關于紅外遙控的自跟隨插座設計

杜海濤 田忠帥 李傳明

泰山醫學院信息工程學院，山東 泰安 271016

關于紅外遙控的自跟隨插座設計

杜海濤 田忠帥 李傳明

泰山醫學院信息工程學院，山東 泰安 271016

本文針對目前數字電視機頂盒的普及，開關電視對用戶來說成為一件比較麻煩的事情，設計并完善一款基于紅外遙控的自跟隨插座。系統硬件主要由電源電路、紅外接收電路、指示電路、復位按鍵、自學習按鍵及繼電器開關電路等部分組成。軟件采用8051C語言進行編程，主要包括紅外解碼程序模塊、EEPROM讀寫程序模塊等組成。該系統可以實現使用任意遙控器的任意按鍵進行開關機操作，能使用戶十分方便開關電視，并在一定程度上節約電能。

電視機；數字機頂盒；紅外；插座

TV; set-top box; infrared remote control; socket

引 言

目前，隨著家庭數字電視機頂盒的普及，對用戶來說開關電視成為一件比較麻煩的事情。開電視時，需要先按下電視電源開關再按下機頂盒電源開關，然后再使用遙控器分別來打開電視和機頂盒電源，至此才能開始收看電視節目。而關閉電視時，需要先分別使用機頂盒遙控器和電視遙控器關閉機頂盒和電視，然后需要關閉處于待機中的電視和機頂盒電源開關。同時對于老年人和兒童，經常僅使用機頂盒遙控器待機鍵使其處于待機狀態而忘記切斷電視機及機頂盒電源變為常事，這一方面存在待機功耗浪費電能，另一方面存在生活隱患極易引起火災等現象的發生。

本設計針對當前現狀設計并開發完成了基于紅外遙控的自跟隨插座，從而能使用戶十分方便開關電視，并在一定程度上避免不必要的電能浪費。本產品投入使用后，用戶只需要使用一只機頂盒的遙控器就可以切斷工作之中的有線電視和機頂盒的電源，為生活提供了更大的便利，并消除了可能存在的生活隱患。

1、系統方案設計

系統整體設計方案如圖1所示。系統硬件主要包括基于單片機的紅外接收與繼電器控制模塊，輔助相關功能模塊實現其自跟蹤的功能。系統軟件主要包括基于紅外接收和自學習功能模塊的程序設計。該自跟蹤插座的主要功能為：

1.1 自學習功能。利用單片機內部自帶的EEPROM，該插座可以學習市面上任意一款遙控器的任意按鍵，以實現其自學習功能。

1.2 繼電器控制功能。經過自學習后的該插座，可以在用戶使用遙控器將相關設備切入待機狀態后延遲5S自動切斷電源。一是消除待機功耗節約電能，二是消除生活隱患防止意外發生。

圖1 系統整體方案圖

2、系統硬件組成

系統硬件設計方案如圖2所示，主要由電源電路、紅外接收電路、指示電路、復位按鍵、自學習按鍵及繼電器開關電路等部分組成。該系統以STC11F01E單片機為核心，可完成紅外接收、繼電器開關、系統自學習等功能。

圖2 系統硬件設計方案

2.1 主控芯片

本系統采用宏晶科技的低功耗、超低價微控制器STC11F01E作為本系統的核心。該微控制器為SOP16或DIP16封裝，工作電壓為3.7～5.5V，具有1K字節Flash程序存儲器，25 6字節S R A M，且內置2K字節EEPROM，完全滿足該系統設計需求。

2.2 紅外接收電路

紅外接收電路使用一種集紅外線接收和放大于一體的紅外接收器，不需任何外接元件就能完成從紅外線接收到輸出與TTL電平信號兼容的所有工作。其體積和普通的塑封三極管大小一樣，適合于各種紅外線遙控和紅外線數據傳輸。

如圖2所示，紅外接收器對外有三個引腳。分別為管腳Out、管腳GND和管腳Vcc，其與單片機接口連接非常方便。管腳1直接與單片機IO口相連，管腳2接系統的地線，管腳3與系統的電源正極+5V相連。

圖2 紅外接收器示意圖

2.3 繼電器開關電路

如圖3所示，就是常用的單片機驅動繼電器控制電路。利用該電路完成對電源的開關控制。

圖3 繼電器控制電路

2.4 自學習功能設計

該模塊主要基于STC11F01E內置的2K字節的EEPROM單元配合外置的自學習按鍵來實現。當初次使用該插座時，按住自學習按鍵同時按下數字機頂盒遙控器的待機鍵并對準該插座的紅外接收器，此時該遙控器的待機鍵的紅外碼值就會寫入M C U的EEPROM中，插座完成自學習功能。下次使用數字機頂盒遙控器的待機鍵就是該插座的電源關閉按鍵。

3、系統軟件設計

本設計采用Keil C進行軟件編程設計。該自跟隨插座主要功能為：當用戶使用任意型號數字機頂盒遙控器的開關機按鍵進行機頂盒由工作狀態轉為待機狀態時，該插座能自動跟隨其動作在延時5S后將整個插座電源徹底切斷，從而使目前復雜的關機流程變得十分簡單，同時有效減少了待機功耗。

本文主要介紹紅外遙控解碼程序及自學習功能模塊的設計。

3.1 紅外遙控接收模塊程序設計

// 紅外遙控解碼程序。當遙控某按鍵按下，將生成對應該按鍵的紅外碼值。其中：變量bb為紅外遙控解碼程序得到的紅外碼值；

3.2 自學習功能模塊程序設計

該系統具有自學習功能，配備自學習按鍵。自學習功能模塊主要通過MCU自帶EEPROM實現其功能。其主要功能為：當按住插排底座的自學習按鍵，遙控器對準紅外接收區，按數字機頂盒遙控器上開關機按鍵，指示燈連續快速閃動四次，此時更改完成，此后關機鍵就是數字機頂盒遙控器的開關按鍵。

STC11F01E內置字節2KEEPROM，其讀寫程序可參考相關器件手冊。

自學習功能模塊相關程序如下：

if(czj==0) // 自學習按鍵按下有效時

{

/ 指示燈四次快速閃動，表示自學習配置完成。其中zsd對應系統指示燈，0表示指示燈亮，1表示指示燈滅。

結論

基于紅外遙控的自跟隨插座使家庭用戶在安裝數字電視機頂盒的情況下開關電視變得十分簡單。而隨著數字電視機頂盒的普及，由于本系統結構輕巧、成本低廉，并且方便、安全、智能，因此具有十分良好的推廣前景和應用價值。

[1] 張永格.基于AT89S51單片機的無線遙控開關設計與實現[J].制造業自動化,2011(2):120-122.

[2] 李從宏.基于功能碼的紅外遙控軟件解碼技術[J].單片機與嵌入式系統應用,2010(9):72-73.

[3] 李澤光.基于單片機的紅外遙控器解碼器的設計[J].現代電子技術,2007(9):36-37.

[4] 施新華.利用單片機實現的紅外遙控技術[J].上海電機學院學報,2006,9(3):69-71.

Design of Self-following Socket Based on infrared remote-control

According to the popularization of digital TV set-top box at present, it is a troublesome thing for the user to switch the tv, a self-following socket is designed and improved based on infrared remote control.The system hardware is mainly composed of power supply circuit, infrared receiving circuit, indicating circuit, reset button, self-learning circuit and relay circuit.The software is mainly composed of infrared decoding module, EEPROM read and write module and so on based on keil c.The system can be implemented using any remote keys to switch the tv.For the user it is convenient to switch television, and save electric energy in some degree.

TH811.9

A

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.24.066

杜海濤，男，1981年生，講師，主要研究方向：計算機控制，嵌入式系統設計與應用