CN104299402B - 采用ad方式进行红外学习的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用AD方式进行红外学习的方法，包括步骤：采用红外电路对空气中红外信号进行感应并转换成模拟电压信号；红外电路包括一光电二极管和第一电阻，第一电阻的两端和光电二极管的两端相连，光电二极管接收空气中红外信号并将空气中红外信号转换为流过第一电阻的电流从而形成模拟电压信号，并将模拟电压信号输入到处理器的AD转换通道中；处理器对模拟电压信号进行AD采样；处理器根据AD采样检测到的模拟电压信号的各脉冲信号的起始位置和结束位置进行计时并计算得到红外控制码的各高电平和各低电平的时间从而实现对红外控制码和载波信号的频率的学习。本发明能够采用AD方式学习红外控制码以及载波频率。

Description

采用AD方式进行红外学习的方法

技术领域

本发明涉及红外遥控系统，特别是涉及一种采用AD(模拟信号到数字信号的转换)方式进行红外学习的方法。

背景技术

红外遥控器(IR Remote Control)是利用波长为0.76～1.5μm之间的近红外线来传送控制信号的遥控设备。

学习型遥控器(Self-Learning Remote Control)是一种通用的红外遥控器，相当于钥匙坯子，可以刻出任意形状的钥匙。只要将学习型遥控器出厂码清除，然后拷贝现有的红外遥控器，则学习型遥控器就具有原遥控器的所有功能。

学习型遥控器分为两类：固定码格式学习的和波形拷贝方式学习的。

固定码格式学习的红外遥控器是先对市场上所使用的红外遥控信号进行收集总结和分类，然后对每一类别都预制一种解码程序和发射程序。其学习过程是：判断现有的红外遥控信号的类别、选择该类别红外遥控信号的解码程序和发射程序、存储到EEPROM中。其优点是对主控芯片的工作频率、EEPROM的容量的要求低，缺点是只能对事先已收集的红外遥控信号进行学习。这种学习型遥控器的典型代表为HTC公司的New HTC One手机。

波形拷贝方式学习的红外遥控器是不管原遥控器所发出的红外遥控信号是什么格式，将其进行完全拷贝，并经压缩后存储在存储器内。当需要发射时，由存储器内读出压缩的红外遥控信号，经解压后还原为原始的红外遥控信号发射出去。其优点是可以学习任意种类的红外遥控信号，缺点是对主控芯片的工作频率、EEPROM的容量的要求较高。这种学习型遥控器的典型代表为恬家(上海)信息科技有限公司的手机OTG学习型遥控配件。

现有的波形拷贝方式学习的红外遥控器通常采用一体化的红外接收头，其具有两个缺点：

其一，一体化的红外接收头只能接收红外信号，而不能发送红外信号。

其二，红外信号是通过载波来调制的，一体化的红外接收头直接滤掉载波，导致现有的波形拷贝方式学习的红外遥控器需要在学习后通过辅助手段将载波信息补充进去。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种采用AD方式进行红外学习的方法，能够采用AD方式学习红外控制码以及载波频率。

为解决上述技术问题，本发明提供的采用AD方式进行红外学习的方法，包括如下步骤：

步骤一、采用红外电路对空气中红外信号进行感应并转换模拟电压信号。

所述红外电路包括一光电二极管和第一电阻，所述第一电阻的两端和所述光电二极管的两端相连，所述光电二极管接收所述空气中红外信号，所述第一电阻的第一端接电源电压或地、第二端输出所述模拟电压信号。

所述空气中红外信号由红外控制码对载波信号进行调制后形成，在所述红外控制码高电平处所述空气中红外信号对应为无所述载波信号、在所述红外控制码低电平处所述空气中红外信号对应为所述载波信号。

在所述空气中红外信号的无所述载波信号处，所述模拟电压信号的电位和所述第一电阻的第一端所接电位相同；在所述空气中红外信号为所述载波信号处，所述空气中红外信号的正脉冲使所述光电二极管感应产生并形成流过所述第一电阻的电流并使所述第一电阻的两端形成电压差，该电压差形成所述模拟电压信号的脉冲信号，在所述第一电阻的第一端接电源电压时所述模拟电压信号的脉冲信号为负脉冲，在所述第一电阻的第一端接地时所述模拟电压信号的脉冲信号为正脉冲。

所述红外电路和处理器连接并将所述模拟电压信号输入到所述处理器的AD转换通道中。

步骤二、采用AD采样方式对所述模拟电压信号的脉冲信号进行识别：所述处理器对所述模拟电压信号进行AD采样；当所述模拟电压信号的脉冲信号为正脉冲时，对于每一个脉冲信号，AD采样值从0V上升到大于等于第一设定值时认为检测到对应脉冲信号的开始位置，在该开始位置之后检测到第一个从高于所述第一设定值的电位下降到小于等于第二设定值时认为检测到对应脉冲信号的结束位置；当所述模拟电压信号的脉冲信号为负脉冲时，对于每一个脉冲信号，AD采样值从AD采样最大值下降到小于等于第三设定值时认为检测到对应脉冲信号的开始位置，在该开始位置之后检测到第一个从低于所述第三设定值的电位上升到大于等于第四设定值时认为检测到对应脉冲信号的结束位置。

所述处理器根据AD采样检测到的所述模拟电压信号的各脉冲信号的起始位置和结束位置进行计时并计算得到所述红外控制码的各高电平和各低电平的时间从而实现对所述红外控制码的学习、以及计算得到所述载波信号的频率。

进一步的改进是，所述红外电路为红外收发电路，还包括PNP管，所述PNP管的发射极通过第二电阻连接电源电压，所述PNP管的集电极连接所述光电二极管的阳极以及所述第一电阻的第二端，所述光电二极管的阴极和所述第一电阻的第一端都接地，所述PNP管的基极通过第三电阻连接处理器的IO端口，所述处理器通过发送脉宽调制的红外载波信号到所述PNP管的基极实现对所述红外电路进行发射红外信号的控制。

进一步的改进是，所述红外电路为红外收发电路，还包括NPN管，所述NPN管的发射极通过第四电阻接地，所述NPN管的集电极连接所述光电二极管的阴极以及所述第一电阻的第二端，所述光电二极管的阳极和所述第一电阻的第一端都接电源电压，所述NPN管的基极通过第五电阻连接处理器的IO端口，所述处理器通过发送脉宽调制的红外载波信号到所述NPN管的基极实现对所述红外电路进行发射红外信号的控制。

进一步的改进是，所述红外电路还包括第六电阻和第一电容，所述第六电阻的第一端连接所述第一电阻的第二端，所述第一电容的第一端接地，所述第六电阻的第二端和所述第一电容的第二端连接在一起并连接到所述处理器的AD转换通道，由第六电阻和第一电容组成滤波器对输入到所述处理器的所述模拟电压信号进行滤波以减少干扰。

进一步的改进是，所述处理器实现对所述红外控制码的学习以及计算得到所述载波信号的频率的步骤包括：

步骤211、所述处理器一直保持对所述模拟电压信号进行AD采样，当采样得到第一个脉冲信号的开始位置时，启动第一计时器进行计时；当采样得到第一个脉冲信号的结束位置时，启动第二计时器进行计时。

步骤212、对于第一个脉冲信号之后的各脉冲信号的计时方式为：当采样得到前一个脉冲信号的结束位置并启动所述第二计时器启动后，如果在所述第二计时器的时间值小于溢出时间的条件下所述处理器采集到当前脉冲信号的开始位置，则停止所述第二计时器的计时，此时所述第二计时器的时间值为前一个脉冲信号和当前脉冲信号之间的间隔；当所述处理器采集到当前脉冲信号的结束位时，所述第二计时器清零并重新开始计时；如果所述第二计时器的时间值等于所述溢出时间，此时所述第二计时器起始计时处所对应的脉冲信号为采样到的所述红外控制码的一个低电平所对应的载波时间内最后一个脉冲信号，则记录下所述第一计时器的第一时间值，从所述第一脉冲信号的开始位置处到最后一个脉冲信号之后的所述溢出时间位置处对应于所述红外控制码的一个低电平，所述第一时间值为所对应的所述红外控制码的低电平的持续时间。

步骤213、记录下所述第一计时器的第一时间值的同时对所述第一计时器进行清零以及重新开始计时，当采样得到所述红外控制码的下一个低电平所对应的第一个载波脉冲信号的开始位置时，记录下所述第一计时器的第二时间值，所述第二时间值所对应的所述第一计时器的计时开始到计时结束之间对应于所述红外控制码的一个高电平的，所述第二时间值为所对应的所述红外控制码的高电平的持续时间；记录下所述第一计时器的第二时间值的同时对所述第一计时器进行清零并转换到步骤21重新开始计算，直至对所述红外控制码的各高电平和各低电平学习完成，由学习得到的各高电平和各低电平表征所述红外控制码。

步骤214、用所述第一时间值除以从所述第一脉冲信号到最后一个脉冲信号之间的脉冲信号个数得到所述载波信号的周期，由该周期的倒数得到所述载波信号的频率。

进一步的改进是，所述处理器实现对所述红外控制码的学习以及计算得到所述载波信号的频率的步骤包括：

步骤221、所述处理器一直保持对所述模拟电压信号进行AD采样，当采样得到第一个脉冲信号的开始位置时，启动第一计时器进行计时；当采样得到第一个脉冲信号的结束位置时，记录此时的所述第一计时器的时间值，该时间值为所述第一个脉冲信号的宽度，记录的同时所述第一计时器清零并重新开始计时。

步骤222、对于第一个脉冲信号之后的各脉冲信号的计时方式为：当采样得到前一个脉冲信号的结束位置并使所述第一计时器清零并重新开始计时后，如果在所述第一计时器的时间值小于溢出时间的条件下所述处理器采集到当前脉冲信号的开始位置，则记录此时的所述第一计时器的时间值，该时间值为前一个脉冲信号和当前脉冲信号之间的间隔，记录的同时所述第一计时器清零并重新开始计时；当所述处理器采集到当前脉冲信号的结束位置时，记录此时的所述第一计时器的时间值，该时间值为所述当前脉冲信号的宽度，记录的同时所述第一计时器清零并重新开始计时。

当采样得到前一个脉冲信号的结束位置并使所述第一计时器清零并重新开始计时后，如果在所述第一计时器的时间值等于溢出时间，此时所述第一计时器起始计时处所对应的脉冲信号为采样到的所述红外控制码的一个低电平所对应的载波时间内最后一个脉冲信号，从所述第一脉冲信号的开始位置处到最后一个脉冲信号之后的所述溢出时间位置处对应于所述红外控制码的一个低电平，将该低电平所对应的各所述脉冲信号的宽度、各所述脉冲信号之间的间隔以及一个所述溢出时间相加得当第一时间值；所述第一时间值所对应的所述红外控制码的低电平的持续时间。

步骤223、检测到最后一个脉冲信号之后的所述溢出时间位置处的同时对所述第一计时器进行清零以及重新开始计时，当采样得到所述红外控制码的下一个低电平所对应的第一个脉冲信号的开始位置时，记录下所述第一计时器的第二时间值，所述第二时间值所对应的所述第一计时器的计时开始到计时结束之间对应于所述红外控制码的一个高电平，所述第二时间值为所对应的所述红外控制码的高电平的持续时间；记录下所述第一计时器的第二时间值的同时对所述第一计时器进行清零并转换到步骤221重新开始计算，直至对所述红外控制码的各高电平和各低电平学习完成，由学习得到的各高电平和各低电平表征所述红外控制码。

步骤224、用所述第一时间值除以从所述第一脉冲信号到最后一个脉冲信号之间的脉冲信号个数得到所述载波信号的周期，由该周期的倒数得到所述载波信号的频率。

进一步的改进是，在所述处理器实现对所述红外控制码的学习以及计算得到所述载波信号的频率的软件处理上采取查询方式或采用中断方式。

进一步的改进是，在所述第一时间值中增加一补偿值；当所述模拟电压信号的脉冲信号为正脉冲时，所述补偿值用于补偿所述第一脉冲信号的从0V电压上升到大于等于第一设定值时的宽度；当所述模拟电压信号的脉冲信号为负脉冲时，所述补偿值用于补偿所述第一脉冲信号的从AD采样最大值下降到小于等于第三设定值时的宽度。

进一步的改进是，所述溢出时间设置在大于一个脉冲间隔而小于等于一个所述载波信号的周期；或者，所述溢出时间设置为大于一个所述载波信号的周期，此时将所述溢出时间分成两部分，所述溢出时间的第一部分大于一个脉冲间隔而小于等于一个所述载波信号的周期，第二部分为所述溢出时间和所述第一部分的差值，将所述第一部分计算到所述第一时间值中，将所述第二部分计算到所述第二时间值中。

本发明通过采用红外电路对空气中红外信号进行感应并转换模拟电压信号、通过采用AD采样方式对模拟电压信号的脉冲信号进行识别并最终实现红外学习；由于本发明实施例通过AD采样来对模拟电压信号的脉冲信号即模拟脉冲信号进行识别的，由于AD采用具有高分辨率，本发明很容易通过提高AD采样分辨率来实现对微小的模拟脉冲信号的识别，从而实现红外学习的功能，不仅能实现红外控制码的学习，还能学习载波频率；而现有技术不是采用AD采样方法而是采用数字方法直接对方波脉冲信号进行识别，现有技术不能对微小的脉冲信号进行识别，即本发明的AD采用方式所能识别的脉冲信号即模拟脉冲信号的能力要大于现有技术中对脉冲信号即数字方波脉冲信号的识别能力。

另外，本发明方法的红外电路仅需输出模拟电压信号，不需转换为数字信号电路结构简单。

附图说明

图1是本发明实施例一方法流程图；

图2是本发明实施例一方法的红外电路的结构示意图；

图3是本发明实施例一方法的步骤一中模拟电压信号的时序图；

图4A是本发明实施例一方法的步骤二中进行AD采样学习的时序图一；

图4B是本发明实施例一方法的步骤二中进行AD采样学习的时序图二；

图5是本发明实施例三方法的红外电路的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，是本发明实施例一方法流程图；本发明实施例一采用AD方式进行红外学习的方法，包括如下步骤：

步骤一、采用红外电路对空气中红外信号进行感应并转换模拟电压信号ad1。

如图2所述，是本发明实施例一方法的红外电路的结构示意图；所述红外电路包括一光电二极管1和第一电阻R1，所述第一电阻R1的两端和所述光电二极管1的两端相连，所述光电二极管1接收所述空气中红外信号，所述第一电阻R1的第一端接地、第二端输出所述模拟电压信号ad1。

如图3所示，是本发明实施例一方法的步骤一中模拟电压信号ad1的时序图，所述空气中红外信号由红外控制码即图3中的红外控制信号对载波信号进行调制后形成，在所述红外控制码高电平处所述空气中红外信号对应为无所述载波信号、在所述红外控制码低电平处所述空气中红外信号对应为所述载波信号。

在所述空气中红外信号的无所述载波信号处，所述模拟电压信号ad1的电位和所述第一电阻R1的第一端所接电位相同；在所述空气中红外信号为所述载波信号处，所述空气中红外信号的正脉冲使所述光电二极管1感应产生并形成流过所述第一电阻R1的电流并使所述第一电阻R1的两端形成电压差，该电压差形成所述模拟电压信号ad1的脉冲信号，所述模拟电压信号ad1的脉冲信号为正脉冲。

所述红外电路和处理器(CPU)连接并将所述模拟电压信号ad1输入到所述处理器的AD转换通道中。本发明实施例方法中，所述红外电路可以集成在智能电子设备(如手机)中，处理器采用智能设备的CPU。

所述红外电路为红外收发电路，还包括PNP管Q1，所述PNP管Q1的发射极通过第二电阻R2连接电源电压VCC，所述PNP管Q1的集电极连接所述光电二极管1的阳极以及所述第一电阻R1的第二端，所述光电二极管1的阴极和所述第一电阻R1的第一端都接地，所述PNP管Q1的基极通过第三电阻R3连接处理器的IO端口，所述处理器通过发送脉宽调制的红外载波信号PWM1到所述PNP管Q1的基极实现对所述红外电路进行发射红外信号的控制。

所述红外电路能够同时实现红外发射和接收的功能，发射红外时，CPU通过IO将红外载波信号PWM1连接到所述PNP管Q1的基极，通过控制所述PNP管Q1的导通和关断发送红外信号到空气中，即所述PNP管Q1的导通时所述光电二极管1导通并发射红外光信号、所述PNP管Q1的关断时所述光电二极管1不导通并停止发射红外光信号，这样就能形成红外载波信号PWM1相对应的红外信号并发射到空气中。在发送红外信号时，会对模拟电压信号ad1产生影响，但CPU此时忽略模拟电压信号ad1上的信号，即在红外发射时CPU不处理模拟电压信号ad1。

主要讲一下红外信号学习时候的信号转换原理，在红外学习时，红外载波信号PWM1置高，所述PNP管Q1关断。当空气中有红外信号时，被所述光电二极管1感应到，由于所述光电二极管1的光电感应效应，将产生一个从所述光电二极管1的阴极到阳极的电流，这个电流将通过所述第一电阻R1形成一个电流回路，于是就在所述第一电阻R1上产生了一个电压差并通过所述第一电阻R1的第二端输出所述模拟电压信号ad1。

较佳为，所述第一电阻R1的第二端并不直接连接到CPU的AD转换通道，而是通过由第六电阻R4和第一电容C1组成滤波器后将所述模拟电压信号ad1连接到CPU的AD转换通道,图2中模拟电压信号ad1’为所述模拟电压信号ad1滤波后的信号。所述第六电阻R4的第一端连接所述第一电阻R1的第二端，所述第一电容C1的第一端接地，所述第六电阻R4的第二端和所述第一电容C1的第二端连接在一起并连接到所述处理器的AD转换通道，由第六电阻R4和第一电容C1组成滤波器对输入到所述处理器的所述模拟电压信号ad1进行滤波以减少干扰。

步骤二、采用AD采样方式对所述模拟电压信号的脉冲信号进行识别：

首先、所述处理器对所述模拟电压信号ad1进行AD采样。

如图4A所示，是本发明实施例一方法的步骤二中进行AD采样学习的时序图一；如图4B所示，是本发明实施例一方法的步骤二中进行AD采样学习的时序图二；本发明实施例一方法中所述模拟电压信号ad1的脉冲信号为正脉冲，对于每一个脉冲信号，AD采样值从0V上升到大于等于第一设定值时认为检测到对应脉冲信号的开始位置，如图4A中所示的tr1、tr2、trn和tr(n+1)都为对应的脉冲信号的开始位置。在该开始位置之后检测到第一个从高于所述第一设定值的电位下降到小于等于第二设定值时认为检测到对应脉冲信号的结束位置；如图4A中所示的tf1、tf2、tfn和tf(n+1)都为对应的脉冲信号的结束位置。所述第一设定值和所述第二设定值可以根据采样的精度以及脉冲信号的高度设定，上升沿和下降沿的位置，例如可以将所述第一设定值和所述第二设定值分别设置为所述模拟电压信号ad1为0.1V时对应的A/D采样值，主要用于比较准确的确定脉冲信号的。

所述处理器根据AD采样检测到的所述模拟电压信号ad1的各脉冲信号的起始位置和结束位置进行计时并计算得到所述红外控制码的各高电平和各低电平的时间从而实现对所述红外控制码的学习、以及计算得到所述载波信号的频率。

本发明实施例一方法中，所述处理器实现对所述红外控制码的学习以及计算得到所述载波信号的频率的步骤包括：

步骤211、所述处理器一直保持对所述模拟电压信号ad1进行AD采样，当采样得到第一个脉冲信号的开始位置时，启动第一计时器进行计时，如时间T1区段的第一个脉冲信号的开始位置tr1；当采样得到第一个脉冲信号的结束位置时，启动第二计时器进行计时，第一个脉冲信号的结束位置如时间T1区段的第一个脉冲信号的结束位置tf1。

步骤212、对于第一个脉冲信号之后的各脉冲信号的计时方式为：当采样得到前一个脉冲信号如第k-1个脉冲信号的结束位置即tf(k-1)并启动所述第二计时器启动后，其中k为图4A中的2至n之一，如果在所述第二计时器的时间值小于溢出时间如图4A所示T的条件下所述处理器采集到当前脉冲信号即第k个脉冲信号的开始位置即trk，则停止所述第二计时器的计时，此时所述第二计时器的时间值为前一个脉冲信号和当前脉冲信号之间的间隔；当所述处理器采集到当前脉冲信号的结束位置即tfk时，所述第二计时器清零并重新开始计时。其中所述溢出时间能够根据各脉冲的宽度和脉冲间隔进行设定，例如：所述溢出时间设置在大于一个脉冲间隔而小于等于一个所述载波信号的周期。或者，所述溢出时间设置为大于一个所述载波信号的周期，此时将所述溢出时间分成两部分，所述溢出时间的第一部分大于一个脉冲间隔而小于等于一个所述载波信号的周期，第二部分为所述溢出时间和所述第一部分的差值，后续计算时需要将所述第一部分计算到所述第一时间值中，将所述第二部分计算到所述第二时间值中。

如果所述第二计时器的时间值等于所述溢出时间，此时所述第二计时器起始计时处所对应的脉冲信号为采样到的所述红外控制码的一个低电平所对应的载波时间内最后一个脉冲信号，如图4A中的时间T1区间中的第n个脉冲信号为对应的载波时间内的最后一个脉冲信号，则记录下所述第一计时器的第一时间值，第一时间值所对应的区间如图4A和4B中的T1、Tm等，依次类推。从所述第一脉冲信号的开始位置处到最后一个脉冲信号之后的所述溢出时间位置处对应于所述红外控制码的一个低电平，所述第一时间值为所对应的所述红外控制码的低电平的持续时间。

步骤213、记录下所述第一计时器的第一时间值的同时对所述第一计时器进行清零以及重新开始计时，当采样得到所述红外控制码的下一个低电平所对应的第一个脉冲信号的开始位置时如时间T1区段之后的下一个低电平所对应的第一个脉冲信号的开始位置为tr(n+1)，记录下所述第一计时器的第二时间值，第二时间值所对应的区间如图4A和4B中的T2、T(m-1)等，依次类推。所述第二时间值所对应的所述第一计时器的计时开始到计时结束之间对应于所述红外控制码的一个高电平，所述第二时间为所对应的所述红外控制码的高电平的持续时间；记录下所述第一计时器的第二时间值的同时对所述第一计时器进行清零并转换到步骤21重新开始计算，直至对所述红外控制码的各高电平和各低电平学习完成，由学习得到的各高电平和各低电平表征所述红外控制码,即最后得到图3中所示的红外控制信号。

步骤214、用所述第一时间值除以从所述第一脉冲信号到最后一个脉冲信号之间的脉冲信号个数得到所述载波信号的周期，如4A所述，即所述载波信号的周期可以表示为T1/n，其中T1为时间T1区段的第一时间值，n表示时间T1区段的脉冲信号个数。由该周期的倒数得到所述载波信号的频率即n/T1。图3中所示的红外控制信号的低电平处所对应的所述空气中红外信号的脉冲方波即为载波信号，也即得到该载波信号的频率。

较佳为，在所述处理器实现对所述红外控制码的学习以及计算得到所述载波信号的频率的软件处理上采取查询方式或采用中断方式。

所述第一时间值中增加一补偿值；如图4A所示，所述补偿值用于补偿所述第一脉冲信号的从低电平上升到大于等于第一设定值即开始位置时的宽度。这样能够提高检测精度。

本发明实施例二方法和本发明实施例一方法的区别之处为，本发明实施例二方法中所述处理器实现对所述红外控制码的学习以及计算得到所述载波信号的频率的步骤包括：

步骤221、所述处理器一直保持对所述模拟电压信号ad1进行AD采样，当采样得到第一个脉冲信号的开始位置时，启动第一计时器进行计时，如时间T1区段的第一个脉冲信号的开始位置tr1；当采样得到第一个脉冲信号的结束位置时，第一个脉冲信号的结束位置如时间T1区段的第一个脉冲信号的结束位置tf1，记录此时的所述第一计时器的时间值，该时间值为所述第一个脉冲信号的宽度，记录的同时所述第一计时器清零并重新开始计时。

步骤222、对于第一个脉冲信号之后的各脉冲信号的计时方式为：当采样得到前一个脉冲信号如第k-1个脉冲信号的结束位置即tf(k-1)并使所述第一计时器清零并重新开始计时后，其中k为图4A中的2至n之一，如果在所述第一计时器的时间值小于溢出间如图4A所示T的的条件下所述处理器采集到当前脉冲信号的开始位置即第k个脉冲信号的开始位置即trk，则记录此时的所述第一计时器的时间值，该时间值为前一个脉冲信号和当前脉冲信号之间的间隔，记录的同时所述第一计时器清零并重新开始计时；当所述处理器采集到当前脉冲信号的结束位置即tfk时，记录此时的所述第一计时器的时间值，该时间值为所述当前脉冲信号的宽度，记录的同时所述第一计时器清零并重新开始计时。

当采样得到前一个脉冲信号的结束位置并使所述第一计时器清零并重新开始计时后，如果在所述第一计时器的时间值等于溢出时间，此时所述第一计时器起始计时处所对应的脉冲信号为采样到的所述红外控制码的一个低电平所对应的载波时间内最后一个脉冲信号，如图4A中的时间T1区间中的第n个脉冲信号为对应的载波时间内的最后一个脉冲信号，从所述第一脉冲信号的开始位置处到最后一个脉冲信号之后的所述溢出时间位置处对应于所述红外控制码的一个低电平，将该低电平所对应的各所述脉冲信号的宽度、各所述脉冲信号之间的间隔以及一个所述溢出时间相加得当第一时间值；第一时间值所对应的区间如图4A和4B中的T1、Tm等，依次类推。所述第一时间值所对应的所述红外控制码的低电平的持续时间。

步骤223、检测到最后一个脉冲信号之后的所述溢出时间位置处的同时对所述第一计时器进行清零以及重新开始计时，当采样得到所述红外控制码的下一个低电平所对应的第一个脉冲信号的开始位置时如时间T1区段之后的下一个低电平所对应的第一个脉冲信号的开始位置为tr(n+1)，记录下所述第一计时器的第二时间值，所述第二时间值所对应的所述第一计时器的计时开始到计时结束之间对应于所述红外控制码的一个高电平，所述第二时间值为所对应的所述红外控制码的高电平的持续时间；第二时间值所对应的区间如图4A和4B中的T2、T(m-1)等，依次类推。

记录下所述第一计时器的第二时间值的同时对所述第一计时器进行清零并转换到步骤221重新开始计算，直至对所述红外控制码的各高电平和各低电平学习完成，由学习得到的各高电平和各低电平表征所述红外控制码。

步骤224、用所述第一时间值除以从所述第一脉冲信号到最后一个脉冲信号之间的脉冲信号个数得到所述载波信号的周期，由该周期的倒数得到所述载波信号的频率。

本发明实施例三方法和本发明实施例一方法的区别之处为：

本发明实施例三方法的步骤一中所采用的红外电路的结构为：

如图5所述，是本发明实施例三方法的红外电路的结构示意图；所述红外电路包括一光电二极管101和第一电阻R101，所述第一电阻R101的两端和所述光电二极管101的两端相连，所述光电二极管101接收所述空气中红外信号，所述第一电阻R101的第一端接电源电压VDD、第二端输出模拟电压信号ad2。

所述模拟电压信号ad2为负脉冲，如图3所示，在所述空气中红外信号的无所述载波信号处，所述模拟电压信号ad2的电位和所述第一电阻R101的第一端所接电位即电源电压VDD相同；在所述空气中红外信号为所述载波信号处，所述空气中红外信号的正脉冲使所述光电二极管101感应产生并形成流过所述第一电阻R101的电流并使所述第一电阻R101的两端形成电压差，该电压差形成所述模拟电压信号ad2的脉冲信号。

所述红外电路和处理器(CPU)的AD转换通道连接并将所述模拟电压信号ad2输入到所述处理器中。

所述红外电路还包括NPN管Q2，所述NPN管Q2的发射极通过第四电阻R102接地，所述NPN管Q2的集电极连接所述光电二极管101的阴极以及所述第一电阻R101的第二端，所述光电二极管101的阳极和所述第一电阻R101的第一端都接电源电压VCC，所述NPN管Q2的基极通过第五电阻R103连接处理器的IO端口，所述处理器通过发送脉宽调制的红外载波信号PWM2到所述NPN管Q2的基极实现对所述红外电路进行发射红外信号的控制。

对于每一个所述模拟电压信号ad2的脉冲信号，AD采样值从AD采样最大值下降到小于等于第三设定值时认为检测到对应脉冲信号的开始位置，在该开始位置之后检测到第一个从低于所述第三设定值的电位上升到大于等于第四设定值时认为检测到对应脉冲信号的结束位置。所述第三设定值和所述第四设定值可以根据采样的精度以及脉冲信号的高度设定，主要用于比较准确的确定脉冲信号的下降沿和上升沿的位置，例如可以将所述第三设定值和所述第四设定值分别设置为所述模拟电压信号ad2为0.1V时对应的AD采样值。

所述红外电路能够同时实现红外发射和接收的功能，发射红外时，CPU通过IO将红外载波信号PWM2连接到所述NPN管Q2的基极，通过控制所述NPN管Q2的导通和关断发送红外信号到空气中，即所述NPN管Q2的导通时所述光电二极管101导通并发射红外光信号、所述NPN管Q2的关断时所述光电二极管101不导通并停止发射红外光信号，这样就能形成红外载波信号PWM2相对应的红外信号并发射到空气中。在发送红外信号时，会对模拟电压信号ad2产生影响，但CPU此时忽略模拟电压信号ad2上的信号，即在红外发射时CPU不处理模拟电压信号ad2。

主要讲一下红外信号学习时候的信号转换原理，在红外学习时，红外载波信号PWM2置高，所述NPN管Q2关断。当空气中有红外信号时，被所述光电二极管101感应到，由于所述光电二极管101的光电感应效应，将产生一个从所述光电二极管101的阴极到阳极的电流，这个电流将通过所述第一电阻R101形成一个电流回路，于是就在所述第一电阻R101上产生了一个电压差并通过所述第一电阻R101的第二端输出所述模拟电压信号ad2。

较佳为，所述第一电阻R101的第二端并不直接连接到CPU的AD转换通道，而是通过由第六电阻R104和第一电容C101组成滤波器后将所述模拟电压信号ad2连接到CPU的AD转换通道，图5中模拟电压信号ad2’为所述模拟电压信号ad2滤波后的信号。所述第六电阻R104的第一端连接所述第一电阻R101的第二端，所述第一电容C101的第一端接地，所述第六电阻R104的第二端和所述第一电容C101的第二端连接在一起并连接到所述处理器的AD转换通道，由第六电阻R104和第一电容C101组成滤波器对输入到所述处理器的所述模拟电压信号ad2进行滤波以减少干扰。

本发明实施例三方法的步骤二和本发明实施例一方法的区别之处为：本发明实施例方法三的所述模拟电压信号ad2的脉冲信号为负脉冲，而本发明实施例方法一的所述模拟电压信号ad1的脉冲信号为正脉冲。对于本发明实施例方法三的所述模拟电压信号ad2的每一个脉冲信号，AD采样值从AD采样最大值下降到小于等于第三设定值时认为检测到对应脉冲信号的开始位置，在该开始位置之后检测到第一个从低于所述第三设定值的电位上升到大于等于第四设定值时认为检测到对应脉冲信号的结束位置。用本发明实施例方法三的脉冲信号的开始位置和结束位置的检测分别替换本发明实施例一方法的脉冲信号的开始位置和结束位置的检测就能得到本发明实施例三方法的步骤二。

本发明实施例三方法中也能在所述第一时间值中增加一补偿值；所述补偿值用于补偿所述第一脉冲信号的从AD采样最大值下降到小于等于第三设定值时的宽度，这样能够提高检测精度。

本发明实施例四方法的步骤一和本发明实施例三的步骤一相同，本发明实施例四方法的步骤二和本发明实施例二方法的步骤二类似，本发明实施例四方法的步骤二和本发明实施例二方法的区别之处为：本发明实施例方法四的所述模拟电压信号ad2的脉冲信号为负脉冲，而本发明实施例方法二的所述模拟电压信号ad1的脉冲信号为正脉冲。对于本发明实施例方法四的所述模拟电压信号ad2的每一个脉冲信号，AD采样值从AD采样最大值下降到小于等于第三设定值时认为检测到对应脉冲信号的开始位置，在该开始位置之后检测到第一个从低于所述第三设定值的电位上升到大于等于第四设定值时认为检测到对应脉冲信号的结束位置。用本发明实施例方法四的脉冲信号的开始位置和结束位置的检测分别替换本发明实施例二方法的脉冲信号的开始位置和结束位置的检测就能得到本发明实施例四方法的步骤二。

以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限定本发明。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种采用AD方式进行红外学习的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、采用红外电路对空气中红外信号进行感应并转换模拟电压信号；

所述红外电路包括一光电二极管和第一电阻，所述第一电阻的两端和所述光电二极管的两端相连，所述光电二极管接收所述空气中红外信号，所述第一电阻的第一端接电源电压或地、第二端输出所述模拟电压信号；

所述空气中红外信号由红外控制码对载波信号进行调制后形成，在所述红外控制码高电平处所述空气中红外信号对应为无所述载波信号、在所述红外控制码低电平处所述空气中红外信号对应为所述载波信号；

在所述空气中红外信号的无所述载波信号处，所述模拟电压信号的电位和所述第一电阻的第一端所接电位相同；在所述空气中红外信号为所述载波信号处，所述空气中红外信号的正脉冲使所述光电二极管感应产生并形成流过所述第一电阻的电流并使所述第一电阻的两端形成电压差，该电压差形成所述模拟电压信号的脉冲信号，在所述第一电阻的第一端接电源电压时所述模拟电压信号的脉冲信号为负脉冲，在所述第一电阻的第一端接地时所述模拟电压信号的脉冲信号为正脉冲；

所述红外电路和处理器连接并将所述模拟电压信号输入到所述处理器的AD转换通道中；

步骤二、采用AD采样方式对所述模拟电压信号的脉冲信号进行识别：所述处理器对所述模拟电压信号进行AD采样；当所述模拟电压信号的脉冲信号为正脉冲时，对于每一个脉冲信号，AD采样值从0V上升到大于等于第一设定值时认为检测到对应脉冲信号的开始位置，在该开始位置之后检测到第一个从高于所述第一设定值的电位下降到小于等于第二设定值时认为检测到对应脉冲信号的结束位置；当所述模拟电压信号的脉冲信号为负脉冲时，对于每一个脉冲信号，AD采样值从AD采样最大值下降到小于等于第三设定值时认为检测到对应脉冲信号的开始位置，在该开始位置之后检测到第一个从低于所述第三设定值的电位上升到大于等于第四设定值时认为检测到对应脉冲信号的结束位置；

所述第一设定值和所述第二设定值根据AD采样的精度以及脉冲信号的高度设定，用于准确确定所述模拟电压信号的脉冲信号；所述第三设定值和所述第四设定值根据AD采样的精度以及脉冲信号的高度设定，用于准确确定所述模拟电压信号的脉冲信号；

所述处理器根据AD采样检测到的所述模拟电压信号的各脉冲信号的起始位置和结束位置进行计时并计算得到所述红外控制码的各高电平和各低电平的时间从而实现对所述红外控制码的学习、以及计算得到所述载波信号的频率。

2.如权利要求1所述的采用AD方式进行红外学习的方法，其特征在于：所述红外电路为红外收发电路，还包括PNP管，所述PNP管的发射极通过第二电阻连接电源电压，所述PNP管的集电极连接所述光电二极管的阳极以及所述第一电阻的第二端，所述光电二极管的阴极和所述第一电阻的第一端都接地，所述PNP管的基极通过第三电阻连接处理器的IO端口，所述处理器通过发送脉宽调制的红外载波信号到所述PNP管的基极实现对所述红外电路进行发射红外信号的控制。

3.如权利要求1所述的采用AD方式进行红外学习的方法，其特征在于：所述红外电路为红外收发电路，还包括NPN管，所述NPN管的发射极通过第四电阻接地，所述NPN管的集电极连接所述光电二极管的阴极以及所述第一电阻的第二端，所述光电二极管的阳极和所述第一电阻的第一端都接电源电压，所述NPN管的基极通过第五电阻连接处理器的IO端口，所述处理器通过发送脉宽调制的红外载波信号到所述NPN管的基极实现对所述红外电路进行发射红外信号的控制。

4.如权利要求1或2或3所述的采用AD方式进行红外学习的方法，其特征在于：所述红外电路还包括第六电阻和第一电容，所述第六电阻的第一端连接所述第一电阻的第二端，所述第一电容的第一端接地，所述第六电阻的第二端和所述第一电容的第二端连接在一起并连接到所述处理器的AD转换通道，由第六电阻和第一电容组成滤波器对输入到所述处理器的所述模拟电压信号进行滤波以减少干扰。

5.如权利要求1所述的采用AD方式进行红外学习的方法，其特征在于：所述处理器实现对所述红外控制码的学习以及计算得到所述载波信号的频率的步骤包括：

步骤211、所述处理器一直保持对所述模拟电压信号进行AD采样，当采样得到第一个脉冲信号的开始位置时，启动第一计时器进行计时；当采样得到第一个脉冲信号的结束位置时，启动第二计时器进行计时；

步骤212、对于第一个脉冲信号之后的各脉冲信号的计时方式为：当采样得到前一个脉冲信号的结束位置并启动所述第二计时器启动后，如果在所述第二计时器的时间值小于溢出时间的条件下所述处理器采集到当前脉冲信号的开始位置，则停止所述第二计时器的计时，此时所述第二计时器的时间值为前一个脉冲信号和当前脉冲信号之间的间隔；置当所述处理器采集到当前脉冲信号的结束位时，所述第二计时器清零并重新开始计时；如果所述第二计时器的时间值等于所述溢出时间，此时所述第二计时器起始计时处所对应的脉冲信号为采样到的所述红外控制码的一个低电平所对应的载波时间内最后一个脉冲信号，则记录下所述第一计时器的第一时间值，从所述第一脉冲信号的开始位置处到最后一个脉冲信号之后的所述溢出时间位置处对应于所述红外控制码的一个低电平，所述第一时间值为所对应的所述红外控制码的低电平的持续时间；

步骤213、记录下所述第一计时器的第一时间值的同时对所述第一计时器进行清零以及重新开始计时，当采样得到所述红外控制码的下一个低电平所对应的第一个载波脉冲信号的开始位置时，记录下所述第一计时器的第二时间值，所述第二时间值所对应的所述第一计时器的计时开始到计时结束之间对应于所述红外控制码的一个高电平的，所述第二时间值为所对应的所述红外控制码的高电平的持续时间；记录下所述第一计时器的第二时间值的同时对所述第一计时器进行清零并转换到步骤21重新开始计算，直至对所述红外控制码的各高电平和各低电平学习完成，由学习得到的各高电平和各低电平表征所述红外控制码；

步骤214、用所述第一时间值除以从所述第一脉冲信号到最后一个脉冲信号之间的脉冲信号个数得到所述载波信号的周期，由该周期的倒数得到所述载波信号的频率。

6.如权利要求1所述的采用AD方式进行红外学习的方法，其特征在于：所述处理器实现对所述红外控制码的学习以及计算得到所述载波信号的频率的步骤包括：

步骤221、所述处理器一直保持对所述模拟电压信号进行AD采样，当采样得到第一个脉冲信号的开始位置时，启动第一计时器进行计时；当采样得到第一个脉冲信号的结束位置时，记录此时的所述第一计时器的时间值，该时间值为所述第一个脉冲信号的宽度，记录的同时所述第一计时器清零并重新开始计时；

步骤222、对于第一个脉冲信号之后的各脉冲信号的计时方式为：当采样得到前一个脉冲信号的结束位置并使所述第一计时器清零并重新开始计时后，如果在所述第一计时器的时间值小于溢出时间的条件下所述处理器采集到当前脉冲信号的开始位置，则记录此时的所述第一计时器的时间值，该时间值为前一个脉冲信号和当前脉冲信号之间的间隔，记录的同时所述第一计时器清零并重新开始计时；当所述处理器采集到当前脉冲信号的结束位置时，记录此时的所述第一计时器的时间值，该时间值为所述当前脉冲信号的宽度，记录的同时所述第一计时器清零并重新开始计时；

当采样得到前一个脉冲信号的结束位置并使所述第一计时器清零并重新开始计时后，如果在所述第一计时器的时间值等于溢出时间，此时所述第一计时器起始计时处所对应的脉冲信号为采样到的所述红外控制码的一个低电平所对应的载波时间内最后一个脉冲信号，从所述第一脉冲信号的开始位置处到最后一个脉冲信号之后的所述溢出时间位置处对应于所述红外控制码的一个低电平，将该低电平所对应的各所述脉冲信号的宽度、各所述脉冲信号之间的间隔以及一个所述溢出时间相加得当第一时间值；所述第一时间值所对应的所述红外控制码的低电平的持续时间；

步骤223、检测到最后一个脉冲信号之后的所述溢出时间位置处的同时对所述第一计时器进行清零以及重新开始计时，当采样得到所述红外控制码的下一个低电平所对应的第一个脉冲信号的开始位置时，记录下所述第一计时器的第二时间值，所述第二时间值所对应的所述第一计时器的计时开始到计时结束之间对应于所述红外控制码的一个高电平，所述第二时间值为所对应的所述红外控制码的高电平的持续时间；记录下所述第一计时器的第二时间值的同时对所述第一计时器进行清零并转换到步骤221重新开始计算，直至对所述红外控制码的各高电平和各低电平学习完成，由学习得到的各高电平和各低电平表征所述红外控制码；

步骤224、用所述第一时间值除以从所述第一脉冲信号到最后一个脉冲信号之间的脉冲信号个数得到所述载波信号的周期，由该周期的倒数得到所述载波信号的频率。

7.如权利要求5或6所述的采用AD方式进行红外学习的方法，其特征在于：在所述处理器实现对所述红外控制码的学习以及计算得到所述载波信号的频率的软件处理上采取查询方式或采用中断方式。

8.如权利要求5或6所述的采用AD方式进行红外学习的方法，其特征在于：在所述第一时间值中增加一补偿值；当所述模拟电压信号的脉冲信号为正脉冲时，所述补偿值用于补偿所述第一脉冲信号的从0V电压上升到大于等于第一设定值时的宽度；当所述模拟电压信号的脉冲信号为负脉冲时，所述补偿值用于补偿所述第一脉冲信号的从AD采样最大值下降到小于等于第三设定值时的宽度。

9.如权利要求5或6所述的采用AD方式进行红外学习的方法，其特征在于：所述溢出时间设置在大于一个脉冲间隔而小于等于一个所述载波信号的周期；

或者，所述溢出时间设置为大于一个所述载波信号的周期，此时将所述溢出时间分成两部分，所述溢出时间的第一部分大于一个脉冲间隔而小于等于一个所述载波信号的周期，第二部分为所述溢出时间和所述第一部分的差值，将所述第一部分计算到所述第一时间值中，将所述第二部分计算到所述第二时间值中。