万能空调遥控器的学习模式算法

引 言

随着社会的进步与科技的发展，人们的生活水平有了很大提升，空调日益普及。空调有多种型号，不同型号的遥控器不得串用，因此设计一款万能空调遥控器很有必要。万能空调遥控器最重要的一个功能就是学习模式，使之能够学习各个空调的编码，以便遥控对应的空调。

1 学习模式总体说明

万能空调遥控器的学习模式主要分为三个步骤 ：

(1) 利用红外模块捕捉空调遥控器的遥控信号 ；

(2) 利用单片机识别红外信号并暂时存储 ；

(3) 将捕捉到的信号进行确认后存在存储芯片中，以备调用。

学习模式流程如图 1 所示。

利用单片机识别红外信号有两种方案，具体如下。

方案一 ：当单片机自身的运算速度极快时，直接使用定时器计时，外部使用 I/O 输入模式，使用上升与下降沿中断捕捉并记录每个间隔时间及高低电平以备用，每识别一段波便存储下来备用，分别使用对应的按钮调用对应的指令段。对应的流程如图 2 所示。

方案二 ：当单片机自身的运算速度不够快，即计时器不够快、精度不够时，只采集对应的高低电平及其模糊时间， 其模糊时间必须达到足够的辨识度，能够识别其中的逻辑 0 与 1，由于不同的空调有不同的逻辑脉宽时间，因此只要获得信号输出高低电平的模糊时间，将其固定在某个脉冲时间的周围，逐一试用即可找到。流程如图 3 所示。

2 空调遥控红外信号说明

现有的红外遥控包括 PWM（脉冲宽度调制）和 PPM（脉冲位置调制）两种方式，两种方式编码的代表分别为 NEC 和 PHILIPS 的 RC-5，RC-6 以及 RC-7。本文主要介绍 NEC 与 RC-5。

NEC 格式的特征如下 ：

(1) 使用 38 kHz 载波频率 ；

(2) 引导码间隔为（9+4.5）ms ；

(3) 使用 16 位客户代码 ；

(4) 使用 8 位数据代码和 8 位取反的数据代码。

NEC 协议通过脉冲串之间的时间间隔实现信号调制。逻辑 0 由 0.56 ms 的 38 kHz 载波和 0.56 ms 的无载波间隔组成 ；

逻辑 1 由 0.56ms的 38kHz载波和 1.68ms的无载波间隔组成 ；结束位是 0.56ms的 38kHz载波。逻辑 0与 1如图 4所示。

3 学习模式红外接收识别

学习模式红外接收识别是学习模式的第一步，当控制器进入学习模式后，根据提示按下对应的按键，控制器进行学习记录，其实现方式主要有两种 ： 

（1）当按下对应的按键时，遥控器发出红外信号，万能遥控器通过红外接收模块接收信号，并将信号传输到单片机的 I/O 口用以处理，其信号的实质为电平的高低变换，只是持续的时间不同，红外信号的存储实质是存储其高电平时间及低电平时间，因此识别记录信号时必须获得每个电平变换的时间，此方法简单有效，但消耗容量 ；

（2）红外遥控的逻辑 0与 1实质是一个固定脉冲的不同占空比，可使用双相编码，因此可将每个指令识别为逻辑 0与 1 后再存储。

4 学习模式红外编码存储

为防止遥控器断电，需将指令存储到专门的存储芯片上。每个存储位置都有固定的位置信息，因此可将学习到的信息存储到固定的位置以备读取。例如，位置 1可直接存储调节模式的红外指令信息，在需要调节模式指令时，直接从位置 1 获得。

5 学习模式红外遥控

对学习到的指令进行检验，若不正确，则重新学习。由于对单片机进行内部调用较快，因此为了减少时间消耗，每次重启都将指令信息从存储芯片复制到单片机中。

红外信号的发射包括以下两种方式 ：

（1）对应于学习模式红外接收识别方案一，将对应指令复制到单片机后，获得电平翻转时间，将每个电平的翻转时间放入数组，进行定时器定时，每到一定的时间，控制红外发射模块翻转电平即可控制空调。红外遥控流程如图 6 所示。

(2) 对应于学习模式红外接收识别方案二，此处获得的指令是识别后的十六进制数，将其还原（有引导码及间隔时间等），在其逻辑 0 与 1之间加入间隔，将引导时间放入数组，并将逻辑 0 与 1 分别打出一个子程序，根据数组中的数分别调用对应的子程序，对应流程如图 7 所示。

6 结 语

本文对万能空调遥控器的学习模式进行了论述，通过红外接收模块接收信号、单片机处理信号、存储芯片存储信号、红外发射模块发射信号，采用不同的方式对信号进行处理、保存及发射，从而达到学习的目的，使得万能空调遥控器可针对所有空调进行遥控。