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家电通用遥控器的开发

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󰀁来稿日期:1998-10-18󰀁李向阳,男,1969年生,博士生;主要研究方向:智能控制.家电通用遥控器的开发

李向阳󰀁朱学峰(华南理工大学电子与信息学院󰀁广州󰀁510640)摘󰀁要󰀁本文详细地介绍了家电通用遥控器的开发过程、重点是遥控器的通用性、实用性和经济性设计,该遥控器已投入生产,它将方便人们的生活.关键词󰀁遥控器;单片机;家用电器中图资料分类号󰀁TP368.2随着人们生活水平的提高,家用电器越来越普及.彩电、录象机或VCD机、空调等家用电器已成为许多家庭的必需品,能对这些家用电器进行遥控的遥控器为人们使用这些家用电器提供了极大的方便.但是,随着家用电器种类的增多,遥控器的种类也随之增多,由于不同种类的遥控器不能相互代替,这给人们的生活带来些不便.若能有一种通用遥控器,它可同时控制不同类型的TV、VCR和VCD机,并且价格与现在的专用遥控器价格相当,这将方便人们的生活,改善人们的生活素质.本文所述开发的通用遥控器可控制300多种电视机和近200种VCR和VCD机,稍加修改还可增加对空调的控制功能.1󰀁TV、VCR和VCD机的遥控键码分析每种TV、VCR和VCD机都有其特殊的遥控键码和接收控制码的通信格式.下面以一种电视机的码和发码格式加以说明.载波:频率38.14kHz(低电平6.75󰀁s,高电平18.80󰀁s)发射方式:󰀁󰀁START+CODE1+STOP+(REP-START+CODE2+REP-STOP)其中:󰀁󰀁START:󰀁󰀁󰀁8990󰀁s/4400󰀁s(载波时间/间隔时间)STOP:󰀁󰀁614󰀁s/39600󰀁sREP-START:8990󰀁s/4400󰀁sREP-STOP:614󰀁s/39600󰀁sCodeLow:614󰀁s/520󰀁sCodeHigh:614󰀁s/1720󰀁sCODE由遥控器的所按的键决定,为下列之一:POWERKEYCODE:0000101011110101000100011101111VOL+KEYCODE:0000101011110101010100010101111VOL-KEYCODE:0000101011110101110100000101111华南理工大学学报(自然科学版)第27卷第8期JournalofSouthChinaUniversityofTechnologyVol.27󰀁No.81999年8月(NaturalScience)August󰀁1999CHAN+KEYCODE:0000101011110101001010011010111CHAN-KEYCODE:0000101011110101101010001010111MUTE:KEYCODE:0000101011110101100100001101111遥控器先发START,再发CODE1,后发STOP,若是只按键一次则发射结束,若按着键不放,则不断地发REP-START、CODE2和REP-STOP.这个例子中CODE1和CODE2是一样的,但有些TV、VCR和VCD的CODE1和CODE2是不同的;有的没有START或REP-START;有的STOP、REP-STOP的高电平时间随不同键码而不同;有的CODE码是按一定的规律循环变化的.为了使TV、VCR和VCD机能正确解码出遥控器发出的码,对遥控器发码的载波等与时间有关的参数的容许误差有严格的要求,载波的高低电平绝对误差󰀂0.5󰀁s,载波频率相对误差󰀂5%,其它与时间有关的参数的相对误差󰀂5%,这些要求在很大程度上决定了硬件设计和软件中发码部分程序的编程方法.2󰀁遥控键码存储数据结构设计对复杂事物进行分类并分别进行处理是处理复杂多样的事物的方法.对500多种TV、VCR和VCD机根据有无START、REP-START、STOP和REP-STOP码、发射码的时间是否定长和键码是否是Toggle的形式进行分类,可分为111种不同情况,因此在设计软件时要有111个不同的发射方式模块.要能实现对500多种TV,VCR和VCD机的控制,就必须在遥控器中保存有这些数据(保存在ROM中),由于数据多,为减少占用ROM空间,就必须对其数据的存储结构进行优化.经过分析研究,决定每一种发射模式采用不同的数据结构,而每一遥控键码数据的初始地址存入一线性表中,遥控器根据TV、VCR和VCD的代码从线性表中读取键码数据初始地址,初始地址的第一个字节为发射模式,根据该发射模式调用相应的发射程序模块,发射程序模块首先根据其数据结构读取时间参数和键的代码,根据时间参数发射键的代码.3󰀁通用遥控器的系统设计通用遥控器不能像专用遥控器那样采用专用的集成电路,同时考虑到生产成本,硬件的价格要尽量低,因此采用了硬件只提供基本的输入和输出功能,其它功能全部采用软件来实现.由于遥控器控制的对象多,为方便用户使用,它必须具有自动和手动搜寻TV、VCR和VCD种类的功能,当搜寻完后能长期保存,搜寻功能采用按复合键的方式进入.为方便使用,遥控器不设电源开关,因此它必须具有SLEEP功能,遥控器处于SLEEP状态时功耗必须非常低,单片机在SLEEP状态的电流要在1󰀁A以下.而唤醒采用键盘唤醒方式,当有键盘被按下时,单片机唤醒,开始工作,完成发码或搜寻完毕后,立即进入SLEEP状态.因此绝大部分时间遥控器处于SLEEP状态,这对遥控器节约电能非常重要.可靠性是产品质量的生命,遥控器的可靠性通过选择可靠的单片机、简单可靠的外围电路、模块化的程序设计和严格的生产质量管理和控制来保证.󰀁第8期李向阳等:家电通用遥控器的开发131󰀁4󰀁通用遥控器硬件电路设计由对遥控器的发码的时间参数误差和对遥控器生产成本的要求可知,不能选用工业中用得较广的微处理器或单片机,如MCS-51系列单片机等.经市场调查和对许多微处理器和单片机性能分析,决定采用内含6502微处理器的单片机,6502微处理器技术已不受专利法的保护,其生产成本很低;不仅如此,该单片机提供遥控器所有所需的功能,采用3.58MHz的CPU时钟,单片机的指令周期只有0.28󰀁s,可采用软件来实现所有TV、VCR和VCD机的发码,单片机的工作电压为2.4~3.4V,用两节五号电池即可工作.

图1󰀁通用遥控器硬件电路图Fig.1󰀁Hardwareelectricalcircuitoftheuniversalremotecontroller外围电路设计的原则是简单可靠,充分利用单片机本身提供的接口功能,设计完成的硬件电路如图1所示.由该图可以看出,硬件线路非常简单,只提供基本功能,遥控器的其它功能全部由软件实现.单片机的指令周期只有0.28󰀁s,可满足遥控器发射载波的时间参数误差的要求;键盘只提供基本的TV、VCR和VCD键,这样,遥控器的体积可做得很小,其体积主要由键盘和两节五号电池决定.P0.1引脚外接三极管放大后,驱动红外(IRSIGNAL)发光二极管,发射键码控制信号.P0.2,P0.3分别驱动BUZZER(经三极管放大)和LED,用来指示遥控器的工作状态,如正常时每按一次键叫一声,LED闪一下,当遥控器进入搜寻TV、VCR和VCD机代码状态时(按复合键:TV和CHAN+或VCR和CHAN+或VCD和CHAN+)叫132󰀁华南理工大学学报第27卷󰀁两声,LED闪两下.遥控器是通过声和光来指示其工作状态的.5󰀁遥控器软件设计从硬件线路图和遥控器要实现的功能可知,软件设计工作量很大,主要是软件的结构设计和发射模式的分类和设计.软件主流程图如图2所示.采用软件定时来保证载波频率在误差要求范围之内.当有键按下时,软件首先检查按键是否有效,按键无效则进入SLEEP状态;按键有效还要判断是否为测试或搜寻功能键,是则分别进入相应处理;如果为有效单键还要判断当前状态是否搜寻状态,是搜寻状态则进入搜寻处理,否则进入发码处理.发码处理完成后,立即进入SLEEP状态.搜寻处理后要进行超时处理,来决定是否要继续搜寻,当搜寻到头或尾而10秒钟无键按下则属于超时.在搜寻状态时,按CHAN+键TV(或VCR或VCD)代码自动加一搜寻,按CHAN-键TV(或VCR或VCD)代码自动少一搜寻,按VOL+键手动加一搜寻,按VOL-键手动减一搜寻.当搜寻到时按TV、VCR/VCD键停止搜寻,并把当前的代码作为

图2󰀁通用遥控器软件主流程图Fig.2󰀁Softwaremainflowchartoftheuniversalremotecontroller󰀁第8期李向阳等:家电通用遥控器的开发133󰀁以后遥控器所要控制的TV或VCR/VCD代码.发射程序模块的调用方式采用类似于MS-DOS处理中断向量的方法处理,把发射程序模块的首址存入一向量表中,单片机根据发射模式从向量表中获得发射程序的首址,单片机从发射模块首址执行发射程序,发射遥控器键码.为了方便生产,在软件设计时还进行了生产测试软件的设计,该软件在遥控器正常工作时不运行,只在生产遥控器时测试单片机外围电路是否能正常工作时用,它能基本确定故障点.这样在遥控器的生产过程中,可及时发现故障.这对提高生产率和成品率非常重要,是产品质量控制的一种有效方法.6󰀁遥控器的实现和结论由遥控器发码的特点可知,必须采用存储示波器进行调试.调试分为对程序的功能实现调试和对TV、VCR和VCD机数据的调试.只有经过充分测试后,方可把最后的BIN文件送到生产厂掩膜,经掩膜后的单片机才可投入生产.单片机的选取使遥控器电路简化,保证了经济实用,软硬件的合理分工保证了遥控器的通用性和可靠性,模块化的程序设计和矢量式的数据存储结构保证了遥控器的通用性和扩展性.本家电通用遥控器于1998年8月底投产.实践证明,该通用遥控器的开发是成功的.参󰀁考󰀁文󰀁献1󰀁郑人杰等.实用软件工程.北京:清华大学出版社,19972󰀁李󰀁华主编.MCS-51系列单片机实用接口技术.北京:北京航空航天大学出版社,19933󰀁童显干等译.苹果II微型计算机用户指南.武汉:湖北科学技术出版社,1985THEDEVELOPMENTOFDOMESTICUNIVERSALREMOTECONTROLLER

LiXiangyang󰀁ZhuXuefeng(CollegeofElectronicsandInformationEng.,SouthChinaUniv.ofTech.)Abstract󰀁Thispaperintroducesgivesadetailedaccountofthedevelopmentprocedureofauni󰀁versalremotecontroller.Itemphasizestheuniversality,practicalityandeconomyinthedesign.Theremotecontrollerhasbeenputintoproduction.Itthusprovidesanewmodernconvenienceinpeople slivelihood.Keywords󰀁remotecontroller;single_chipmicrocomputer;domesticappliances134󰀁华南理工大学学报第27卷󰀁

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智能家居毕业论文

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基于GSM智能家居控制系统的设计

物理与电子信息工程系电子信息工程专业 张彪 指导老师 张华林

摘 要 论文中介绍了一种智能家居控制的新方法，详细的论述了系统的组成及实现原理。以STC12C5A60S2单片机作为主控制芯片，使用GSM模块TC35i发送短信息和接收短信息，实现了手机终端和智能家居控制系统远距离全双工通信。使用红外热式传感、MQ2煤气传感器、MQ5烟雾传感器采集家中的安全信息并将险情发送至用户的手机上。系统可以用手机短信定时控制家电，也可以利用VB上位机通过CC1100无线传输模块定时控制家电。

关键词：智能家居；单片机；远程控制；GSM

1 引言

随着通信技术、嵌入式技术、网络技术的迅猛发展，生活节奏不断加快使人们对智能化的家庭居住环境提出了更高的要求。目前市场上各种智能化家居控制系统的产品层出不穷，其中大部分产品是以电话线作为载体的，对电话线的依赖较高。但目前现状是电话家庭用户的数量正逐步减少，且电话线路容易遭到破坏，同时受到地区限制，故这种智能化家居产品中有存在一定的局限性和安全隐患。但随着GSM 移动网络通信的普及和移动通信应用领域不断扩大以及手机用户的日益增多，为利用GSM 网络研制智能化家居系统提供了一种新的途径。

2 系统的设计要求

2.1 系统的设计要求

系统设计要求主要有：

（1） 能够用PC机和远程终端定时和立即控制多路家电的电源开关；

（2） 具备监控家庭中的安全信息并能把险情随时通知用户。

2.2 设计的基本思路

设计一个实用智能化家居控制系统，按照系统设计的基本要求，可分为5个主要模块，分别是：远程控制模块、液晶显示模块、无线射频CC1100模块、实时时钟模块、六路继电器控制模块。 其中远程控制模块是使用短信息或者电话远程控制家用电器（包括定时和立即控制）。CC1100模块是实现上下位机数据中转，因此PC机可以实现短距无线传输控制家电。实时时钟模块为定时控制家电提供时间参考，系统实现的大部分功能需要软件控制。

常用红外线遥控信号协议详解(完整版)

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第1页 共4页 电子报/2006年/7月/16日/第013版 资料（开发） 常用红外遥控信号传输协议详解（一） 四川 杨叶珍 编者按：红外遥控器应用非常广泛，但由于各个厂家设计的遥控器种类各异，因而针对各类不同电子产品，采用的红外遥控器也就不完全相同，除了遥控器本身的造型外，起决定因素的是红外遥控信号传输协议。 目前，多数电子设计人员在设计产品遥控部分时，大多采用现成的遥控套件，或依靠现成的红外遥控接收程序，直接进行应用。这一切原因，源于大多电子设计工程师难以了解到更多的红外遥控信号传输协议，故此仅能“照搬”制作。 本文（将分3期连续）介绍常见的8种红外遥控信号传输协议，这些协议是非常实用的，不仅是一套全面的红外遥控协议概念，更便于掌握和选择设计更优异的红外遥控产品。 常用的红外线信号传输协议有ITT协议、NEC协议、Nokia NRC协议、Sharp协议、Philips RC－5协议、Philips RC－6协议，Philips RECS－80协议，以及Sony SIRC协议等，下面分别进行介绍。 一、ITT协议 ITT是最早的一种红外线传输协议。该协议没有象其他协议那样使用载波频率传输红外线信号，而是用宽度为10μs的14个脉冲进行遥控命令的传送，通过改变脉冲的间距对命令进行编码。用ITT协议传输数据非常可靠，而且功耗极低。在欧洲，包括ITT（国际电话电报公司）、Greatz、Schaub－Lorenz、Fin－lux、Nokia等在内的很多公司均采用此协议做用户电子标签。 1.主要特性：每条信息只有14个非常窄的脉冲（脉宽10μs），不对信号进行调制；采用脉冲距离编码；电池寿命极长；4位地址码、6位命令码；带时间自校准，发送器中可使用RC振荡器；通信速度快，发送一条信息只需1.7ms～2.7ms；应用该协议的器件生产厂家有Intermetal、Micronas等。 2.协议：14个脉冲传送1条红外信息，每个脉冲宽10μs，用三种不同的脉冲周期来区别每位所表达的内容：100μs表示二进制的“0”，200μs表示“1”, 300μs表示预备脉冲或结束脉冲。图1a是ITT的“0”和“1”的表示方法示意，图1b是用ITT传送的命令的格式。

空调工作原理及电路控制详解

空调工作原理及电路控制详解

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IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】

空调工作原理及电路控制详解

近年来，我国空调器产业的发展十分迅猛，2000年我国空调行业的生产规模便已经发展到1800万台左右，2003年度我国家用空调器行业的总生产能力已超过4000万台，2004年度这一数据已经扩大到了5500万台。目前，中国的空调器产量已占世界总产量的3/5左右，中国已成为名副其实的空调器制造大国，也正在逐渐成为全球空调器生产基地。在过去的五年中，中国空调器行业的工业总产值和销售收入都经历了持续的增长，其中2001年度、2003年度和2004年度的增长尤为显着。

此外，近年来，百户城市居民家庭的空调器拥有量每年都有显着提高。空调拥有量在各地区差异较大。随着国内市场的扩大, 中国的空调器出口也在连年迅速增长，空调器出口额占家电产品出口总额的份额也在不断提高。2002年度、2003年度和2004年度我国空调产品的出口保持了十分强劲的增长势头，其中2003年度国内空调企业的出口额首次突破千万台大关，超过了1400台。2004年度国内空调器企业的出口量更是超过了2300万台，与国内销量形成了齐头并进的格局。这篇文章的主要目的是希望能够大力推动SPMC65系列芯片的应用，并根据国家标准验证其性能，走进国内各家电生产厂家。

1 空调工作原理

（1）制冷原理

图 1-1空调制冷原理

空调制冷原理如图 1?1所示，空调工作时，制冷系统内的低压、低温制冷剂蒸汽被压缩机吸入，经压缩为高压、高温的过热蒸汽后排至冷凝器；同时室外侧风扇吸入的室外空气流经冷凝器，带走制冷剂放出的热量，使高压、高温的制冷剂蒸汽凝结为高压液体。高压液体经过节流毛细管降压降温流入蒸发器，并在相应的低压下蒸发，吸取周围热量；同时室内侧风扇使室内空气不断进入蒸发器的肋片间进行热交换，并将放热后的变冷的气体送向室内。如此，室内外空气不断循环流动，达到降低温度的目的。