基于FPGA的家居遥控设计

遥控器所处的状态并提示用户进行正确的操作。

3.2 教练器

教练器的作用是产生种类足够多的编码信号供学习器来学习，进而控制不同的接收器。

SC2262是一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编码电路，最多可有12位（A0-A11）三态地址端管脚（悬空，接高电平，接低电平），任意组合可提供531441地址码， SC2262最多可有6位（D0-D5）数据端管脚，其编码方式如图4所示。

图4.SC2262的编码脉冲

3.3 接收器

SC2272 是与SC2262 配对使用的一块遥控解码专用集成电路。它可支持多达531441个地址的编码，极大的减少了码的冲突。SC2272 对从Din（14脚）端子送入的信号进行解码。解码出来的地址码与所设置地址输入端进行比较。如果所设置的地址与连续2个字码匹配，则SC2272 做以下动作：

a）当解码得到有“1”数据时，驱动相应的数据输出端为高电平；

b）驱动VT （17脚）输出为高电平。

将SC2272与继电器结合就可以控制电灯、电扇等用电器的电源开关，再加上小型直流电动机就可控制窗帘等机械装置。

3.4 与主机接口

为了能使此遥控器控制电脑就须将红外信号送入主机内，有两种可行的接口，分别为电视卡的红外接收头和串口。

3.4.1电视卡的红外接收头

现在的电视卡很多都带有红外遥控器，这样的遥控器除了可以控制电视的播放外，通过适当的软件，它还可以控制音频、视频播放、图片浏览程序及电脑的关机等，实现真正的电脑遥控功能。这种方法的缺点是需要购买电视卡，成本较高，不予采用。

3.4.2 串口

现在流行的有半软半硬和全软两种方案，半软半硬方案在红外接收头与串口间加入了数据预处理电路，使数据符合串口规范，降低了编程难度，减少了CPU占用率；而全软方案则是直接把红外接收头收到的数据送入串口，完全由软件处理，其编程难度和CPU占用率偏大，但硬件电路非常简单。图5是“软”方案的硬件电路。

图5.串行红外接口电路

由于目前应用串口的技术比较成熟，网上有很多现成的插件可以借鉴，因此我们决定采用串口的方式实现。4 软件设计

4.1 液晶（LCD）驱动程序

我们采用89S51单片机来控制液晶屏，通过不断循环读取FPGA的状态编码来控制液晶显示器实时地刷新其显示内容，其中包括遥控系统当前所处的状态（是处于学习状态还是遥控状态）以及当前处理的对象类别和编号，防止用户由于不清楚当前遥控的对象而产生误操作，同时在每一个状态液晶屏都要提示用户下一步该如何操作，为用户提供一个十分人性化的使用界面，软件使用Keil C编写。其程序流程如图6所示。

图6.LCD显示软件流程

4.2 Girder程序

Girder是一款完全免费的软件，从本质上说它可接收来自任何输入设备的指令，识别后做事先定义好的动作，如启动某个程序或鼠标双击等。首先要设置好硬件，从网上下载串口驱动文件IgorPlug.dll拷贝到Girder目录下的子目录Plugins中。Girder软件的界面如图7。

进入“filesettings”，点击选项卡上的“Plugins”，找到滚动窗口中的“Igor SFH-56 device”，在它前面的小框中打上勾，再点击左边的“Setting”， 选择你所使用的串口，点击OK就可以通过串口来控制电脑了。

图7.Girder的主界面

对于像关机，关闭显示器等动作，Girder已经有设置好的现成的命令可用，对于一些较复杂的播放软件的控制可以通过简单的设置来完成。

5 关键技术--对编码信号的学习方法

红外遥控信号的编码方式多种多样，例如图8所示的是一种电视卡自带的遥控器的编码波形，它采用的是Space编码，前面9ms的脉冲加4ms低电平是引导码，中间是8位地址码00H、8位地址反码FFH、8位数据码E8H、8位数据反码17H，从引导码开始计时发送108ms后若按键仍没有松开则以后每隔108ms发送一个9ms高+2ms底+0.5ms高的重复简码，直到按键松开为止。

图8. 一种电视卡的遥控器编码波形

如果每一种遥控器都通过解码后存储“0”“1”的数字信号，那么解码的工作将是非常繁重而且不经济的，一个简单的方法是记录下波形中每个高低电平的宽度，使用时再按照原始形式将波形发射出去。

6 结语

智能家居各类产品的智能化加速必将推动家居产业发展，让我们共同期待，相信智能时代还会创造更多的智能奇迹，智能家居生活终会飞入寻常百姓家，普通百姓也能享受高科技时代下的智慧生活。