基于STM32萬能學(xué)習(xí)型紅外遙控器

福 建 師 范 大 學(xué) 應(yīng) 用 科 技 學(xué) 院學(xué) 生 論 文論文題目：基于STM32萬能學(xué)習(xí)型紅外遙控器 指導(dǎo)教師： 吳允平 學(xué) 號(hào)： 120352010037 姓 名： 李偉雄 年 級(jí)： 2010 級(jí) 專 業(yè)： 電子信息工程 2014 年 4 月 20 日基于STM32萬能學(xué)習(xí)型紅外遙控器福建師范大學(xué)應(yīng)用科技學(xué)院 電子信息工程專業(yè)120352010037 李偉雄 指導(dǎo)老師 吳允平【摘要】紅外遙控技術(shù)在目前市場上眾多應(yīng)用領(lǐng)域得到了較為廣泛的運(yùn)用。紅外遙控技術(shù)現(xiàn)已廣泛的應(yīng)用于在家用智能化家電的領(lǐng)域和工業(yè)化控制方面。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用嵌入式主控芯片來設(shè)計(jì)萬能學(xué)習(xí)型紅外遙控器，采用ARM Cortex-M3內(nèi)核的STM32系列的芯片為核心部分，結(jié)合紅外發(fā)射、接收模塊電路、信號(hào)調(diào)制電路，獨(dú)立鍵盤構(gòu)成本系統(tǒng)。從紅外的發(fā)射與接收兩個(gè)方面詳細(xì)地介紹了紅外無線傳輸原理，紅外信號(hào)的編碼解析、信號(hào)調(diào)制、信號(hào)發(fā)射與接收、解調(diào)與解碼的原理。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)不同編碼方式（PWMPPM）的紅外信號(hào)的捕捉，解碼、再生原紅外信號(hào)，載波并發(fā)送紅外信號(hào)，實(shí)現(xiàn)自學(xué)習(xí)型紅外遙控器。本系統(tǒng)所需功能的實(shí)現(xiàn)應(yīng)用到多種電子產(chǎn)品研發(fā)技術(shù)，其中主要包含C語言高級(jí)語言編程技術(shù)、單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用技術(shù)和電子線路板設(shè)計(jì)技術(shù)等相關(guān)電子應(yīng)用技術(shù)。綜合多種設(shè)計(jì)方案考量及其各個(gè)方面的因素，最終決定采用高性能、低成本、低功耗的ARM Cortex-M3內(nèi)核的嵌入式芯片為系統(tǒng)的核心STM32主控芯片來設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)能對(duì)各種紅外遙控信號(hào)進(jìn)行捕捉和再生，真正實(shí)現(xiàn)萬能學(xué)習(xí)型紅外遙控器。 【關(guān)鍵詞】STM32；紅外遙控；C語言；智能；紅外解碼；紅外編碼；Learning infrared remote controlScience and Technology Practising College Fujian Normal UniversityElectronic Information Engineering 120352010037 Li Weixiong Tutor: Wu YunpingAbstractInfrared remote control technology on the market at present many application fields has been widely used.Infrared remote control technology has been widely applied in the field of intelligent household appliances and industrial control.This system design USES embedded master control chip to design the universal learning infrared remote control, USES the ARM architecture (M3 STM32 series chip as the core part of the kernel, combined with infrared emission and receiving module circuit, signal modulation circuit, keyboard constitute the system independently.From two aspects of the emission and receiving of infrared in detail introduces the principle of infrared wireless transmission, infrared signal code parsing, modulation, signal transmitting and receiving, signal demodulation and decoding principle.This system realize the different encoding (PWM parts per million (PPM) of infrared signal capture, decoding, regeneration of the infrared signal, the carrier and send the infrared signal, realize self learning infrared remote control.The realization of the function of this system needed to apply to a variety of electronic products research and development technology, which mainly contains the C language programming in a high-level language technology, single-chip computer application technology and electronic circuit board design techniques and related electronic application technology.Integrated a variety of design considerations and the various aspects of factors, finally decided to adopt high performance, low cost, low power consumption of the ARM architecture (M3 the kernel of the embedded chip for the system at the core of the STM32 master control chip to design, realize to capture and various kinds of infrared remote control signal regeneration, truly universal learning infrared remote control.Key Words STM32;Infrared remote control;c language;Infrared decoding;Infrared remote coding;目 錄1概述31.1設(shè)計(jì)背景31.2設(shè)計(jì)目的41.3設(shè)計(jì)要求41.3設(shè)計(jì)方案選型41.4.1方案一：采用單片機(jī)（AT89C51）設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)型紅外遙控器41.4.2方案二：用STM32F103C8嵌入式芯片其紅外發(fā)射接收模塊電路構(gòu)成學(xué)習(xí)型紅外遙控器51.4.3方案的比較和選擇52系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)62.1系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)62.2 STM32F103C8芯片介紹62.3 主要元器件介紹82.3.2 紅外一體化接收頭VS1838B82.4系統(tǒng)各模塊介紹92.4.1電源電路92.4.2復(fù)位電路102.4.3時(shí)鐘電路102.4.4下載電路112.4.5 獨(dú)立鍵盤電路112.4.6 紅外發(fā)射電路122.4.7 紅外接收電路133軟件部分設(shè)計(jì)133.1 Keil uVision4 集成開發(fā)環(huán)境介紹133.2軟件總架構(gòu)143.2.1系統(tǒng)主程序流程圖143.2.2主程序程序代碼153.2.3 紅外接收模塊流程圖163.2.4紅外接收模塊程序代碼173.2.5 紅外發(fā)射模塊流程圖183.2.6紅外發(fā)射模塊程序代碼184總結(jié)195致謝19參考文獻(xiàn)19附錄1 系統(tǒng)原理圖20附錄2 系統(tǒng)PCB圖21 1概述1.1設(shè)計(jì)背景紅外遙控器是一種應(yīng)用較為廣泛的遙控。它具有功耗低，體積小，成本低廉等特點(diǎn)。在目前的家用電器應(yīng)用領(lǐng)域中，大部分的智能電器都是使用紅外遙控器來操作控制家用電器設(shè)備，紅外遙控器的應(yīng)用可以說是無處不在1。但是隨著科技的發(fā)展，形色各異的智能家電出現(xiàn)在人們的日常生活中，致使遙控器的種類越來越多。據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)表明，每戶居民家中至少有3個(gè)以上的遙控器，而在這些遙控器中，有極大部分的遙控器是屬于紅外遙控器。然而隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長，智能家用電器越來越多，各式各樣遙控器的數(shù)量也隨之增長，紅外遙控器的數(shù)量也在不斷增長，各種不便也隨之而來。人們常常會(huì)浪費(fèi)過多時(shí)間來尋找控制各種各樣家用智能電器遙控器。為了解決人們同時(shí)使用眾多遙控器的煩惱，于是越來越多的自學(xué)習(xí)型遙控器也就誕生了。不過現(xiàn)在市場上的紅外遙控器，基于成本的考量，絕大部分都是采用455KHz的陶振2來驅(qū)動(dòng)，選擇以12分頻系數(shù)，其載波頻率約為38KHz，此設(shè)計(jì)方法也使學(xué)習(xí)型遙控器的設(shè)計(jì)變得更加簡單。但是現(xiàn)在市面上許多常見的遙控器大多都只能控制幾種產(chǎn)品，并不是真正實(shí)現(xiàn)“萬能”紅外遙控器3功能。本系統(tǒng)采用STM32F103C8作為主控芯片，以多個(gè)發(fā)光二極管做為指示燈，分別用來提示系統(tǒng)工作的模式、紅外信號(hào)輸入輸出指示及其電源指示，以獨(dú)立鍵盤作為系統(tǒng)操作的鍵盤，高可靠性的VS1838B紅外一體化接收頭組成的紅外接收模塊和紅外發(fā)射管組成的紅外發(fā)射模塊等構(gòu)成。不僅能實(shí)現(xiàn)一個(gè)遙控器控制多個(gè)智能家電，真正實(shí)現(xiàn)萬能遙控的功能，而且系統(tǒng)具有性能高，功耗低，成本價(jià)低等優(yōu)勢(shì)。1.2設(shè)計(jì)目的紅外通信技術(shù)是利用紅外線信號(hào)來傳輸數(shù)據(jù)的，紅外通信技術(shù)更多的是應(yīng)用與短距離無線傳輸?shù)念I(lǐng)域中，是一種高可靠、低功耗的無線傳輸技術(shù)。紅外通信無需用實(shí)體連接線路，并且簡單易用、實(shí)現(xiàn)成本低，而且從功率方面來考量，相對(duì)于其他無線遙控器來說，紅外傳輸它的功耗低于其他無線遙控，因此現(xiàn)已廣泛應(yīng)用在微型的移動(dòng)設(shè)備間的數(shù)據(jù)交換和家用電器設(shè)備的控制。例如智能電視、空調(diào)、智能家電、電動(dòng)窗簾等。紅外技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于各種智能家用電器和形色各異的娛樂設(shè)施中，所以也突出了萬能學(xué)習(xí)型遙控器設(shè)計(jì)的重要性4。但是由于紅外遙控領(lǐng)域在全球并無一個(gè)統(tǒng)一通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，在不同地區(qū)，不同公司采用的編碼格式也都不一樣。因此，智能化學(xué)習(xí)型萬能遙控器的產(chǎn)品也倍受人們的喜好，青睞。本設(shè)計(jì)首先對(duì)紅外線遙控器編碼原理進(jìn)行了全面的分析，并結(jié)合市面上出售的隨著智能家電的增長，紅外遙控設(shè)備也越來越多，因此也決定了學(xué)習(xí)型遙控器的重大意義。1.3設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)萬能學(xué)習(xí)型遙控器，其具體設(shè)計(jì)指標(biāo)要求如下： 用紅外發(fā)射管作為系統(tǒng)的紅外發(fā)射模塊。用按鍵來切換學(xué)習(xí)型紅外遙控的學(xué)習(xí)模式與非學(xué)習(xí)模式。當(dāng)用戶操作進(jìn)入非學(xué)習(xí)模式下是，通過按下發(fā)射信號(hào)的按鈕來控制紅外編碼信號(hào)的發(fā)射。當(dāng)用戶按下學(xué)習(xí)鍵，系統(tǒng)處于學(xué)習(xí)模式，此時(shí)將被學(xué)習(xí)的紅外遙控器對(duì)準(zhǔn)紅外接收頭，按下被學(xué)習(xí)遙控器的按鍵發(fā)射紅外信號(hào)，系統(tǒng)完成紅外編碼的捕捉和記錄。當(dāng)學(xué)習(xí)型遙控器處于學(xué)習(xí)模式時(shí)，再按學(xué)習(xí)鍵退出學(xué)習(xí)模式，進(jìn)入非學(xué)習(xí)模式狀態(tài)。在非學(xué)習(xí)模式下按下紅外發(fā)射鍵，還原紅外編碼并發(fā)送紅外信號(hào)，實(shí)現(xiàn)控制其紅外遙控的智能家電。在此硬件設(shè)計(jì)時(shí)，要盡力做到硬件模塊簡單方便、性能穩(wěn)定且易于實(shí)現(xiàn)，促使整個(gè)系統(tǒng)電路簡化。軟件設(shè)計(jì)流程清晰，且軟件程序思維清晰，要做到以最為簡單的程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)所需功能。1.4設(shè)計(jì)方案選型1.4.1方案一：采用單片機(jī)（AT89C51）設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)型紅外遙控器學(xué)習(xí)型紅外遙控器采用單片機(jī)（AT89C51）、一體化紅外接收頭、紅外發(fā)射管、紅外接收發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路、串行I2C總線的EEPROM（可擦寫編程存儲(chǔ)器）24c02及其獨(dú)立鍵盤組成學(xué)習(xí)型遙控器5的控制電路。通過按鍵來切換學(xué)習(xí)模式、非學(xué)習(xí)模式、控制發(fā)射紅外遙控信號(hào)。切換至學(xué)習(xí)模式狀態(tài)時(shí)，將紅外信號(hào)捕捉并記錄到單片機(jī)RAM，再存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器。發(fā)射紅外信號(hào)時(shí)，從EEPROM取出記錄的紅外信號(hào)數(shù)據(jù)，再由單片機(jī)（AT89C51）定時(shí)器產(chǎn)生38KHz頻率的載波信號(hào)6，通過紅外發(fā)射管發(fā)射出紅外信號(hào)。1.4.2方案二：用STM32F103C8嵌入式芯片其紅外發(fā)射接收模塊電路構(gòu)成學(xué)習(xí)型紅外遙控器STM32系列芯片具有低成本，功耗低，芯片內(nèi)部資源豐富、高性能等優(yōu)點(diǎn)。STM32F103C8芯片是ARM Cortex-M3內(nèi)核的工作頻率最高可達(dá)72MHz，芯片內(nèi)部集成了高速嵌入式存儲(chǔ)器（高達(dá)20KByte的SRAM存儲(chǔ)器，和128KByte的FLASH存儲(chǔ)器）。STM32功能強(qiáng)大，本方案采用它作為主控芯片，紅外接收一體頭7、紅外發(fā)射管組成的紅外發(fā)射接收模塊、獨(dú)立式鍵盤和復(fù)位電路組成的本系統(tǒng)。通過此硬件平臺(tái)并結(jié)合c語言編程使本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)所需功能。1.4.3方案的比較和選擇方案一，以單片機(jī)（AT89C51）為主控搭建硬件平臺(tái)系統(tǒng)，所需外圍芯片和元器件較為繁多，成本較高。實(shí)現(xiàn)所需功能的原理和方法也較為復(fù)雜，需有單片機(jī)產(chǎn)生38KHz的載波信號(hào)，使得單片機(jī)的負(fù)荷繁重，同時(shí)單片機(jī)的主板低，捕捉紅外信號(hào)時(shí)由于單片機(jī)主頻低，誤差較大。該方案成本高，編程算法和電路搭建較為復(fù)雜，可靠性和后期的擴(kuò)展性低，所以方案一不適合該設(shè)計(jì)。方案二，采用ARM架構(gòu)ARM Cortex-M3的STM32系列的芯片STM32F103C8為該系統(tǒng)的主控，主控內(nèi)部集成了豐富的資源，且功能強(qiáng)大，搭建后可用ARM內(nèi)核芯片推出的仿真器J-Link進(jìn)行在線聯(lián)調(diào)，使得編程更為方便，大大降低了系統(tǒng)軟件編程的難度，而且具有成本低、可擴(kuò)展性強(qiáng)、功耗低、高性能7等特點(diǎn)。顯而易見選用方案二對(duì)系統(tǒng)的后期擴(kuò)展較為有益，故本設(shè)計(jì)選用方案二作為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)型紅外遙控器模塊設(shè)計(jì)框圖如圖2-1所示，采用STM32F103C8為系統(tǒng)主控芯片，電源電路、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、按鍵控制電路、鍵盤輸入電路、VS1838B紅外一體化接收頭和紅外接收頭搭建的紅外發(fā)射接收電路8所組成。整機(jī)供電采用5號(hào)電池供電，運(yùn)用按鍵來操作系統(tǒng)，采用紅外一體化接收頭來捕捉紅外信號(hào)，通過紅外發(fā)射管發(fā)射所記錄的紅外信號(hào)。系統(tǒng)框圖如下圖2-1所示：圖2-1 系統(tǒng)硬件框圖2.2 STM32F103C8芯片介紹圖2-2 STM32F103C8主控芯片（1） STM32F103C8是ARM 32-Bit Cortex-M3內(nèi)核的處理器，它的主頻最高可達(dá)72M，內(nèi)部集成了64KByte的FLASH，20KBye的靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器SRAM，內(nèi)嵌出廠已經(jīng)調(diào)校好的8MHz的RC振蕩器和32KHz帶校準(zhǔn)功能的RC振蕩器。內(nèi)部嵌有RTC時(shí)鐘，兩個(gè)12位的數(shù)模轉(zhuǎn)換器。擁有7路支持定時(shí)器、SPI、ADC、USART和IIC的DMA通道。兩種單線調(diào)試接口：JTAG和SWD接口和多路外部中斷通道。7個(gè)定時(shí)器，16位定時(shí)器3個(gè)，4個(gè)可用于輸出捕獲和輸入比較的PWM通道。芯片還內(nèi)嵌了兩個(gè)獨(dú)立的、窗口的看門狗定時(shí)器，2個(gè)IIC通信接口，9個(gè)通信接口，兩個(gè)SPI通信IO口，3個(gè)USART（串口）接口，CAN總線通信接口和USB2.0通信口。STM32F103C8是一種高效的微控制器，內(nèi)嵌資源多，體積小，穩(wěn)定性高，而且成本低，在目前的嵌入式系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。（2） STM32F103C8增強(qiáng)型系列MCU，工作頻率可達(dá)到72MHz，其內(nèi)核使用的是高可靠性，高性能的ARM Cortex-M3 的RISC32位的內(nèi)核9。STM32資源豐富，包含兩個(gè)ADC12位精度的采集數(shù)據(jù)通道、1 個(gè)PWM Timer和3 個(gè)通用的16位Timer定時(shí)器，還包含標(biāo)準(zhǔn)、先進(jìn)的通信總線接口：擁有3 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的USART接口、2 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)I2C 接口和高速通信總線SPI接口、一個(gè)通用型USB接口和一個(gè)CAN（控制局域網(wǎng)絡(luò)）接口。芯片內(nèi)部有高速存儲(chǔ)器( 高達(dá)128KByte的閃存和20KByte的SRAM)，32個(gè)增強(qiáng)型I/O 接口和兩條高速APB總線外設(shè)。STM32F103C8芯片供電電壓為2.0V3.6V，正常工作溫度在-40C 至+85C 溫度之間，其工作溫度擴(kuò)展范圍在-40C 至+105C之間。主控芯片STM32的省電模式保證低功耗應(yīng)用的需求。2.3 主要元器件介紹2.3.1 紅外發(fā)射管紅外信號(hào)發(fā)射管原理與紅外發(fā)光二極管類似，也稱為紅外發(fā)射二極管，但是紅外發(fā)射管發(fā)出的光信號(hào)是不可見光，這是與發(fā)光二極管的區(qū)別等，它屬于二極管類型的器件。它能將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成不可見的紅外光并發(fā)射紅外信號(hào)出去的發(fā)光元器件。紅外發(fā)射管的原理和結(jié)構(gòu)與普通的發(fā)光二極管相似。紅外發(fā)射管高效率構(gòu)成材料常用有由砷化鎵（GaAs）、砷鋁化鎵10（GaAlAs）等制作成PN結(jié)，再外加正向偏壓往PN結(jié)導(dǎo)入電路并激發(fā)紅外光信號(hào)11。紅外發(fā)射二極管發(fā)射的波長，與其本身的材質(zhì)有關(guān)。如以砷化鎵材質(zhì)制成的紅外發(fā)射二極管，其所發(fā)出的紅外光信號(hào)光波長一般在 940950 nm范圍之間。紅外線發(fā)射管的發(fā)射的光信號(hào)也是隨電流變化的比例而定。同時(shí)，紅外光信號(hào)也隨溫度變化而產(chǎn)生影響，當(dāng)溫度下降時(shí)，紅外發(fā)射光信號(hào)反而增強(qiáng)；而溫度上升時(shí)，紅外光信號(hào)則會(huì)減弱。因熱損耗原因，元件上的溫度會(huì)隨之上升，發(fā)射管的發(fā)光效率就會(huì)受到相應(yīng)的影響而降低。紅外發(fā)射二極管如圖2-3-1所示：圖2-3-1 紅外發(fā)射二極管2.3.2 紅外一體化接收頭VS1838B目前市面上通常是用紅外一體化接收頭對(duì)紅外遙控信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。一體化紅外接收頭主要特點(diǎn)：體積小、靈敏度高、無需多加外接元件，而且抗干擾性強(qiáng)，使用十分的方便。技術(shù)參數(shù)如下： 工作電壓：2.75.5 V 工作電流：大于0.6 mA 工作溫度：-25+85（）攝氏度 儲(chǔ)存溫度：-40+125（）攝氏度 靜態(tài)電流：在無信號(hào)輸入的條件性，靜態(tài)電流處于0.10.5mA之間 接收距離：不少于2023米 接收角度：1/2 +/-35 Deg 載波頻率：38KHz圖2-3-22.4系統(tǒng)各模塊介紹2.4.1電源電路圖2-4-1 電源模塊本設(shè)計(jì)電路采用LM1117穩(wěn)壓芯片將外接5V電源轉(zhuǎn)換成3.3V，然后將轉(zhuǎn)換得到的電源給分別給單片機(jī)和紅外模塊供電。LM1117是一個(gè)低壓差三端可調(diào)穩(wěn)壓集成電路，其壓差在1.2v輸出，它有電流限制和熱保護(hù)的作用，輸出端需要一個(gè)22UF的電容來維持穩(wěn)定性。它的特性有以下4點(diǎn)：（1） 電流限制和熱保護(hù)作用；（2） 輸出電流可達(dá)800mA;（3） 線性天調(diào)整率為0.2%；（4） 負(fù)載調(diào)整率為0.4%；LM1117的實(shí)物圖如下：2.4.2復(fù)位電路圖2-4-2 復(fù)位電路模塊2.4.3時(shí)鐘電路圖2-4-3 時(shí)鐘電路模塊2.4.4下載電路下載電路模塊采用SWD接口方式下載，另SWD方式下載最少需要兩根線（SWDIO和SWCLK）才能下載并調(diào)試代碼。SWD方式下載在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中更為方便，因?yàn)镾WD可實(shí)現(xiàn)在線聯(lián)調(diào)功能，而且下載速度更快，在研發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)建議采用SWD方式下載。圖2-4-4 下載電路2.4.5 獨(dú)立鍵盤電路該設(shè)計(jì)的鍵盤模塊電路采用獨(dú)立鍵盤的方式排列。因?yàn)樵撛O(shè)計(jì)主要是對(duì)紅外遙控學(xué)習(xí)功能的驗(yàn)證，所以其按鍵應(yīng)用的個(gè)數(shù)也相對(duì)較少，所以系統(tǒng)最后決定采用獨(dú)立鍵盤的方式來設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的按鍵12。圖2-4-5 獨(dú)立鍵盤模塊2.4.6 紅外發(fā)射電路紅外發(fā)射模塊電路采用紅外發(fā)光二極管來發(fā)射紅外遙控信號(hào)。紅外信號(hào)發(fā)射的電路原理如圖2-4-6所示。發(fā)射紅外信號(hào)時(shí)需由STM32F103C8芯片內(nèi)部的16定時(shí)器產(chǎn)生一個(gè)頻率為38KHz載波信號(hào)作為紅外信號(hào)發(fā)射時(shí)必不可少的紅外載波信號(hào)。紅外發(fā)射信號(hào)為高電平時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器，產(chǎn)生載波信號(hào)，當(dāng)為低電平時(shí)，關(guān)閉定時(shí)器13。從而實(shí)現(xiàn)紅外信號(hào)的的還原、再生。紅外編碼信號(hào)是先對(duì)38KHz左右的紅外載波信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，而不是直接采用未調(diào)制紅外光信號(hào)所產(chǎn)生的紅外線信號(hào)來發(fā)射的14。用其載波信號(hào)來驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射二極管發(fā)光，即采用此調(diào)制的技術(shù)的主要好處是：能使紅外發(fā)射管的脈沖電流很大而平均的直流電流比較小，發(fā)射管管芯不至于過熱并且所產(chǎn)生的信號(hào)有利于接收端解調(diào)出有效的信號(hào)。提高了其信噪比和紅外信號(hào)傳輸距離。紅外遙控發(fā)射電路模塊如圖2-4-6所示：圖2-4-6 紅外發(fā)射模塊2.4.7 紅外接收電路紅外接收模塊采用的是紅外接收一體頭VS1838B，其頻率為37.90KHz。圖2-4-7 紅外接收模塊3軟件部分設(shè)計(jì)3.1 Keil uVision4 集成開發(fā)環(huán)境介紹Keil uVision4是ARM公司在原有的的Keil的開發(fā)環(huán)境下再集成RealView MDK等一些開發(fā)工具，與2011年3月發(fā)布了功能更為強(qiáng)大，性能較為穩(wěn)定功能更為完善的版本Keil uVision4。Keil uVision4強(qiáng)大的編譯功能和靈活的調(diào)試工具實(shí)現(xiàn)與ARM器件的完美融合。KEIL uVision4采用標(biāo)準(zhǔn)C編譯器ARM系列等微控制器的嵌入式軟件開發(fā)提供了人性化的C語言編譯環(huán)境，同時(shí)保留了匯編代碼高效，快速的特點(diǎn)15。隨著Keil uVision4編譯器功能的不斷完善，KEIL uVision4集成了越來越多的工具。其集成了開發(fā)環(huán)境包含：實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，匯編器，調(diào)試器，項(xiàng)目管理器，編譯器16。Keil uVision4為ARM內(nèi)核ARM7、ARM9、Cortex-M、Cortex-R4等微處理器設(shè)備提供了一個(gè)完整的軟件開發(fā)環(huán)境。Keil uVision4 開發(fā)環(huán)境界面如下圖所示。圖3-1 Keil uVision4開發(fā)軟件界面3.2軟件總架構(gòu)該系統(tǒng)采用的編程語言為C語言，C語言的功能強(qiáng)大，執(zhí)行效率高，且可移植性高，所以采用C語言編寫該系統(tǒng)的軟件。該系統(tǒng)的軟件主要?jiǎng)澐譃樗膫€(gè)模塊：紅外接收模塊、紅外發(fā)射模塊、獨(dú)立鍵盤驅(qū)動(dòng)模塊、滴答定時(shí)器驅(qū)動(dòng)模塊等四個(gè)主要的軟件模塊代碼。3.2.1系統(tǒng)主程序流程圖圖3-2-1 系統(tǒng)上電后開始工作，首先對(duì)外設(shè)進(jìn)行初始化配置，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是否有按鍵操作，若有按鍵操作則響應(yīng)相應(yīng)的事件。3.2.2主程序程序代碼/*Copyright (c)* 福建師范大學(xué)*-* 文件: main.c* 作者: Liwx* 日期: 2014.03.08* 版本: v1.0 *-* 版本信息:NONE* 文件信息:主函數(shù)實(shí)現(xiàn)* 版本特征：NONE*-*/int main( void )Device_Init( );/ 設(shè)備初始化while( 1 )switch( ReadKey( ) )case STUDYKEY:IR_Rec( ) ;/ 接收紅外信號(hào)，記錄高低電平時(shí)間break ;case SENDKEY:IrSend( TimeBuf_L , IRBUFSIZE );/ 發(fā)送紅外編碼break ;default:break ; P26 = P26 ;Delay(0xffff);3.2.3 紅外接收模塊流程圖 圖3-2-3紅外接收程序主要實(shí)現(xiàn)對(duì)紅外信號(hào)的捕捉和記錄。3.2.4紅外接收模塊程序代碼/* 函數(shù): IR_Rec, 紅外學(xué)習(xí)(輪循)*-* 參數(shù): NONE* 返回: NONE* 作者: Liwx*/void IR_Rec( void )Ir_u8 i ;/-/ 等待(遙控或按鍵)按鍵按下NEXT:if ( WaitKey_Down( ) ) return ;i = 0;while(1)P21 = P21 ; / 閃爍 用戶可修改該GPIO/-/ 記錄低電平時(shí)間 (正常情況下不會(huì)return)if ( Gettime_Low(i) ) return ;/-/ 記錄高電平時(shí)間 (讀取完按鍵，goto到下一個(gè)按鍵)if ( GetTime_High(i) ) goto NEXT ;/-/ 指針下移i+ ; /-/ 避免指針溢出 if( i = IRBUFSIZE-1 ) i = IRBUFSIZE-1 ; / 消除指針溢出，避免數(shù)據(jù)錯(cuò)誤Time = 0;3.2.5 紅外發(fā)射模塊流程圖圖3-2-5紅外信號(hào)發(fā)射時(shí)，低電平信號(hào)需加上由STM32F103C8主控內(nèi)部PWM產(chǎn)生的38KHz的載波信號(hào)才能發(fā)射紅外低電平信號(hào)。3.2.6紅外發(fā)射模塊程序代碼/* 函數(shù): IrSend, 發(fā)送數(shù)據(jù)*-* 參數(shù): 延時(shí)時(shí)間(us)* 返回: NONE* 作者: Liwx*/void IrSend( Ir_u16 buf , Ir_u8 len )Ir_u8 i ;for ( i=0 ;ilen ; i+ )Ir38KhzOpen( ); / 開啟載波Delay_us(bufi);/ 低電平載波Ir38KhzClose( );/ 關(guān)閉載波Delay_us( TimeBuf_Hi );/ 延時(shí)(高電平時(shí)間)4總結(jié)該系統(tǒng)經(jīng)過軟硬件開發(fā)平臺(tái)搭建、原理圖繪制、代碼編寫、PCB布線、焊接到軟硬件調(diào)試整個(gè)設(shè)計(jì)過程終于能夠按照設(shè)計(jì)的要求實(shí)現(xiàn)所需的功能。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)萬能學(xué)習(xí)型紅外遙控器的整個(gè)設(shè)計(jì)和功能實(shí)現(xiàn)的過程對(duì)本人來說是一個(gè)比較艱辛的過程。從論文的選題到設(shè)計(jì)方案調(diào)研和選擇，軟硬件開發(fā)環(huán)境的搭建以及軟件硬件的設(shè)計(jì)等都是有自己去研究，琢磨。因?yàn)榧t外遙控器的應(yīng)用范圍廣泛，日常生活紅外遙控應(yīng)用無處不在，所以在選題和整個(gè)設(shè)計(jì)過程需結(jié)合實(shí)際應(yīng)用需求，才能真正的將本設(shè)計(jì)運(yùn)用到日常生活中。在整個(gè)設(shè)計(jì)的過程中，遇到了許許多多的問題，有時(shí)候因一些小細(xì)節(jié)的疏忽，導(dǎo)致系統(tǒng)的功能未能實(shí)現(xiàn)。所以，我花了好幾個(gè)月的時(shí)間和精力在設(shè)計(jì)和調(diào)試系統(tǒng)。整個(gè)過程中雖然遇到了重重困難，但是同時(shí)也在提高自己的技術(shù)和實(shí)踐能力，學(xué)會(huì)了思考每個(gè)設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)，我也從中學(xué)習(xí)到不少的知識(shí)。5致謝經(jīng)過幾個(gè)月實(shí)踐、調(diào)研、琢磨和努力，最終終于把系統(tǒng)預(yù)期所需的功能都基本上實(shí)現(xiàn)了。在這期間，我得到了吳允平老師的精心指導(dǎo)和同學(xué)的幫助，是我順利的完成畢業(yè)論文和畢業(yè)設(shè)計(jì)。因?yàn)檫@是大學(xué)期間第一次寫畢業(yè)論文也是最后一次。在這過程中，雖然有很多不懂