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根据EFM32GG230单片机的红外无线自学习体系

引言当前民用遥控设备,主要分为两种遥控方式:红外和无线。无线设备通常采用315 MHz与433 MHz频段无线电或者红外线进行遥控操作。多数遥控器都采用了“一对一”的控制方式

导言

当时民用遥控设备,首要分为两种遥控办法:红外无线无线设备一般选用315 MHz与433 MHz频段无线电或许红外线进行遥控操作。大都遥控器都选用了“1对1”的操控办法,不同设备之间选用的频率一般都不相同,波形长短也不一样,这样就导致人们日子中有许多遥控器,需求操控一个设备的时分,有必要寻找到对应的遥控器才干进行相关操控,这给实践日子带来了费事与不方便。无线自学习转发体系可任意学习无线和红外波形,进行数据紧缩后存储到EFM32GG230的FLASH中,将多个遥控器的功用综合到一个体系上,完结“一机多发”。

1 红外无线自学习体系规划概略

1.1 EFM32GG230系列简介

遥控器是需求长时刻待机的设备操控器材,传统遥控器选用电池供电,功耗大、耗电快。本体系选用了EFM32GG230,该款芯片是挪威Energy Micro推出的超低功耗ARM架构的MCU,具有丰厚的外设接口。在活动形式下履行来自FLASH实践代码时,每MHz所耗电量为180μA,在深度睡觉EM3形式下为900 nA,在关机形式下为20 nA,EFM32GG230的LESENSE、LEUART,以及LETIMER模块均针对低功耗设置。LESENSE可以在低功耗形式EM2下对电流进行检测,无需CPU干涉,待检测完结后唤醒CPU进行数据处理及运算。LEUART在9 600 bps的波特率下仅为150 nA。在运用基准测验中,EFM32GG230微操控器的低电流功用加上低于2μs的发动时刻,使其电池寿数延长了至少4倍。

1.2 红外、无线遥控原理

红外线是波长在750 nm至1μm之间的电磁波,它的频率低于可见光,是一种人的眼睛看不到的光线。红外遥控具有抗干扰才能强、信息传输牢靠、功耗低、本钱低、易于完结等明显长处。

一般的红外遥控体系由红外遥控信号发生器、红外遥控信号接纳器、微处理器和外围电路构成。当遥控器某个按键按下,其内部的信号发射器发生预先设定好的编码脉

冲,通过载波调制后由红外发射管串行输出,红外信号的调制有脉冲宽度调制(PWM)和脉冲方位调制(PPM)等办法。二进制的调制由发射端单片机来完结,不同的遥控器有不同的载波频率。以常见的电视红外遥控为例,它把编码后的二进制信号调制成频率为38 kHz的连续脉冲串,此脉冲串便是用于红外发射二极管发送的信号。其调制原理如图1所示。

依据EFM32GG230单片机的红外无线自学习体系

另一端遥控接纳模块完结对红外遥控信号的接纳、扩大、检波、整形、解调出遥控编码脉冲。遥控编码脉冲是一组串行二进制编码,关于一般的红外遥控体系,此串行编码输入到微操控器,由其内部完结遥控指令解码,并履行相应的遥控功用。

无线发射的原理与红外根本一起,433和315别离指的是作业频率在433 MHz和315 MHz的无线信号,其选用调幅办法进行发射,发射间隔一般在50~120 m,无线办法优势在于传输间隔比红外远,并且可穿墙。

1.3 全体规划

从全体规划来看,本体系分为信号接纳学习模块、MCU操控模块、信号转发模块。通过红外接纳头接纳红外波形信号(433、315别离选用各自的接纳模块),然后运用EFM32GG 230的引脚捕获CC0、CC1、CC2对信号进行捕获,彻底捕获的原始信号进入EFM32GG230主控MCU,由EFM32GG230进行数据紧缩,紧缩后存储到FLASH中。当需求发射时,通过EFM32GG 230从FLASH中提取紧缩后的数据,进行数据复原,然后与EFM32GG230内部的PWM功用发生的载波进行信号调制,调制好的信号经由发射处理模块进行发射操作,完结一次遥控转发。图2为学习转发体系框图。

依据EFM32GG230单片机的红外无线自学习体系

2 软件规划

2.1 软件规划流程

进入程序后开端等候信号,假如得到学习信号,则进一步判别是红外学习仍是无线学习,无线学习有自习惯才能,可以主动判别收到的信号是433 MHz仍是315 MHz,然后进

行相关的数据紧缩,紧缩后存储到FLASH中以待后期取用。假如得到的是发射信号,则进行判别是红外信号仍是无线信号,然后从FLASH中读取相应数据,假如FLASH中并没有数据(即没有学习),则返回到开端处持续等候,若有数据则进行解紧缩操作,然后进行载波调制(红外信号),最后由相关模块发射出去。发射模块配有多个发射探头,可依据需求挑选不同通道进行发射,也可以多通道一起发射信号,发射结束后回到开端处等候新指令。本体系的程序流程图如图3所示。

依据EFM32GG230单片机的红外无线自学习体系

2.2 数据紧缩算法

本体系选用的波形数据紧缩算法为代替紧缩算法,通过很多的剖析,遥控器根本分为红外遥控器、433遥控器和315遥控器,后两种合称为无线遥控器。红外遥控器操控的设备包含电视、DVD、电动窗布、电风扇、热水器、空调等。据很多红外遥控器的波形剖析,空调遥控器的波形为最长,测验中波形最长的空调遥控器为日本的DAIKIN空调,捕获的脉冲数达到了5000多个,将信号和载波别离解调后实践波形达到了300多个,假如直接保存,将大大糟蹋FLASH的名贵空间。相关的紧缩代码如下所示:

依据EFM32GG230单片机的红外无线自学习体系

由以上代码可以看出,本体系选用结构体来存储一个码的相关信息,包含该码波形的波形类型个数、各种波形的长度、数据长度、紧缩后的数据以及学习标志。

通过仔细观察剖析,发现现有的绝大部分遥控器的编码都有一个共性,便是其间整段码中单个脉冲的类型为有限个数,除了最初和结束部分存在部分不同的波形,其他中心部分的波形一般为两三种,加上几种比较罕见的波形,全体而看,波形个数为5或6个。

为了尽可能地习惯市面上的遥控器类型,将波形总数设置为10种,根本上可以包括现有市面上任何一种遥控器上单个按键的码值波形类型。别离用0~9来表明这10种波形,然后再运用一个结构图数组来存储相应波形的凹凸电平长度。

这样,就将原先较长的凹凸电平长度存储值变成了脉冲类类型的存储,需求存储的数据长度大大紧缩,原本需求16位乃至更多的位来存储一个脉冲,现在只需求4位即可存下一个脉冲类型,紧缩率达到了75%。

发射相关码时,只需依据脉冲号发射相应脉冲的凹凸电平。经实验,此紧缩办法转发成功率极高,简直0失误,完结完美紧缩、自若发射。

结语

本体系不必考虑需求学习的编码究竟是什么协议规范,也不必考虑无线码是433仍是315,其具有自习惯判别才能,可以主动识别码型。不选用运用凹凸电平宽度存储数据的办法,防止过度地糟蹋名贵的内存空间,而运用波形类类型存储,存储时所用空间会小得多,大大降低了硬件本钱,提高了空间运用率,简化了电路。

本体系在实践运用中,可以很好地操控各种设备,一次学习成功率和转发成功率都很高,无线、红外转发切换流通,获得了满足的作用,具有宽广的市场前景。

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