引言

近年來，隨著人民生活水平的提高，帶紅外遙控的家用電器種類越來越多，如電視、空調、DVD等，但由于各種紅外遙控編碼格式不同，使得各種產品的遙控器不能相互兼容，用戶在使用過程中很容易產生混亂，而且各種遙控器的功能也都大同小異，從而造成很大的資源浪費；另外，紅外遙控信號的發射與接收會受到障礙物的遮擋，而且傳輸距離有限。如果能夠將家用電器的遙控器集成為一體，并克服紅外遙控距離和方向的限制，無疑將會給人們的生活帶來很大的便利。基于這樣的目的，本文設計了一種轉換裝置，將紅外遙控轉換為射頻遙控，利用地址編碼和數據編碼，把對多個對象的遙控集成在一個射頻遙控器上，充分利用射頻信號傳輸距離遠、無方向性的優點，并采用多種抗干擾技術以提高系統的可靠性。

1．總體方案設計

系統主要有遙控裝置和轉換裝置兩部分組成，接收控制部分是紅外遙控的對象，如電視機，空調等設備。射頻遙控器由按鍵信息輸入、編碼及射頻發射電路組成，主要功能是將用戶的輸入信息進行編碼，經433MHz的載波調制，并通過天線發射出去。它和電視機的遙控器功能相似，不同的是它發射的射頻信號不受環境限制且能夠實現遠距離傳輸。轉換裝置包括射頻信號的接收解調、紅外調制及紅外發射部分，主要功能是從接收的射頻信號中，解調出遙控信息，并按照紅外遙控的編碼體制對信息進行編碼，并調制在38kHz的載波（38kHz載波頻率是家電類紅外遙控的主流載頻，還有其它頻率，如36kHz、40kHz，但只是小部分 ）上，經紅外發射管的二次調制，發射紅外遙控信號，從而實現對受控設備的控制。實際應用時，一個射頻遙控器，可以通過地址編碼控制多個轉換裝置，將轉換裝置分別固定在不同的受控對象上，并使其紅外發射管對準受控對象的紅外接收頭，這樣就不需要改動受控對象的內部電路，就可實現射頻遙控的轉換，從而簡化了電路，降低了成本。

2．編、解碼芯片簡介

PT2262是一款數據編碼芯片，最多有12位三態地址線(“0”或“1”或“懸空”)，可提供531,441種編碼地址，因此可以極大地減少地址沖突，實現多路遙控的功能。PT2262將地址碼和數據碼（A0~A5和A6/D5~A11/D0）轉變為串行數據，并從第17腳輸出相應的編碼信號波形。與PT2262相對應的解碼芯片PT2272則從解調出的數據中，提取相應的地址和數據編碼信息，并和本地設定的地址進行兩次比較，如果地址相同，則根據指令中的數據信息執行相應的動作；否則，不響應這條指令 。這樣，通過控制發射端的地址編碼就可實現對多個對象的控制，通過控制發射端的數據編碼，就可對一個受控對象執行多種操作。

3．紅外遙控信號的碼形

紅外遙控器是利用紅外線作載體傳送信息的，該二進制信息一般由引導碼、用戶碼、功能碼組成，紅外遙控編碼的格式如圖所示：

首先發射9ms高電平起始信號，4.5ms低電平，合稱引導碼。接著發射“低8位用戶碼+高8位用戶碼+8位功能碼+8位功能碼反碼”，共32位。二進制“0”用“0.56ms高電平+0.56ms低電平”表示， “1”用“0.56ms高電平+1.68ms的低電平”表示[4]。接收的信號與發射的信號正好相反，即發射為高電平時，接收為低電平。所以接收到信號時，通過檢測高電平的長度就可以判斷傳輸的是“0”還是“1”，發射信息的冗余主要是為了提高系統的抗干擾能力。

不同的紅外受控對象有自己惟一的用戶碼，因此通過發送不同的用戶碼就可以區分開該遙控信息是發送給哪個受控對象的。受控對象從信號中解調出功能碼，并根據功能碼，執行相應的功能和動作。在本系統中，用戶碼就是編碼芯片的地址編碼，功能碼就是遙控器上的鍵值，即編碼芯片上的數據編碼。

4．硬件電路設計及實現

AT89C2051單片機功耗低，體積小，適用于各種便攜式設備，因此在轉換電路中采用這款芯片；如果控制對象少，需要的端口也少，那么射頻遙控器電路也可以采用AT89C2051；在設計中，為驗證系統能夠實現控制多路信號的功能，遙控器電路采用AT89C51單片機，這樣可以增加更多的遙控對象。硬件電路主要包括射頻遙控器電路和轉換裝置電路兩部分。

射頻遙控器主要實現用戶信息的采集、編碼和射頻發射功能。射頻發射電路采用安陽市新世紀電子研究所有限公司的射頻無線發射模塊F05E，它采用ASK調制。單片機掃描矩陣鍵盤的輸入信息，并送入PT2262進行編碼，經F05E調制到433MHz的中頻信號上，并通過天線發射出去。在5V電壓下，實際遙控距離為100m左右，基本可以滿足系統的正常要求。射頻遙控框圖如圖所示： 

轉換裝置把接收到的433MHz射頻信號送到與F05E相對應的射頻接收解調模塊J04P中進行解調，再經過PT2272解碼，恢復出原始的遙控信息；單片機利用內部定時器產生38kHz載波脈沖，并將遙控信號調制在該載波上，經放大后送至紅外發光二極管，轉化為紅外調制信號發射出去。轉換裝置電路如圖所示：

在轉換裝置上加上一些小型的繼電器或晶閘管，就可以遠距離的控制某些電器的電源開關，如電燈、冰箱等設備。

5．軟件設計及實現

遙控器面板上的按鍵可分為三類：狀態鍵、功能鍵、開關鍵。由于各種紅外遙控器的編碼格式不同，遙控器在發送按鍵信息時，需要判斷該信息是發送給哪個受控對象的，從而選擇相應的編碼形式，狀態按鍵就是實現遙控器的這種功能轉換的，在軟件實現上，則是根據不同的受控對象，加上不同的用戶碼；功能鍵包括各種電器遙控的常用操作，如0~9數字鍵，上下左右、快進、后退鍵；開關鍵主要是配合繼電器（或晶閘管）電路，用于對某些用電器的電源開關進行控制。射頻遙控器隨時響應用戶的按鍵輸入，并計算鍵值，對鍵值采用“鍵值+鍵值反碼”的格式進行編碼，以提高系統的抗干擾能力。

轉換裝置的軟件設計要完成射頻信息的解碼、紅外信息編碼、產生38kHz載波脈沖、紅外調制等功能。單片機通過外部中斷檢測射頻解調模塊，判斷是否有遙控信息，如果有，則執行中斷程序，從解調模塊讀取信息，經過紅外編碼、38kHz載波的脈沖調制，送到紅外發射電路，將調制后的紅外遙控信號發送出去。38kHz的載波脈沖可以通過單片機中的定時器0來產生，并通過單片機的定時器1來控制高低電平的持續時間。中斷程序流程如圖所示：

6．結束語

本文設計的紅外轉射頻遙控系統可以很好地對配有紅外裝置的設備實現各種遙控操作，以及對其它家用電器的電源開關進行控制。這種系統可廣泛應用于家庭以及工業生產中的遠距離控制、車載衛星電視接收系統等領域。創新點：把紅外遙控轉換為射頻遙控，并將多個遙控器集成為一體，使用方便，減少了資源浪費；對新增加的設備只需更新轉換裝置軟件中的紅外編碼格式就可以將其添加到該系統中，不需要改變設備原有的內部電路，通用性強。