一种智能红外遥控开关的原理及设计

　　红外解码电路中的微控制器选用ATmega8L的AVR单片机。它的工作电压为2．7～5．5 V，4 MHz(3 V，25℃)时功耗，工作模式为3．6mA，空闲模式为1．0 mA，掉电模式仅为0．5μA，采用先进的RISC结构，除了拥有8 KB的系统内可编程FLASH存储器，还有512 B的E2PROM，可用于记忆各类遥控器发射出的各种红外编码信号。

　　红外接收电路使用集成红外接收器成品，同时实现红外接收、放大、整形的功能，一般不需要任何外接元件就能完成从红外接收到输出TTL电平兼容信号的所有工作。接收器对外只有3个引脚：电源Vcc，公共地GND和1个脉冲信号输出OUT。由图3可以看出，其与单片机接口非常方便。

　　当按下“记忆”按键S1时，红外接收头SPH开始记录遥控器发出的信号，同时将接收到的信号保存在单片机ATmega8L的E2PROM中。以后当遥控器发出同样的红外脉冲信号时，通过红外接收头接收并与E2PROM中的数据进行对比，如果一致，就发出控制信号控制开关的通断。

3 程序设计

红外遥控接收头解调出的编码是串行二进制码，包含着遥控器按键信息。但它还不便于CPU读取识别，因此需要先对这些串行二进制码进行解码。本设计采用的是软件解码方式对接收到的红外信号进行解码。

3．1 红外遥控器发射编码简介

目前应用中的各种红外遥控系统的原理都大同小异，区别只是在于各系统的信号编码格式不同。遥控器所产生的脉冲编码的格式一般为：

　　其中，引导脉冲为宽度是10 ms左右的一个高脉冲和一个低脉冲的组合，用来标识指令码的开始。识别码、键码、键码的反码均为数据编码脉冲，用二进制数表示。“O”和“1”均由毫秒量级的高低脉冲的组合代表识别码(即用户码)是对每个遥控系统的标识。当指令键按下时，指令信号产生电路便产生脉冲编码。键码后面一般还要有键码的校验码，用来检验键码接收的正确性，防止误动作，增强系统的可靠性。

3．2存储编码程序设计

当按下“记忆”按键S1时，单片机进入存储记忆红外遥控编码的状态。ATmega8L单片机首先关闭中断，等待遥控器发出的红外遥控编码输入。当红外遥控编码输入后，单片机将其保存至E2PROM中。这样，即使断电之后，单片机存储在E2PROM中的信息也不会丢失，可以保证断电后的正常使用。存储红外信号的编码程序流程图如图4所示。

3．3 软件解码程序设计

软件解码则由ATmega8L单片机的外部中断、定时器以及软件构成一个红外遥控接收系统。定时器用于延时测量两个脉冲串之间的间隔。外部中断用于当接收到红外脉冲信号时触发定时器进行数据接收。当红外接收管接收到红外脉冲时，程序首先出发外部中断，由外部中断启动定时器，每个一段时间间隔就采样一次，并将采样到的红外脉冲编码保存到RAM变量中，然后与存储编码程序中所保存的编码进行比较，当两者相同时则认为是按下了开关按键，进行相应的开关操作，否则程序不执行开关操作。软件解码程序的流程图如图5所示。

4 结语

目前的家用电器，如电视机、VCD、DVD和功放机等一般都配备了遥控器及智能化控制技术，给人们的使用带来了极大的方便。随之而来的小家电如电灯的控制也在向自动化、智能化操作方面发展，这样才能满足人们的生活需求。智能红外遥控开关充分利用了现在家用电器繁多的遥控器，实现了遥控器的功能复用，而且在软件解码红外遥控系统中，解码的核心是CPU，电路极为简单无须外围器件，体积小，抗干扰能力强。经过实验多次测试，该开关可以替换原墙壁开关，不用再增加连线，为安装和使用提供了方便。把原机械式墙壁换成该遥控开关不仅实用，也很安全经济。