LPC1500体验+（6）基于LPC15xx的智能自学习万用红外遥控器——全原创项目

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LPC1500体验+（6）基于LPC15xx的智能自学习万用红外遥控器——全原创项目 [复制链接]

LPCXpresso1549试用报告——

基于LPC15xx的智能自学习万用红外遥控器

文档编号	AN-0002-A0
关键字	LPCXpresso1549,  LPC1549, Keil MDK,万用红外遥控，智能遥控器，自学习
摘要	本文记述了采用LPC15xx系列芯片设计开发的智能自学习万用红外遥控器，采用HS0038B一体化红外接收头接收原配遥控器波形，并使用LPC15xx的SysTimer记录波形脉冲间隔。并将记录的间隔数据控制LPCX15xx的SCT生成38K载波，驱动外部红外二极管。实现学习-控制的红外遥控。

Mar4zhu

目  录

1 概述        1

2 设计要求        1

3 硬件设计        1

4 软件设计        2

4.1. 用户交互        2

4.2. 遥控波形学习        5

4.3. 遥控波形生成        5

5 实现效果        7

6 总结        8

插图索引

图 31    智能自学习万用红外遥控器的硬件实物图        2

图 41    智能自学习万用红外遥控器的的用户交互状态图        3

图 42    红外遥控接收的硬件测试电路图        6

图 42    “开/关”键码全貌图（上：接收；下：发送）        6

图 43    38KHz载波截图        7

图 44    发射波形与接收输出波形        7

图 51    发射波形与接收输出波形        8

表格索引

错误！未找到目录项。

1 概述

空调已进入千家万户，空调遥控器作为空调的用户界面，其设计的原理已成熟。目前，对学习型智能遥控器的研制开展了大量的工作，旨在提高遥控器的智能化和通用性，取得了较大的进展，并有部分产品进入市场。当前研制开发的学习型智能遥控器主要采用38KHz固定载波频率，接收学习已有遥控器发出的红外编码，储存在自身内部并映射在固定实体面板的每个按键上。

遥控器其核心元器件就是编码芯片，将需要实现的操作指令例如选台、快进等事先编码，设备接收后解码再控制有 关部件执行相应的动作。显然，接收电路及CPU也是与遥控器的编码一起配套设计的。编码是通过载波输出的，即所有的脉冲信号均调制在载波上，载波频率通常 为38K。载波是电信号去驱动红外发光二极管，将电信号变成光信号发射出去，这就是红外光，波长范围在840nm到960nm之间。在接收端，需要反过来 通过光电二极管将红外线光信号转成电信号，经放大、整形、解调等步骤，最后还原成原来的脉冲编码信号，完成遥控指令的传递，这是一个十分复杂的过程。

2 设计要求

本项目采用基于LPC15xx的LPCXpresso1549开发板，板载一个三色LED，用于状态指示。三个用户按键，其中一个（SW1）作为模式按键，在学习与发射状态之间切换。另外两个按键（SW2/SW3）作为遥控按键。外部连接HS0038B一体化红外接收头，利用PINT中断检测输出的遥控代码波形间隔时间并存储。利用LPC15xx内部的SCT3生成38K的红外载波，并按照存储的代码波形间隔数据，控制输出到外部引脚。输出引脚连接红外二极管，生成所需的遥控红外信号。达到遥控的目的。

该设计在物理层直接学习遥控代码，不进行任何解码。同时代码尽量采用可移植性编写，仅仅需要硬件支持生成38KHz的高低电平信号和50us中断，以及外部引脚上升/下降沿中断。

3 硬件设计

根据设计要求，硬件电路实物图如下，其中电源采用手机移动充电宝提供：

图 31   智能自学习万用红外遥控器的硬件实物图

4 软件设计4.1. 用户交互

用户交互的状态图如下：

图 41   智能自学习万用红外遥控器的的用户交互状态图

在按键中断以及相应的接收、发射中断中完成状态切换，对应的代码如下：

1. void change2State(State newState) {
   
2. 
   
3. if (state != STATE_ERROR_INPUT)
   
4. 
   
5. lastState = state;
   
6. 
   
7. state = newState;        
   
8. 
   
9. switch(state) {
   
10. 
    
11. case STATE_TRANSMIT_IR:
    
12. 
    
13. SysTickers_50us = 0;
    
14. 
    
15. break;        
    
16. 
    
17. case STATE_TRANSMIT_KEY:        
    
18. 
    
19. break;        
    
20. 
    
21. case STATE_STUDY_IR:
    
22. 
    
23. IREdgefirst = 0;
    
24. 
    
25. enableIRrecvInt();
    
26. 
    
27. break;        
    
28. 
    
29. case STATE_STUDY_KEY:
    
30. 
    
31. disableIRrecvInt();
    
32. 
    
33. break;        
    
34. 
    
35. case STATE_ERROR_INPUT:
    
36. 
    
37. blinkNumber = 3;
    
38. 
    
39. break;        
    
40. 
    
41. default:
    
42. 
    
43. break;
    
44. 
    
45. }
    
46. 
    
47. showStateLED();
    
48. 
    
49. }
    
50. 
    
51. 三个用户按键的中断服务程序和状态切换。
    
52. 
    
53. void PIN_INT0_IRQHandler(void) {
    
54. 
    
55.     LPC_PINT->IST =1<<0; // clear the PINT0
    
56. 
    
57. switch(state) {
    
58. 
    
59. case STATE_TRANSMIT_KEY:
    
60. 
    
61. change2State(STATE_STUDY_IR);
    
62. 
    
63. break;
    
64. 
    
65. case STATE_STUDY_IR:
    
66. 
    
67. change2State(STATE_TRANSMIT_KEY);
    
68. 
    
69. break;
    
70. 
    
71. case STATE_ERROR_INPUT:
    
72. 
    
73. break;
    
74. 
    
75. default:
    
76. 
    
77. change2State(STATE_ERROR_INPUT);
    
78. 
    
79. break;
    
80. 
    
81. }
    
82. 
    
83. return;
    
84. 
    
85. }
    
86. 
    
87. 
    
88. 
    
89. void PIN_INT1_IRQHandler(void) {
    
90. 
    
91.     LPC_PINT->IST =1<<1; // clear the PINT1
    
92. 
    
93. uint8_t temp = 0;
    
94. 
    
95.     switch(state) {        
    
96. 
    
97. case STATE_TRANSMIT_KEY:
    
98. 
    
99. if(buf[SW1Index].PulseNumber > 0) {
    
100. 
     
101. tempTransIndex = SW1Index;
     
102. 
     
103. change2State(STATE_TRANSMIT_IR);
     
104. 
     
105. }
     
106. 
     
107. else change2State(STATE_ERROR_INPUT);
     
108. 
     
109. break;
     
110. 
     
111. case STATE_STUDY_KEY:
     
112. 
     
113. temp = SW1Index;
     
114. 
     
115. SW1Index = tempRecvIndex;
     
116. 
     
117. tempRecvIndex = temp;
     
118. 
     
119. change2State(STATE_STUDY_IR);
     
120. 
     
121. break;
     
122. 
     
123. case STATE_ERROR_INPUT:
     
124. 
     
125. break;
     
126. 
     
127. default:
     
128. 
     
129. change2State(STATE_ERROR_INPUT);
     
130. 
     
131. break;
     
132. 
     
133. }
     
134. 
     
135. return;
     
136. 
     
137. }
     
138. 
     
139. 
     
140. 
     
141. void PIN_INT2_IRQHandler(void) {
     
142. 
     
143.     LPC_PINT->IST =1<<2; // clear the PINT2
     
144. 
     
145. uint8_t temp = 0;
     
146. 
     
147.         switch(state) {        
     
148. 
     
149. case STATE_TRANSMIT_KEY:
     
150. 
     
151. if(buf[SW2Index].PulseNumber > 0) {
     
152. 
     
153. tempTransIndex = SW2Index;
     
154. 
     
155. change2State(STATE_TRANSMIT_IR);
     
156. 
     
157. }
     
158. 
     
159. else change2State(STATE_ERROR_INPUT);
     
160. 
     
161. break;
     
162. 
     
163. case STATE_STUDY_KEY:
     
164. 
     
165. temp = SW2Index;        
     
166. 
     
167. SW2Index = tempRecvIndex;
     
168. 
     
169. tempRecvIndex = temp;
     
170. 
     
171. change2State(STATE_STUDY_IR);
     
172. 
     
173. break;
     
174. 
     
175. case STATE_ERROR_INPUT:
     
176. 
     
177. break;
     
178. 
     
179. default:
     
180. 
     
181. change2State(STATE_ERROR_INPUT);
     
182. 
     
183. break;
     
184. 
     
185. }
     
186. 
     
187. return;
     
188. 
     
189. }

复制代码

4.2.         遥控波形学习

使用HS0038B的边沿触发中断PINT，在中断例程中记录Systicker的计时并保存。从而保存波形间隔的数据。

1. void PIN_INT3_IRQHandler(void) {
   
2. 
   
3.     LPC_PINT->IST =1<<3; // clear the PINT3
   
4. 
   
5.     static unsigned int IREdgeCount = 0;
   
6. 
   
7.    
   
8. 
   
9. if (IREdgefirst == 0) {
   
10. 
    
11. IREdgefirst = 1;
    
12. 
    
13. IREdgeCount = 0;        
    
14. 
    
15. SysTickers_50us = 0;
    
16. 
    
17. }
    
18. 
    
19. else {
    
20. 
    
21. if (IREdgeCount <= MAXDATAPULSE) { // store the tickers of time to rawBuf.
    
22. 
    
23. buf[tempRecvIndex].Pulse[IREdgeCount] = SysTickers_50us;
    
24. 
    
25. IREdgeCount++;
    
26. 
    
27. buf[tempRecvIndex].PulseNumber = IREdgeCount;
    
28. 
    
29. SysTickers_50us = 0;
    
30. 
    
31. }
    
32. 
    
33. // Too large IR, skip
    
34. 
    
35. else {
    
36. 
    
37. IREdgefirst = 0;
    
38. 
    
39. }
    
40. 
    
41. }
    
42. 
    
43. }

复制代码

4.3. 遥控波形生成

采用SysTicker定时控制SCT3的启动与停止，从而生成38KHz的包络（调制前的原始数据波形），采用SCT3生成38KHz载波（调制后的载波波形），最后通过引脚控制红外LED，发射红外遥控信号。以下程序每隔50us执行一次。

1. static inline void IRtransmitHook() {
   
2. 
   
3. if (currentPulseNumber <= buf[tempTransIndex].PulseNumber) {
   
4. 
   
5. if((SysTickers_50us+4) >= buf[tempTransIndex].Pulse[currentPulseNumber]) {
   
6. 
   
7. SysTickers_50us = 0;
   
8. 
   
9. currentPulseNumber++;
   
10. 
    
11. }
    
12. 
    
13. if(currentPulseNumber %2) IR38K_Stop();
    
14. 
    
15. else IR38K_Start();
    
16. 
    
17. }
    
18. 
    
19. else {
    
20. 
    
21. IR38K_Stop();
    
22. 
    
23. currentPulseNumber = 0;
    
24. 
    
25. change2State(STATE_TRANSMIT_KEY);
    
26. 
    
27. }
    
28. 
    
29. return ;
    
30. 
    
31. }

复制代码

波形测试硬件电路与波形截图分别如下。

图 42   红外遥控接收的硬件测试电路图

图 43   “开/关”键码全貌图（上：接收；下：发送）

图 44   38KHz载波截图

发送红外二极管引脚对地电压（红外二极管阳极连接VCC，因此此处测出低电平代表二极管发射红外光，可见载波频率38KHz，占空比(26-9):26 ~= 1:3）

图 45   发射波形与接收输出波形

从图中可以看到，发射的38KHz的载波，在一体化红外接收管HS0038B的解调下，已经将载波去除，而只输出原始波形即38KHz波形的包络（envelope）

5 实现效果

实现视频：http://v.youku.com/v_show/id_XNzkwNTk0NzQ0.html

图 51   发射波形与接收输出波形

6 总结

本项目灵活利用了NXP的LPC15xx芯片的各项外设功能，而SWM模块可自由分配功能到各个引脚。多个Timer并可灵活配置各个事件、多通道比较器等性能可快速实现应用开发。

本项目依然存在一些不完善的地方。需要改进。

版本历史（Revision History）

版本号	发布时间	内容
A0	2013-09-25	初次发布。

LPC1500体验 （6）基于LPC15xx的智能自学习万用红外遥控器.pdf (694.32 KB, 下载次数: 25)

2014-9-25 23:46 上传

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2014-9-25 23:46 上传

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