CN102013158B - 通用型红外线接收装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种通用型红外线接收装置及其方法。通用型红外线接收装置，包含有切割装置、第一易失性存储器、第二易失性存储器以及比较装置。切割装置用以将一遥控指令波形数字化成一数字波形数据；第一易失性存储器用以储存该数字波形数据；第二易失性存储器用以储存一目标波形数据；比较装置耦接于该第一易失性存储器与该第二易失性存储器，用以比较数字波形数据与目标波形数据以产生比较结果。

Description

通用型红外线接收装置及其方法

技术领域

本发明有关一种红外线接收装置及其相关方法，特别是有关一种通用型红外线接收装置及其相关方法。

背景技术

随着电子技术的进步，各种电子装置已成为现代化社会生活的一部份。电视、光盘播放器、数字多功能光盘播放器等消费性多媒体产品普遍被社会大众生活所运用。为了让使用者能够方便地操控各项功能，许多电子装置需搭配对应的遥控器，让使用者能通过遥控器任意操控电子装置。

现有的红外线遥控系统是一对一的，也就是说，每一电子装置有一专属的遥控器，其所能进行的各项功能都会固定地对应于一种具有特定信息的遥控信号。遥控器上则会设有多个用来操控不同功能的按键，当使用者要操控该电子装置执行某一功能时，使用者可在遥控器上按下该功能对应的按键，让遥控器发出的遥控信号携载有该功能对应的特定信息。电子装置接收到此遥控信号，就会判读遥控信号中的特定信息，并依据特定信息与功能间的对应关系，执行相关的功能。

一般而言，遥控器所使用的通讯技术为红外线或无线射频(Radio Frequency)传输技术。无线射频传输技术没有操作方位的问题，同时具有双向性，不仅发送遥控信号，也可接收家电的状态信息而直接在遥控器上呈现。然而，红外线遥控器具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，使得红外线遥控器成为目前使用最广泛的遥控装置。

图1为现有的红外线遥控系统10的示意图。红外线遥控系统10包含有发射端12及接收端14。发射端12包含有输入界面120、编码模块122及红外线发射器126。接收端14包含有红外线接收器140、控制模块144及功能模块146。在发射端12中，输入界面120包含有多个按键，分别对应于不同功能，使用者可通过按压输入界面120的按键用以启动或结束电子装置的功能。编码模块122可根据一预设原则，将输入界面120所输出的信号转换为0、1组成的数字信号，并加入表头或填补数据等，编码为特定格式的封包，并通过红外线发射器126以红外光的形式发射控制信号至接收端14。相反地，在接收端14中，红外线接收器140可将红外线发射器126所发射的信号，通过光电转换的处理，将红外光的控制信号传换为电子信号。控制模块144包含有微控制器148及储存单元150，用来执行解码及识别发射端12的指令，其可将电子信号由红外线调变进行解码，以识别发射端12所输出的控制指令，并通过功能模块146执行对应的功能F(1)…F(n)。

在红外线遥控系统10中，由于只有少量的数据由发射端12传送到接收端14，因此传输过程中最重要的是要保证正确性。现有技术已发展出不同的编码标准，在欧洲的地区，最普遍的标准是RC-5码和RECS 80码；在远东地区，则是NEC码。除此之外，许多消费类电子产品制造商(如Mitsubishi、Panasonic、JVC等)都有其专用的标准。上述的编码标准所采用的调变方式可概分为：相位调变(PhaseModulation)、脉波宽度调变(Pulse Width Modulation)及脉波位置调变(PulsePosition Modulation)。请参考图2至图4，分别显示相位调变、脉波宽度调变及脉波位置调变后0与1的波形示意图。相位调变以单位时间间隔中下降缘代表“0”，上升缘代表“1”。脉波宽度调变以发射红外线载波调变高、低电平之比(工作周期)代表“0”和“1”；例如：在NEC的编码标准中，“0”为高电平0.56毫秒(ms，millisecond)，低电平0.56毫秒；“1”为高电平0.56毫秒，低电平1.68毫秒。脉波位置调变则以脉波出现的位置区别表示“0”和“1”。

针对上述的调变方式，控制模块144使用不同的解调及解码方式，以取得发射端12所输出的控制指令。以脉波宽度调变为例，控制模块144中的微控制器148根据其内建的定时器，计算高、低电平的持续时间，以识别所接收的信号为0或1。换句话说，控制模块144的解码过程需要使用到微控制器148的定时器。一般而言，在多媒体装置中，微控制器148除了执行解码功能外，还需执行影像、声音处理等计算功能。现有的解码的过程需要使用到微控制器148的定时器，因而占用了微控制器148的重要资源，造成微控制器144执行影像、声音处理的效率降低，影响多媒体输出的品质；此外，前述多种解编码标准，现有的遥控系统是以专属的一对一硬件实现其中一种解编码标准，对于系统厂商终端的实现也无弹性，例如液晶电视中需要有红外线接收器，但是液晶电视需要销售到世界各地，专属解编码的红外线系统对于系统厂商是非常不便利的。

再者，现代电子产品讲求节能省电，当电子产品在睡眠模式时，需尽量节省系统用电。尤其是，系统在睡眠模式时，使用硬件方式唤醒系统，比软件方式具有较省电的优点，但也欠缺设计弹性。如果用硬件方式唤醒系统，现有技术针对不同的遥控器厂商，需使用不同的硬件结构，现有技术对系统商而言没有弹性，甚至可能造成硬件失效(fail)；而现有技术若采用软件方式唤醒，虽具有弹性大的优点，在待机时却十分耗电。

因此，需要一种通用型红外线遥控装置及其相关方法。

发明内容

本发明的目的是提出一种通用型红外线接收装置及其方法，用以通用地适用于各种遥控器系统厂商而不需更动硬件架构。

因此，本发明提出一种通用型红外线接收装置，包含：切割装置，用以将一遥控指令波形数字化成一数字波形数据；第一易失性存储器，用以储存该数字波形数据；第二易失性存储器，用以储存一目标波形数据；以及比较装置，耦接于该第一易失性存储器与该第二易失性存储器，用以比较该波形数据与该目标波形数据以产生一比较结果。

因此，本发明提出一种红外线接收方法，包含：接收遥控指令波形；将该遥控指令波形数字化为数字波形数据；以及将数字波形数据与目标波形数据进行比较以产生比较结果。

因此，本发明提出一种红外线波形录制方法，包含：接收遥控指令波形；将该遥控指令波形数字化为数字波形数据；将数字波形数据储存为目标波形数据于易失性存储器；以及储存目标波形数据于非易失性存储器。

附图说明

为了使能更进一步了解本发明特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制，其中：

图1为现有的红外线遥控系统的示意图。

图2为相位调变的波形示意图。

图3为脉波宽度调变的波形示意图。

图4为脉波位置调变的波形示意图。

图5显示根据本发明的一实施例所绘示的通用型红外线接收装置方块图。

图6显示根据本发明的一实施例所绘示的红外线波形录制方法的流程图。

图7显示根据本发明的一实施例所绘示的通用型红外线接收装置方块图。

图8显示根据本发明的一实施例所绘示的通用型红外线接收方法的流程图。

图9显示根据本发明的另一实施例所绘示的通用型红外线接收装置方块图。

具体实施方式

图5显示根据本发明的一实施例所绘示的通用型红外线(infrared，简称IR)接收装置50方块图，包含红外线接收器51、切割装置(slicer)52、易失性存储器54、微控制器(microcontroller)56以及非易失性存储器58。举例而言，易失性存储器54可为静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，简称SRAM)或者利用触发器实现之；微控制器56可为一微处理器(microprocessor)；非易失性存储器58可为只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)或快闪存储器(flashmemory)。

于此实施例中，通用型红外线接收装置50可以唤醒处于睡眠模式的系统，例如为电视、光盘播放器、音响、冷气，并确保唤醒机制可正确运作。芯片厂商可以提供同样的根据本实施例的硬件给不同的遥控器系统厂商，并能确保硬件于多种信号规格下皆工作无误，因此对芯片厂商而言，具有弹性大的优点，可降低芯片厂商制造成本，其详细原理揭露如下。

于此实施例中，红外线接收器51接收并解调红外线调变波形以产生遥控指令波形；举例而言，利用一正常运作的参考红外线遥控器(未图标)，按压遥控器上的一预定按键以发送对应的红外线调变波形；红外线接收器51接收并解调红外线调变波形以产生遥控指令波形后，由切割装置52将遥控指令波形数字化为数字波形数据，较佳地，可将数字波形数据由序列格式转换为并列格式(serial to parallel)储存至易失性存储器54，由于易失性存储器54可以位(byte)为单位存取，而红外线接收器传输速率较低，可以位(bit)为单位运作，因此，可将波形数据由序列格式转换为并列格式，以利数据的处理。较佳地，易失性存储器54与切割装置52可根据一较低速的第一时脉运作，举例而言，第一时脉例如为4MHz的低速时脉，其可以省电为考量，第一时脉的频率通常不需要太高。

在经数字化的遥控指令波形数据储存至易失性存储器54之后，后续的处理可以较高速的方式处理，较佳地，可以将易失性存储器54的时脉由较低速的第一时脉调至与微控制器56相同的较高速的第二时脉运作，例如为14.318MHz，以利微控制器56控制易失性存储器54的协同运作，熟知此技术的人士可以思及，上述过程可均以相同的时脉运作。举例而言，若以省电为考量，可均以较低频的时脉运作；若以速度或效率为考量，可均以较高频的时脉运作。

于此实施例中，可利用微控制器56读取易失性存储器54中的数字波形数据，并将其转存至非易失性存储器58成为一目标波形数据。记录于非易失性存储器58中的目标波形数据在系统关机后数据亦不会消失；待下次系统开机时，再将储存于非易失性存储器58中的目标波形数据，读取至另一易失性存储器中以供比较是否唤醒系统或作出相对应此遥控指令波形的系统动作。前述按压遥控器上的预定按键转存为目标波形数据后，日后即可利用遥控器上的此按键唤醒系统或相对应此按键的一系统动作。举例而言，在电视机出厂时，若工厂端已将电视遥控器上的电源键与控制音量大小的按键录制于非易失性存储器成为目标波形数据，则当使用者买回此电视机之后，即可用电视遥控器上的电源键唤醒处于睡眠模式的电视系统，亦可用以控制音量大小的按键调整音量。

图6显示根据本发明的一实施例所绘示的红外线波形录制方法的流程图。首先，步骤62，接收遥控指令波形，举例而言，利用一正常运作的参考红外线遥控器(未图标)，按压遥控器上的一预定按键以发送对应的红外线调变波形，以由红外线接收装置接收并解调红外线调变波形以产生遥控指令波形；步骤64，将遥控指令波形数字化为数字波形数据，较佳地，可将数字波形数据由序列格式转换为并列格式，之后可由一较低速的时脉，调整为另一较高速的时脉运作。步骤66，将数字波形数据储存为目标波形数据于一易失性存储器；步骤68，储存目标波形数据于一非易失性存储器；举例而言，可以将指定的遥控指令对应的波形，或称参考遥控指令波形，当作目标波形数据储存至非易失性存储器，等待下次系统开机时，再将储存于非易失性存储器中的目标波形数据，读取至易失性存储器，供后续的运作。

图7为根据本发明的实施例所绘示的通用型红外线接收装置70方块图，包含：红外线接收器71、切割装置72、易失性存储器73、74、微控制器76、非易失性存储器78以及比较装置79。红外线接收器71接收并解调红外线调变波形以产生遥控指令波形后，切割装置72将遥控指令波形数字化为数字波形数据，较佳地，可经由一序列转并列信号装置(未示出)，将数字波形数据由序列格式转换为并列格式而储存至易失性存储器73，由于易失性存储器73可以位为单位存取，而红外线接收器传输速率较低，可以位为单位运作，因此，将波形数据由序列格式转为并列格式，以利数据的处理。较佳地，易失性存储器73与切割装置72根据一较低速的第一时脉运作，以省电为考量，第一时脉的频率通常不需要太高。熟知此技艺的人士可以思及，上述过程可均以相同的时脉运作。举例而言，若以省电为考量，可均以较低频的时脉运作；若以速度或效率为考量，可均以较高频的时脉运作。

接着，可将预先储存于非易失性存储器78的目标波形数据，通过微控制器76，转存至易失性存储器74。此处欲储存几个目标波形数据可视需求改变，增加或减少易失性存储器74与非易失性存储器78的容量。举例而言，欲转存三个目标波形数据于易失性存储器74，可预先将此三个目标波形数据储存于非易失性存储器78，较佳地，可设置可转存此三个目标波形数据的易失性存储器74于应用芯片电路当中，例如：一个目标波形数据为16个位，三个目标波形数据则需要48个位的存储器容量，因此于芯片电路当中的电路的成本增加相当地低。

当数字波形数据与目标波形数据均储存于易失性存储器后，通过比较装置79比较储存于易失性存储器74中的目标波形数据与储存于易失性存储器73中的数字波形数据，并输出一比较结果。若储存于易失性存储器73中的数字波形数据与储存于易失性存储器74中的目标波形数据相同，则可通过一耦接于比较装置79的唤醒电路(未示出)，离开睡眠模式，否则继续睡眠模式。

图8显示根据本发明的一实施例所绘示的通用型红外线接收方法流程图。步骤82，接收遥控指令波形；举例而言，利用一正常运作的参考红外线遥控器(未图标)，按压遥控器上的一预定按键以发送对应的红外线波形，以由红外线接收装置接收并解调红外线调变波形以产生遥控指令波形；步骤84，将遥控指令波形数字化为数字波形数据，较佳地，可将数字波形数据由序列格式转换为并列格式，且将并列格式由一较低速的时脉，调整为另一较高速的时脉运作。步骤86，将数字波形数据与目标波形数据进行比较以产生比较结果；举例而言，如果储存在易失性存储器中的数字波形数据，与储存于易失性存储器中的目标波形数据相同，则离开睡眠模式，否则继续睡眠模式。根据以上实施例的揭示，熟知此技术的人士可以思及，亦可将该遥控指令波形数据与多个目标波形数据进行比较，以产生该比较结果，并将比较结果提供予微控制器做后运算处理(post-processing)；举例而言，分别依序按压电视遥控器上的数字按键1、4以及输入键之后，系统才做出转台的相对应动作，而非在按压数字键1时即马上做出相对应的动作。

图9显示根据本发明的实施例的通用型红外线接收装置90方块图，包含选择器91、切割装置92、序列转并列信号装置921、静态随机存取存储器93、94、锁相回路95、微控制器96、振荡电路97、快闪存储器98以及比较装置99。较佳地，选择器91可以多路复用器实现，微控制器96可以为8051微处理器，振荡电路97可以利用电阻与电容振荡产生，而比较装置99可以利用单一比较器或者多个比较器实现。

于此实施例中，通用型红外线接收装置90可运作于两种模式，包括睡眠模式与正常模式，睡眠模式可使用较低的频率运作以达到省电的目的，例如前述的第一时脉。正常模式需要较强的运作能力，因此可以利用较高频的时脉运作，例如前述的第二时脉。于此实施例中，可通过锁相回路95与振荡电路97，分别提供例如14.318MHz与4MHz的频率，经由选择器91选择适当频率提供红外线接收装置90进行运作。

首先，微控制器96将预先储存于快闪存储器98的目标波形数据转存至静态随机存取存储器94，并与储存于静态随机存取存储器93中的数字波形数据通过比较装置99进行比较。应注意到，储存于快闪存储器98中的目标波形数据的数量可以依照硬件设计需求而改变，而对应储存于静态随机存取存储器94中目标波形数据的数量亦可对应增加。举例而言，欲转存六个目标波形数据于静态随机存取存储器94，可预先将此六个目标波形数据储存于快闪存储器98，较佳地，可设置可转存此六个目标波形数据的静态随机存取存储器94于应用芯片电路当中，举例而言，一个目标波形数据为16个位，六个目标波形数据则需要96个位的存储器容量，因此于芯片电路当中的电路的成本增加相当地低。

接着，使用者通过按压红外线遥控器(未图标)上的一按键以发送红外线波形，即为红外线调变波形，红外线调变波形经由红外线接收器接收并解调以产生遥控指令波形而送至切割装置92，以产生数字化的波形数据，亦即，数字波形数据，较佳地，通过序列转并列信号装置将数字波形数据由位为单位转换成以位为单位储存至静态随机存取存储器93。于此实施例中，当通用型红外线接收装置90于睡眠模式下省电运作，若比较装置99的比较结果指示目前所接收的数字化的数字波形数据与目标波形数据相同，即离开睡眠模式；若否，则继续睡眠模式。本发明可以确保睡眠模式与正常模式的切换运作，而不受限于目前市面上多样化的红外线波形标准的可能变化。根据以上实施例的揭示，熟知此技术的人士当可做出诸多可能变化，举例而言，当静态随机存取存储器94增加数量时，可以对应增加比较装置99中比较器的硬件数量以进行并列比较，或者采用单一比较器以进行序列比较，皆可获得比较结果。

于另一实施例中，通用型红外线接收装置90所揭露的电路不仅可使用于唤醒处于睡眠模式中的系统，亦可录制所有按键的对应目标波形数据，以实现所有遥控器上的可能需要的功能，以允许通用型红外线接收装置90可适用于所有遥控器系统，而系统商与芯片设计厂商均无须更动硬件。在正常模式下，将遥控器上所有按键对应的红外线波形均录制为目标波形数据，当使用者按下按键以产生对应的遥控指令波形，则将数字化的波形数据与目标波形数据作比较，根据比较结果做出相对应的动作，举例而言，使用者按压电视遥控器上的适当按键，可改变电视频道或者音量。

运用上述方式，可先将欲唤醒系统的目标波形数据，录制于非易失性存储器中，例如为快闪存储器，快闪存储器是一种电可擦可编程只读存储器，具有可多次抹除与写入的特性，因此，针对不同的遥控器系统厂商，芯片厂商可以在无需改变硬件架构的情况下，录制不同的欲唤醒系统的目标波形数据，具有按键规划弹性大的优点，甚至可以依需求录制所有可能的按键及其组合。本实施例中的通用型红外线接收装置，可施用于红外线遥控器接收端，例如液晶电视中的红外线接收装置。本发明可以实现电子产品在睡眠模式中节省电力并确保在多样化的红外线波形标准下皆可正常运作，对芯片厂商而言弹性大，无需针对个别遥控器厂商系统修改硬件架构，亦不需增加芯片厂商制造成本，深具产业价值。本发明可以实现以省电的硬件方式唤醒系统并进行遥控操作，并具有设计弹性的优点，兼具软、硬件方式的双重优点。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种等同的改变或替换，因此本发明的保护范围当视后附的本申请权利要求所界定的为准。

Claims (8)

1.一种通用型红外线接收装置，包含：

一切割装置，用以将一遥控指令波形数字化成一数字波形数据；

一第一易失性存储器，用以储存该数字波形数据；

一非易失性存储器，用以储存一目标波形数据；

一微控制器，连接于该第一易失性存储器和该非易失性存储器，当处于录制模式时，该微控制器将储存于该第一易失性存储器中的数字波形数据作为该目标波形数据储存到该非易失性存储器中；

一第二易失性存储器，与该微控制器相连，当处理于唤醒模式时，该微控制器将存储于该非易失性存储器中的该目标波形数据储存至该第二易失性存储器中；

一比较装置，耦接于该第一易失性存储器与该第二易失性存储器，用以比较存储于该第一易失性存储器中的该数字波形数据与存储于该第二易失性存储器中的该目标波形数据以产生一比较结果，若该比较结果指示该数字波形数据与该目标波形数据相同，则该通用型红外线接收装置离开一睡眠模式；若否则继续该睡眠模式；以及

一序列转并列信号装置，耦接于该切割装置与该第一易失性存储器之间，而该数字波形数据具有一序列格式，该序列转并列信号装置将该数字波形数据自该序列格式转换成为一并列格式。

2.根据权利要求1所述的红外线接收装置，其特征在于，该第一易失性存储器是一静态随机存取存储器。

3.根据权利要求1所述的红外线接收装置，其特征在于，该比较装置是一比较器。

4.根据权利要求1所述的红外线接收装置，其特征在于，该比较装置包含多个比较器。

5.根据权利要求1所述的红外线接收装置，其特征在于，还包含一唤醒电路，耦接于该比较装置，用以根据该比较结果决定是否唤醒一系统。

6.根据权利要求1所述的红外线接收装置，其特征在于，还包含一第三易失性存储器，耦接于该比较装置，用以储存一另一目标波形数据。

7.根据权利要求6所述的红外线接收装置，其特征在于该比较装置比较该数字波形数据与该目标波形数据以产生该比较结果，并比较该数字波形数据与该另一目标波形数据以产生一另一比较结果。

8.根据权利要求1所述的红外线接收装置，其特征在于，还包含一红外线接收器，耦接于该切割装置，用以接收并解调一红外线调变波形以产生该遥控指令波形。

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