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在空調和許多家電應用中，常常使用無線數據接口(如紅外通信)來發送和接收數據，在紅外通信中基本的要求是：待機模式低功耗，低電壓操作，低成本，簡易的代碼調制來客戶化定制不同的模式。 本方案包括發送和接收部分。設計中采用6引腳DFN封裝的MC9RS08KA2來實現紅外遠程控制；采用6引腳的BDM接口實現Flash在線編程和調試。紅外遠程控制發送部分通過紅外線發射產生數字控制幀到接收部分。紅外發送二極管和紅外接收調制元件是紅外控制的重要器件，作為家居應用，紅外載波頻率的典型值是38kHz。對于不同的發射和接收設計，紅外線數據幀模式都是確定的，它依賴于應用的要求。 載波頻率是38 kHz，在紅外線數據傳輸中考慮到低功耗問題，占空比設計成l／3，紅外發射二極管導通時間為8μs，截止時間為18μs。相對于占空比為1／2時，紅外發射二極管導通時間為13μs，截止時間為13μs，功耗降低了很多。數據位0／l表示基于調制信號的導通和截止時間。數據位0表示載波導通和截止時問都足0．5ms；數據位1表示載波導通時間足O．5 ms，截止時間是1．5 ms。 本次設計的數據幀由前導碼、多個數據碼、1字節的客戶識別碼和1個停止位組成。前導碼代表不同的IR接收器，數據碼用于控制開閉信號、加減、不同模式等，客戶識別碼用于識別小同的客戶，停止位用于標識當前傳輸結柬。 1 MC9RS08KA2微處理器 MC9RS08KA2(KA2)是一個超低功耗、低引腳封裝的MCU，適合于家居、玩具和遠程控制的應用。它是RS08 CPU內核，包含62字節RAM、2 KB Flash和1個8位的定時器，具有鍵盤中斷、低壓檢測和模擬比較功能，有6引腳和8引腳2種封裝形式。設計中通過軟件延時的38 kHz載波頻率，硬件電路使用9個按鍵實現遠程控制，具有可反復編程和凋試的BDM接口，工作電壓低至1．8V，系統采用鋰電池供電，低功耗模式下的電流值是lμA。 2 系統說明 設計中使用MC9RS08KA2作為發送和接收處理器。發送部分執行鍵盤掃描、數據幀編碼、載波頻率產生，以及通過紅外線發送數據幀。接收部分執行鍵盤掃描、數據幀解碼、LCD和LED顯示。 2．1 硬件部分 MC9RS08KA2具備內部時鐘ICS模式，不需要額外的外部時鐘源，內部RC晶振的最高時鐘頻率町達20 MHz(10MHz的總線頻率)。如圖1所示，6引腳封裝具備足夠的資源來識別9個按鍵。盡管MC9RS08KA2沒有內建ADC轉換器，但是可通過內建的比較器來實現ADC功能。通過電阻網絡，比較器檢測不同按鍵按下的電壓值來識別按鍵。通過按下按鍵將KBl2連接到地，因此CPU上會有鍵盤中斷發生，同時按鍵電阻網絡會在ACMP一引腳產生一個確定的電壓。當KB1中斷發生時，開始對RC網絡(R1l和C3)的ACMP+充電。當檢測到有按鍵按下時，通過計算ACMP+的充電電壓達到電阻網絡在ACMP一上的分壓值的時間來識別按鍵(Sl～S9)。 為了保持系統的低功耗，MC9RS08KA2直接驅動紅外線發射，如圖2所示。電路使用PTA3來驅動IR發射硬件接收部分(如圖4所示)使用PDIP-8封裝的MC9RS08KA2，通過數碼管顯示不同的按鍵數值，通過PTA3驅動繼電器來控制電器(如燈具或直流電機)。 2．2 軟件部分 當系統發送部分上電后，MC9RS08KA2進行初始化。時鐘提升到16MHz，初始化變量寄存器，使能低壓監測，I／0口和PTA2設置為輸入，使能KBl2的下降沿中斷方式。初始化完成后，主程序進入待機模式。當有按鍵按下時，系統喚醒，CPU執行按鍵識別和數據幀的發送；之后系統繼續進入低功耗模式．繼續準備按鍵喚醒。發送流程如圖5所示。 接收部分(如圖6所示)則在初始化I／O口后，檢測是否有紅外信號。若無，則繼續檢測；若有，則判斷數據幀地址碼足否與接收機相匹配。若匹配，則通過調用數碼顯示二極管。當PTA3是邏輯高電平時，IR發射二極管接通。 R14是一個限流電阻，可以通過改變輸出的PWM信號占空比來改變IR發射二極管的輸出功率。硬件發送部分原理圖如3所示。 驅動程序顯示地址號，同時驅動繼電器動作；若不匹配，則繼續下一輪接收。 結 語 系統采用了Freescale公司低成本、高集成度的IC，因而體積很小，功能強大。該方案用于控制家居室內不同的電器，用一個紅外發射器，多個相同的紅外線接收裝置，發射器不同的按鍵對應不同的電器。實際證明，系統能正常識別每種不同電氣設備，無誤動作，效果良好。 |
