基于USB的红外遥控技术的设计方法分析

摘 要:遥控技术中红外线遥控技术具有突出的优势,借助USB与其结合完成对PC的控制可以拓展其应用的领域,以此将远程控制PC技术引入实际应用中,本文对基于USB的红外遥控系统的设计与实现进行了简要的介绍。

关键词:红外线遥控; USB技术;硬件系统;驱动编制

中图分类号:TP872 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 12-0092-01

从遥控技术的发展看,红外技术是一种较为可靠的信息传输技术。红外遥控技术就是利用红外线发射与接收装置,完成数字信号的传递。发射装置将控制指令进行编码、调制、放大、激励等,形成一定频率的红外线脉冲向预定目标发射。接收装置则经过调制、放大、解调后形成还原指令内容,控制设备完成指令动作。其优势为体积小、功耗低、抗干扰能力强等,因此受到了业界的关注。

一、基于USB的红外线遥控系统概述

红外线遥控技术在应用中优势明显,因此其在多个领域获得了应用,借助该技术的优势使其与USB相结合,实现向PC机发送指令的完成控制是红外遥控技术的一个拓展。基于USB的遥控系统主要是通过USB将数据接收并传输给PC机,由上位机执行相应的程序指令,以此实现对PC的遥控,该系统的优势是灵活小巧可以嵌入到多种电子设备中,以此实现一个遥控器遥控多机的效果。

二、基于USB的红外遥控工作原理

基于USB的红外线遥控技术在执行中先由发射端所产生的1、0分别代表高低电平,该信号被调制为38或者40KHz等高频信号上。然后利用红外线发射二极管向接收目标发射信号;接收装置对这个高频的红外信号进行放大、整形,使之还原为1、0编码,即形成高低电平的脉冲,然后利用单片机或者逻辑译码等实现控制,驱动PC执行动作。

三、 USB技术优势与系统硬件设计

(一)USB的技术优势

要利用USB技术就需要了解其性能特征,随着通用化串行总线的USB硬件设备和软件不断的完善,USB接口已经成为了PC机上的标准接口。其优势如下:现行的软件系统已内置USB驱动,使其可以实现即插即用,大大缩减了开发软件的时间,降低了系统设计成本提高适应性;USB的拓展能力强且传输速度快;USB的性价比较高,相比与串行总线、并行总线、SCSI总线等性价比优势明显;USB使用更加的灵活,且多数电子产品已经具备了USB控制功能,综合看利用USB为基础设计红外线遥控装置显然有独特的优势。

(二)硬件系统设计

在硬件选择中,P89C58芯片包含了非易失性FLASH,可以并行可编程的存储器,且可以在装载器的引导下实现串行编程ISP,其80C51核心处理元件,速度最高为33MHz,静态操作时RAM可以达到64K,且具备4级中断6个中断源4个8位I/O接口,全双工的增强型UART可对数据帧的错误进行检测,自动的获知和识别地址。电源的控制模型也有多种选择,时钟的停止、恢复、空闲、断电模式等。具有可编辑的时钟输出,双DPTR寄存器由3个定时器(16位)。这样的硬件构成可以支持红外线遥控系统的拓展功能,所以选择其作为系统CPU。因为设计对象是ISR模式下工作,所以需要在编程的时候,考虑响应时中断设置响应的标志。单片机通过识别这些响应中断的标志来控制程序的执行,这样就可以提高单片机的处理效率,使之可以处理更多的数据。

CPU除了需要对系统的中断进行处理,还需要对红外接收器发出的数据进行接收与处理,在设计中没有考虑采用单片机的串口对信号完成接收,转而采用的是P2.7模拟串口完成此项工作。其优势是:可自定义传输格式,从而提高可靠性;简化CPU对中断的处理过程,可靠性较高,因为在89C58中对中断的优先级控制有两个级别,即高与低。而如果对系统操作中有两个中断如果出现第三个,就会增加负担。

(三)驱动程序设置

针对系统的驱动软件开发,因此采用的是USB技术因此可以利用Windows ddk,这时微软公司提供的一个windows驱动程序的开发工具。利用ddk开发驱动较为成熟。现在很多第三方软件开发商已经提供了多种生成工具,如driver work和 driver Wizard等。这些程序都可以在较短的时间内就完成对USB的驱动程序编制。而对于WIN98以上的系统对于USB而言其驱动都是WDM类型。使用ddk进行程序设计主要可以分为五个层次:用户程序设计,用户自己编写程序,可以直接执行exe程序;IO管理,主要是Windows管理,针对用户应用程序和驱动程序之间的数据交换,完成时利用IRP实现驱动程序,在ddk完成装载后,可以自行编制驱动,程序中不同的部分分别通过IRP完成数据交互。当一个例程处理完成后,状态信息也将设置完成,并将此IRP反馈会程序;硬件抽象层,在windows管理为客户编写程序提供了多种方式,而且硬件抽象层还提供了利用一个驱动解释到不同平台的功能;硬件控制,在驱动程序中,利用例程来对函数进行表达。驱动程序设计也可针对性开发,如上位机程序开发所使用的VB6.0.VB是目前较为流行的程序编辑软件,其可视化功能突出。利用时间驱动编程机制完成程序设计,用户不用向以往编程那样精确执行步骤,程序也不是很长,只有简单的将程序片段设计出来就可以完成操作。VB同时也提供了图形工作环境,利用图像来辅助设计,使得用户应用更加的方便。

四、结束语

USB是目前多种电子设备所能提供的控制接口,因此利用其进行红外遥控可以拓展红外遥控的应用领域。在设计中可以选择系统芯片较多,如PDIUSBD12,就是一种性价比较高的USB接口元件,借助于CPU就可对芯片进行控制,实现红外遥控的功能。系统设计的主要特征就是突出了灵活性,在信息化高度发展的今天,利用红外线遥控技术通过USB实现对PC的控制是具有广阔前景的。

参考文献:

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