嵌入式低功耗射頻/紅外轉(zhuǎn)換控制器的研制
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0 引言
在智能化家居控制系統(tǒng)應(yīng)用中，無線通信和控制已經(jīng)越來越廣泛地被運用。為了實現(xiàn)對居室電器設(shè)備的集中無線控制，可采用電話遙控、手持遙控器進(jìn)行遠(yuǎn)程或短距離的無線控制，但所控制和傳輸?shù)男盘柖际荝F信號。然而有些被控對象本身是用紅外信號遙控的，例如電視機(jī)、空調(diào)，由于各種品牌的空調(diào)都有自己的紅外編碼信號，相互不能通用，這就給智能化家居控制系統(tǒng)中紅外遙控器的集中無線控制帶來了極大的不便。本文就基于Msp430的低功耗RF/紅外控制器的設(shè)計與實現(xiàn)進(jìn)行介紹。
1 工作原理
大多數(shù)紅外遙控信號的輸出都是用編碼后串行數(shù)據(jù)對38~40KHz的方波進(jìn)行脈沖幅度調(diào)制而產(chǎn)生的PWM信號，如圖1所示。各種品牌的紅外遙控器的編碼信號互不兼容 [1][2]。 
對該波形進(jìn)行測量，并將高低電平的寬度存于 Flash中，而不管其如何編碼。當(dāng)需要對遠(yuǎn)端的紅外設(shè)備進(jìn)行無線控制時，在內(nèi)存中取出該數(shù)字序列，經(jīng) Msp430單片機(jī)中的捕獲比較功能模塊，將其還原成紅外編碼信號。為了實現(xiàn)無線傳輸，將該信號調(diào)制到 350MHz或 420MHz的無線電波上進(jìn)行傳送。
由于紅外編碼信號的頻率只有幾十 K左右，而無線載波的頻率是350MHz，以上變換的誤差很小。而防止產(chǎn)生誤動作的關(guān)鍵是脈沖函數(shù)的寬度的選取。采樣頻率越高，誤差就越小，但內(nèi)存的用量就越大。本文選取采樣頻率為紅外基波頻率（20KHz）的 6倍 [6][7]。
接收端的電路先將收到的調(diào)制信號解調(diào),得到與圖 1相似的紅外波形，該信號通過紅外驅(qū)動電路將驅(qū)動紅外發(fā)光兩極管，就可以得到遙控發(fā)射信號，完成要求的控制動作。只要解調(diào)信號和實際的紅外波形有很好的一致性，就能夠正確的實現(xiàn)紅外遙控。
2 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)
本控制器分主控制器和接收節(jié)點兩個部分。如圖 2所示。
1）電源模塊
電源模塊的主要功能是實現(xiàn)電壓的轉(zhuǎn)換。把220V的交流電轉(zhuǎn)換成數(shù)字電路工作所需要的3V和6V的直流電，其中3V是主要供單片機(jī)所使用的，6V供給紅外一體化接收頭和RF發(fā)射、接收模塊使用的。此系統(tǒng)的電源回路設(shè)計采用無變壓器的有源電路，它主要由一些電容、電阻、二極管、穩(wěn)壓管等組成，可達(dá)到體積小，耗電少、經(jīng)濟(jì)實用、性能穩(wěn)定可靠的指標(biāo)。
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