當前,投影機已是高校多媒體教室的常規(guī)設(shè)備,但是由于使用頻繁,人員又雜,投影機遙控器損壞及遺失的情況時有發(fā)生。因為學校用的投影機均為進口產(chǎn)品,遙控器很難配到,并且能買到的話價格也是異常昂貴。利用單片機仿真遙控器的功能,制作成本很低的投影機遙控器具有實用推廣價值。
制作投影機遙控器的關(guān)鍵是先要讀出原投影機遙控器(同型號)的所有按鍵的控制碼數(shù)據(jù),然后做成按鍵控制碼表格,當仿真時在按鍵操作下單片機將不同的控制碼數(shù)據(jù)發(fā)射出去,達到遙控投影機的目的。
1 讀遙控器按鍵碼方法
1.1讀遙控器按鍵碼硬件電路
如圖1為單片機讀投影機遙控鍵碼的控制電路。單片機使用宏晶公司的STC12C5410,P1.6口燈用作讀碼狀態(tài)的指示,燈亮代表讀碼狀態(tài)。P1.7口燈用于指示遙控發(fā)射操作,閃爍時代表遙控碼發(fā)射中,在讀碼狀態(tài)下,當P1.6口燈滅而P1.7口燈亮時代表碼已讀入。第(1)腳為單片機的復位腳,采用簡單的RC上電復位電路,(6)腳為外中斷輸入口,用于讀碼功能的轉(zhuǎn)換控制,當按一下(6)腳口的開關(guān)時,系統(tǒng)進入中斷讀碼狀態(tài)。(8)腳用于紅外線接收頭的輸出信號讀入。(11)腳作為遙控器的紅外線信號輸出口,用于輸出40KHz載波編碼。(12)腳接遙控測試開關(guān)。(4)、(5)腳外接12M晶振。
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當按一下“學習”開關(guān)時,P1.6口的讀碼燈亮,表示進入讀碼狀態(tài),此時將需要仿真的遙控器某按鍵對著紅外接收頭按一下,當P1.6口的燈滅而P1.7口的指示燈亮時,讀碼成功。從計算機超級終端串口中可獲得鍵碼的數(shù)據(jù)。為了測試讀得的碼是否正確,可按一下發(fā)射測試開關(guān),看是否能正確實現(xiàn)投影機的功能操作。按以上方法將原投影機遙控器的所有按鍵碼讀入計算機備用。圖2和圖3分別是紅外線接收頭輸出端口及發(fā)射遙控碼時的單片機輸出口波形圖。
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1.2 讀遙控器按鍵碼軟件設(shè)計
圖4是讀遙控器按鍵碼控制軟件的主程序流程。圖5是中斷讀入鍵碼數(shù)據(jù)的程序流程圖。
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中斷讀鍵碼程序在編程設(shè)計中非常重要。它要完成遙控碼起始位的識別及脈寬計數(shù)、遙控碼編碼位的寬度計數(shù)、結(jié)束位的認別等功能。通過大量的不同種類的遙控碼波形實驗分析,遙控碼的幀間歇位寬度均在10 ms以上,起始位碼寬度在100μs—20ms之間,編碼位在100μs—5ms之間,為確保對所有遙控器讀碼的成功,采用以下設(shè)計方法:
(1)尋提起始位方法:用16位DPTR計數(shù)器對高電平進行寬度計數(shù),計數(shù)采樣周期為21μs,當高電平結(jié)束時,如高8位計數(shù)器為非零,則說明高電平寬度超過5.35ms(255×21μs),緊接來的低電平碼就是起始位,否則重新開始。
(2)讀起始位方法:采用16位DPTR對低電平進行寬度計數(shù)(最大可讀寬度為1.376s),當高電平跳變時結(jié)束計數(shù),并將DPTR的高8位、低8分別存入R4,R5寄存器。
(3)讀遙控編碼的方法:采用DPTR低8位計數(shù)器對碼(高電平或低電平)進行寬度計數(shù),電平跳變時結(jié)束計數(shù),并將值存入規(guī)定的地址,在高電平碼計數(shù)時,如 DPTR高8位計數(shù)器為非零(寬度大于5.35ms),則判定為結(jié)束幀間隔位,在相應存儲單元寫入OOH作為結(jié)束標志。
2 投影機仿真遙控器的設(shè)計
2.1仿真遙控器硬件電路的設(shè)計
圖6是投影機仿真遙控器的電路原理圖。采用4*8的行列式按鍵開關(guān),可有32個操作按鍵。遙控器從P3.7口輸出40K的紅外線調(diào)制信號。
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2.2 仿真遙控器軟件的設(shè)計
仿真遙控器中通過主程序的循環(huán)查鍵執(zhí)行相應的鍵碼發(fā)射功能,鍵碼表是寫在ROM中的,因此完成編程后是不能再改的。程序包括以下主要模塊:
(1)初始化程序。P1及P3端口置位,設(shè)置計數(shù)器計數(shù)模式、控制字等。
(2)鍵盤掃描程序。完成32個按鍵的掃鍵工作,并翻譯成相應的32個鍵號,使能執(zhí)行相應的鍵功能。
(3)按鍵功能程序。利用定時器定時中斷功能,實現(xiàn)40KHz載波的產(chǎn)生;利用ROM表上各按鍵相應的起始位控制數(shù)據(jù)、高電平控制數(shù)據(jù)、低電平控制數(shù)據(jù)控制載波的發(fā)送時間及間隔時間。遙控碼調(diào)制發(fā)射的算法如下:
①[發(fā)起始位調(diào)制波]
取ROM表中起始位數(shù)據(jù);
開40KHZ方波定時器;
起始位數(shù)據(jù)減1,不為零,延時21μs后重復執(zhí)行本句;
為零執(zhí)行下句;
②[發(fā)高電平間隔位]
關(guān)40KHZ方波定時器;
取ROM表中高電平數(shù)據(jù);如數(shù)據(jù)為0,延時10ms后結(jié)束算法;不為零執(zhí)行下句;
數(shù)據(jù)減1,不為零,延時21μs后重復執(zhí)行本句;
為零執(zhí)行下句;
③[發(fā)低電平調(diào)制波]
取ROM表中低電平數(shù)據(jù);
開40KHZ方波定時器;
低電平數(shù)據(jù)減1,不為零,延時21μs后重復執(zhí)行本句;為零轉(zhuǎn)②循環(huán);
④算法結(jié)束
3 主要性能指標
(1) 讀碼器最大學習碼長:206bit
(2) 讀碼器讀碼識別范圍:起始位:21μs~1.376s,編碼位:21μs ~5.355ms
(3) 讀碼誤差:+21μs
(4) 讀碼器幀間歇位識別范圍:小于1.37s,大于5.355ms
(5) 仿真遙控器發(fā)射距離:大于10M
4 小結(jié)
多媒體投影機的單片機仿真遙控器性能與軟件的設(shè)計具有密切的關(guān)系,特別是碼寬計數(shù)的采樣周期,關(guān)系到能否識別出起始位及遙控碼采樣精度問題,在編程時需多次實驗測試,相互兼顧,本設(shè)計中讀碼采樣周期為21μs,經(jīng)測試可正確仿真市場上常用的投影機及彩電、空調(diào)等設(shè)備。