器硬件中及SD卡中的两部分的软件研发：

其中遥控器硬机中包括下列用户无法修改软件：

(1)内嵌式操作系统(选LINUX)

(2)中断调用

(3)键盘接口程序(改造现有系统)

(4)LCD接口程序(改造现有系统)

(5)SD卡读写程序(自主开发)

(6)数据加解密程序(购握奇)

(7)晶振调制程序

(8)自定义函数

(9)红外发送

(10)红外接收解码程序

SD卡中包括下列软件：

(1)卡读写分配表，自定义链表

(2)卡密钥程序(购握奇)

(3)遥控器生成软件(与电脑遥控器代码同)

(4)触摸屏录入软件(购汉王软件)

(5)其它应用软件(外购)

以上是用户无法修改的软件，SD卡中还包括下列可以通过计算修改的数据：

(1)遥控器控制表(载波、键波形数据)，自主定义数据库

(2)遥控器背景图，按键图。

图9～11所示，图9是本发明结构图，图10是本发明信号接受过程流程图；图11是本发明信号发送过程流程图。标准型的遥控器是在传统遥控器基础上开发，提供9种控制设备选择按键(CT1，CT2，....CT9)，并且增加一个学习键及锁定HOLD键，其学习过程描述如下：用上下键，在屏幕上找到CT1(也可以是自定义的设备名称)同时按OK键与学习键，使遥控器上学习发光二极管变绿，而后按下HOLD进入CT1的学习模式，如SD读写开关未开或SD是一块只读卡，此时，学习发光二极管变红，无法进入学习模式，按HOLD回控制模式。进入学习模式后，SD卡自动生成CT1的一个代码数据空表，并同时将原有表更名为带系列号数据表存储起来，以备将来使用。将被学习遥控器的红外发送管正对智能化万用学习编程遥控器的红外接收管，按住发送方按钮不放，而后按学习方相应的按键，直到学习发光二极管绿光闪烁，说明按键数据写入SD卡中，写入过程中数据进行了加密。全部按键学习完毕后，按HOLD解除学习模式进入控制模式。

带液晶屏的遥控器其学习过程描述如下：用上下键，在屏幕上找到CT1(也可以是自定义的设备名称)同时按OK键与学习键，使遥控器上学习发光二极管变绿，而后按下HOLD进入CT1的学习模式，如SD读写开关未开或SD是一块只读卡，此时，学习发光二极管变红，无法进入学习模式，按HOLD回控制模式。进入学习模式后，SD卡自动生成CT1的一个代码数据空表，并同时将原有表更名为带系列号数据表存储起来，以备将来使用。将被学习遥控器的红外发送管正对智能化万用学习编程遥控器的红外接收管，按住发送方按钮不放，而后按学习方相应的按键，直到学习发光二极管绿光闪烁，说明按键数据写入SD卡中，写入过程中数据进行了加密。全部按键学习完毕后，按HOLD解除学习模式进入控制模式。SD卡上学习的数据表可以通过计算机拷贝下来，上传至企业网站上脱密后，再下载拷入SD卡，才可以进行设备控制。用上下键，在屏幕上找到CT1(也可以是自定义的设备名称)按OK键选中CT1，根据选择的设备，读取SD卡中CTX的控制数据表，获取载波频率，从而确定工作频率。当一个按键按下，从SD卡中读取此键的波形数据，而后发出相应的红外波形控制设备动作。

带触摸屏的遥控器其学习过程描述如下：开机后，按学习键进入学习模式，根据被学遥控器的按键数，输入按键数及自定义的设备名称，已经有名称的可直接选中名称，系统自动出现一个同样按键数遥控器。按钮名称可以通过选择录入，也可以在计算机上用文本编辑，在计算机中可以更换遥控器的样式。进入学习模式后，SD卡自动生成CT1的一个代码数据空表，并同时将原有表更名为带系列号数据表存储起来，以备将来使用。将被学习遥控器的红外发送管正对智能化万用学习编程遥控器的红外接收管，按住发送方按钮不放，而后按学习方相应的按键，直到学习发光二极管绿光闪烁，说明按键数据写入SD卡中，写入过程中数据进行了加密。全部按键学习完毕后，按学习键解除学习模式进入控制模式。

SD卡上学习的数据表可以通过计算机拷具下来，上传至企业网站上脱密后，再下载拷入SD卡，才可以进行设备控制。

本发明将代码收集整理，放在网站上供无线电爱好者交流下载，也可以形成付费网站运营系统，用户如需要某个家电遥控器的编码需网上付费下载或购买写好控制程序和遥控代码的存储卡。这样就可以真正做到一个家庭只要一种遥控器就可以控制所有家电及相关设备，大大地减少的全球的遥控器的使用量，同时又使遥控器这个传统的电器配件产品进入所有的商店及超市成为可能。

Claims (7)

1.一种万用可学习编程遥控器的控制方法，包括按键矩阵、可移动可擦写式外存储器、存储器连接器、红外发码电路、微控制器等，微控制器分别与按键、存储器、存储器连接器、红外发码电路连接，所述存储器是一种存储卡，该存储卡为Flash、微型SIM卡、CF、SD卡或其它可擦写存储介质，该存储卡与遥控器为插拔式连接、与微控制器间具有总线接口，并可直接通过USB接口与PC机相连，或与带串口的单片机相连，先将目标设备电器的遥控码存储于存储卡中，再将所述微控制器的控制命令相应的控制信号传送给上述目标设备电器，其特征是：控制方法依序如下：

(1)将目标遥控器部分非通用控制程序和遥控代码放在存储卡上；

(2)通过USB红外/射频信号遥控代码接收器和PC或单片机的应用软件，捕捉目标遥控器的红外或无线遥控编码，将其转换为可编辑的文本格式或不可编辑的二进制格式文件；

(3)将文件存入上述存储卡上。

2.根据权利要求1所述的一种万用可学习编程遥控器的控制方法，其特征是：通过USB红外/射频信号遥控代码接收器，利用遥控器中的微控制器或家用电脑软件，自动检测不同的信号载波，并自动将数据解码、分析、存贮；并可利用遥控器中的微控制器，调用存储在存储卡上的编码文件，通过软件分频，可将相应红外或无线形式的控制信号发送出去，控制目标设备电器。

3.根据权利要求2所述的一种万用可学习编程遥控器的控制方法，其特征是：所述存储卡支持载波频率0K至150K，代码波形数据可上传到PC上保存，也可从PC机下传波形数据到存储卡。

4.根据权利要求2所述的一种万用可学习编程遥控器的控制方法，其特征是：存储卡中的控制文件和软件，可以根据事先约定的控制规约、协议，手工用文本编辑器或计算机软件编写、编辑；更改文件名和/或文本行顺序，即可更改遥控器的按键定义。

5.根据权利要求1所述的一种万用可学习编程遥控器的控制方法，其特征是：存储卡可通过互联网扩展。

6.根据权利要求2所述的一种万用可学习编程遥控器的控制方法，其特征是：微控制器是一种文件管理系统并兼容FAT文件系统，管理着存储卡中的所有文件。

7.根据权利要求1所述的一种万用可学习编程遥控器的控制方法，其特征是：所述存储卡上具有数据库管理系统，通过微控制器执行，保证一个遥控器能控制各种不同的使用红外或射频信号遥控器的设备。

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