1 红外遥控码型分析 
1.1 红外遥控码型研究分析
    目前，各电器生产厂家对遥控脉冲编码及码流还没有形成统一的标准。通过对市面上比较普遍的几十种遥控器的码型结构进行研究分析，总结其特点如下：  
    （1）码型多样：脉冲流中一般包括：帧头、系统码、操作码、同步码、帧间隔码、帧尾。且同步码与帧间隔码出现的位置不固定。针对这些灵活多变的码型格式，很难区分各种脉冲流的含义。

    （2）载波频率不固定：常用的遥控器采用38KHz作为载波频率，有的采用36KHz-42KHz之间的载频。

    （3）编码长短不一：彩电类产品一般只有几十位，空调遥控器编码长达上百位。

    （4）不同的发送方式：常用有三种方式，即：完整帧只发送一次（如图1a）、完整帧重复发送两次（如图1b）、先发一个完整帧，后重复发送帧头和一个脉冲（如图1c）。

图1 红外编码完整帧格式

1.2 空调红外遥控码型研究分析
    空调遥控器开发的关键是温度状态的转化。对多种类型空调遥控器红外编码进行大量研究分析，找出了其编码规律：在空调的每一个编码中，其中有4位二进制表示开始温度（温度1），另外4位二进制表示按键后的末温度（温度2），当遥控器进行温度控制时，前一按键的末状态跳转到后一按键的初状态，从而可以对空调的温度进行连续控制。对空调遥控器红外编码进行提取，取出有关表示温度的部分（各种空调遥控器的编码规律类似），如下表所示：
    空调温度部分编码表

图2 空调温度编码状态转换图

2 遥控器硬件结构
    遥控器由STC系列STC89C51RD+单片机、红外编码发射与接收电路、键盘、显示屏、SD卡接口等外围器件组成。其中SD卡用来存放和保存学习的遥控器编码，并能与PC机进行交流；遥控器编码的识别是通过接收电路和整形电路来实现，为了能识别一定范围内的载频，编码接收电路中不含解调电路，载频的提取是用单片机来实现。

3 软件设计
3.1 编码状态转换算法与实现
    空调遥控器编码复杂，主要有制热、制冷、除湿、通风等模式，有些模式下还有不同的风速级别，并在每一种风速下，其温度状态变化规律不同。为此，对空调遥控器的编码创建了状态转换算法。算法中通过建立空调遥控器工作模式、风速等级和温度值序列三层关系模型，设计了对应的数组序列，每一个数组序列中存放着各种模式下不同风速等级时的温度值编码，通过指针方式进行调用。例如：图2中的二进制数据:｛0000,0001,0011,0010,0100,0101,0111,0110,1100,1101,1111,1110,1000,1001,1011,1010｝转换成十进制后，初始化数组data1,则：data1[i]=｛0,1,3,2,4,5,7,6,12,13,15,14,8,9,11,10｝；指针P = data1[i%16]。结合data1和指针P,空调遥控器在一级风速时的编码状态转换流程见图4：

图4 编码状态转换流程

图5 载波信号精确测量流程图

图6 信号识别、编码分类示意图

遥控器自学习编码识别和分类过程：

（1） 红外编码和载波识别

　　红外编码和载波周期相差较大，先设定一个脉冲周期的门限值THRESHOLD1。每当有脉冲下降沿到时，启动定时器开始定时，在下一个下降沿时定时为t。当0THRESHOLD1时,为红外编码脉冲。此时记录T1的值为t,同理可检测到T2，T3，T4…编码脉冲的值。

（2） 数组建立

　　char sigdata[i]；                

　　typedef struct ｛

　　       union intchar    bith;  

　　       union intchar    bitl; 

　　uchar    bitl1;             

　　｝ timer[m];  

　　其中：sigdata[i]存放编码中顺序出现帧的类别；

　　timer[m]存放 sigdata[i] 中帧的不同类别的时间值。           

（3） 编码帧类别识别

    将T（i+1）的t1、t2与T（i）的t1、t2分别进行比较，若相等，timer[m]数组中不写入新的内容，此时，sigdata[i+1]=sigdata[i]；否则，timer[m]中写入T（i+1）的时间值，且sigdata[i+1]中写入新的类别号。例如学习一个按键编码后：timer[m]=｛9000，4500，540，0，540，540，540，540，1650，0，……｝；sigdata[i]=｛1，2，3，3，4，……｝。

（4） 红外编码完整帧格式确定

    两个完整帧之间有较长的时间间隔，且这段时间间隔大于编码中任何低电平的时间。为此，可定义THRESHOLD2为两完整帧之间的间隔值；可定义THRESHOLD3为编码脉冲结束后停止帧长度。当THRESHOLD3> t2 >THRESHOLD2时，判断为第二帧的开始。再比较T（i+1）中t1,t2与T2中t1,t2的值，若相等，为一次发送两个完整帧。否则，一次发一帧加帧头和一个脉冲；当t2 >THRESHOLD3，编码接收完成，为一次只发送一个完整帧的情况。

（5）  发送载波频率初始值计算

    载波频率=  ，6分频时n＝2；12分频时n＝4。得（RCAP2H，RCAP2L）=3＊freq（freq为学习时检测出的载波脉冲宽度）。

4 结论
    通过对空调遥控器编码的精简，创建了状态信息转换表，当每进入一种模式时，只需发射与温度状态信息相关的编码，简化了发射编码、提高了传输效率。开发的遥控器自学习功能，通过编码学习与原机进行对比，每种脉冲流的时间仅差1个时钟周期；采用均值算法，使发送的载波频率误差小于0.5KHz；设计的遥控器编码矢量压缩算法，存储一个键码（200个编码）仅需134个存贮单元，压缩比达8:1。上述技术为采用单片机实现智能空调遥控器创建了基础，其中，“状态信息转换表的创建”和“高精度载波频率测量”是本文的主要创新。