如何通过PIC单片机设计一款多媒体终端遥控器？

1 设计理念和原理

1．1 设计理念

随着数字家庭等领域技术的迅速发展，在多媒体终端上的增值业务将越来越多，浏览网页、搜索、短信等都需要遥控器进行输入。但作为连接用户和终端之间的重要外设，遥控器的设计理念还停留在模拟电视时代，体验感较差。目前用户输入的解决方式是呼出终端的内置输入法，这样就带来了两个问题：一，不同厂家的终端都需要内置自己的中英文输入法，占用资源，而且必须搭配自己的遥控器使用，通用性不高；二，用户在输人时必须一边看遥控器输入一边看屏幕确认输入，如果文字较多会造成频频抬头和低头的麻烦，难以忍受。基于以上缺点，本文提出将输入法内置于遥控器的理念，在遥控器上输入文字后再统一将文字编码用红外线发给终端，终端接收后将编码译成文字显示在输入区中。

1．2 红外遥控器工作原理

遥控码是一串二进制数字信号，通过脉冲编码形成脉冲序列，被调制到一个固定频率载波上，最后通过红外发射管，以光脉冲的形式发射出去。脉冲编码就是将“1”和“0”用一个脉冲来标识。本设计使用NEC红外协议，用脉宽560us，周期4x560us代表二进制“1”；用脉宽560us，周期2x560us代表二进制“0”(如图1所示，密集竖线表示38KHz载波)。

图1 NEC协议红外遥控信号的调制

2 硬件设计

2．1 总体设计原则

遵循嵌入式系统高性能、低功耗、小体积的设计思想，总体设计原则是：元器件采用低功耗芯片；尽量用软件实现硬件功能，减少器件数量；键盘采用中断方式，一旦系统空闲超时立即使其进入休眠状态，再次按键予以唤醒。

2．2 硬件组成

硬件组成如图2所示。其中：主芯片为Microchip公司PIC18F系列高档单片机66J11，性价比极高；液晶屏控制器为Sitronix公司的ST7565R，分辨率128x64；汉字点阵字库用Atmel公司的262KB Flash制作，它和LCD与单片机的接口均为SPI接口；键盘有49个按键．采用7x7矩阵方式，7根行线连到单片机B口的RBI～RB7外部中断脚，列线连到单片机的E口的RE1-RE7，作为数字输出口。

图2 基于PIC单片机的红外遥控器硬件组成

3 软件设计

3．1 系统运行流程

遥控器无开关机过程，因此放入电池时系统硬件即初始化，进入休眠。按键中断时，进入主程序，系统运行流程如图3所示，分为两种模式：普通遥控和文本输入。单片机内部的看门狗负责对空闲状态(没有键被按下)计时，超时后系统复位重新进入休眠状态。

图3 系统运行流程图

3．2 功耗管理设计

PIC18F系列器件提供了三种主要的工作模式：运行模式、空闲模式和休眠模式，实际中只使用运行模式和休眠模式。根据遥控器的运行流程，看门狗(WDT：Watchdog Timer)负责实现空闲时间的计时。4ms的WDT超时溢出周期与16位的后分频比值相乘。可以通过在MPLAB IDE中配置寄存器2H中的WDTPS位控制一个多路开关以对WDT后分频器的输出进行选择，可获得的超时溢出周期范围为4ms至135秒(2．25分钟)。在代码中需要在每次按键后喂狗，保证看门狗重新计时。

3．3 驱动程序设计

3．3．1 键盘驱动

PIC单片机的B口是外部中断口，有四个INT中断和四个KBI中断。本设计将RB0留做扩展备用，RBl/INTl、RB2/INT2和RB3/INT3都设置为下降沿触发中断；KBl4个口(RB4-RB7)为电平变化中断(双沿)，在程序里只对下降沿中断有处理。

按键扫描采取行列扫描方式获取键值。配置行线均弱上拉，列线均输出为0；当有键(行列交叉点)按下时，此键所在行线即出现下降沿；进入中断处理后，依次令每根列线输出为0，其余为1，扫描行线看哪根行线输入为0，从而得到按键的位置。

3．3．2 SPI驱动

PIC单片机有两个主控同步串行端口模块，它们都可以用软件配置为SPI方式，使用非常方便．数据读写只需读写其缓存即可，不需要像51单片机那样模拟时序。本设计使用了两个SPI接口器件：LCD和FLASH字库，他们是从设备，单片机是主设备。在配置好与SPI时钟频率等有关的寄存器后，主从设备就可以通信了。当主设备从从设备读数据时，SSPxlF(x=1，2)标志寄存器为0说明正在接收数据，为1时说明已收到一个字节；当主设备往从设备写数据时，SSPxlF为1说明已发完—个字节。

3．3．3PWM驱动

发射用的红外载波口’用标准脉宽捌制模块(PWM)来实现，载波频率是38KHz，因此PWM的周期就是1/38KHz，PWM周期的计算公式是：

PWM周期=[(_PR2)+1]．4．TOSC(TMR2预分频值)．

本设计中晶振是12MHz．即TOSC=1/12MHz，经过计算，PR2寄存器设置为78。TMR2预分频值为1可得到频率为38Km的方波。