基于單片機的智能學習型紅外空調遙控器

　　3系統軟件設計與實現

　　系統程序主要分為三個部分：學習模式，發送模式以及通信模式。當第一次進入系統時，初始化設置設備地址，然后設置通信的波特率，提供1200、9600以及19200三種選擇。系統主程序即在三個模式間切換，默認進入通信模式，可以通過模式切換按鍵改變模式，也可以通過上位機直接更改。出于系統的穩定性需要，在程序中加入了軟件看門狗，防止程序"跑飛".

　　3.1學習功能設計

　　3.1.1學習模式

　　紅外遙控器的碼型多樣，編碼一般包括：幀頭、系統碼、操作碼、同步碼、幀間隔碼、幀尾，且同步碼與幀間隔碼出現的位置不固定，因此碼型格式靈活多變，很難區分各種碼型的編碼含義;各個紅外遙控的編碼長度不盡相同，發送方式也多種多樣，最常用的有三種：完整幀只發送一次、完整幀重復發送兩次、先發送一個完整幀，后重復發送幀頭和一個脈沖。面對如此多樣化的編碼方式，如果區分每種編碼的含義進行學習，學習的復雜度將會很高，并且通用性也會受到影響。所以，為了避開各色碼型的干擾，系統在學習時并不關心碼型數據的實際意義，只記錄脈沖的時間寬度。系統主要針對載波頻率為38KHz(周期為26us)的紅外遙控器，利用變量IR_time記錄接收到的脈沖寬度。學習程序流程如圖4所示。

　　圖4學習程序流程圖。

　　3.1.2壓縮存儲

　　由于不考慮具體的碼型數據意義，只記錄脈沖的寬度，系統的學習功能通用性得到了提高，但這種方式學習到的數據量很大，對存儲的要求就變得很高。

　　盡管系統針對存儲的大容量需求設計了單獨的存儲模塊，但考慮到應在不增加硬件開銷的情況下保證足夠的存儲容量，以及滿足未來擴展的需要，在進行數據存儲時，采取了數據壓縮技術。

　　從學習到的電平數據可以發現，無論數據是1還是0，都有相同時長的電平出現，這符合游程編碼的特點。游程編碼是一種簡單的非破壞性資料壓縮法，其好處是加壓縮和解壓縮都非常快，其方法是計算連續出現的資料長度壓縮之。比如：一張二值圖像的數據為：

　　WWWWWWWWBWWWWBBBWWWWWWWBWWWWW

　　使用游程編碼壓縮可得：8W1B4W3B7W1B 5W.

　　可見，壓縮效率極高，且可避免復雜的編碼和解碼運算。所以，在存儲時，系統對學習到的數據進行游程編碼壓縮[7，8].例如，學習到的一組空調遙控器的數據為[157 153 23 53…23 53 23 180 156 152 23 53…53 23]，如圖5所示，對重復的電平數據采用游程編碼壓縮后，原本需要199字節的空調遙控碼，只需要106個字節即可存儲，壓縮率達53.27%.因此，在存儲時針對學習到的數據特點采取游程編碼壓縮，可以有效節約存儲空間。

　　圖5一組典型的空調數據幀。