萬用遙控器的比較分析

下面分析家用電器紅外線遙控器一般原理的基礎上，探討了多合一遙控器的三種實現方式，比較各自的優缺點，重點介紹了最新開發出的代碼型遙控器的工作原理與產品應用前景。

一，多合一遙控器的出現
二，紅外遙控器的工作原理
三，萬用遙控器（固定碼遙控器）
四，學習型遙控器
五，代碼型遙控器
六，代碼型遙控器應用前景

多合一遙控器的出現

電視機、錄像機、衛星接收機、機頂盒、VCD/DVD、LD/CD及組合音響等設備的不斷普及，而這些家用電器無一例外的具備遙控功能。能同時控制多種遙控型設備的遙控器，稱之為多合一遙控器（ALL-ON-ONE）。最早出現這類產品的遙控器就是通常所說的萬用（能）遙控器（URC，Universal Remote Control），實際上，它並不能做到“萬能”，更為準確地應稱作為固定碼萬用遙控器（Preprogrammed URC）。隨後，學習型遙控器（Recordable URC）又出現了。但學習型遙控器存在著操作學習過程繁瑣，不十分可靠等缺點。考慮到上述兩種多合一遙控器的缺點而從一個全新的角度開發出的新一代代碼型遙控器（Code-based URC）便應運而生。

萬用遙控器為什麼不能做到萬用？學習型遙控器可以不斷學習為什麼還不能讓人滿意？代碼型遙控器又有哪些特點和優點？這就是本文需要探討的問題，而要搞清楚這些問題，首先必須了解紅外遙控器的工作原理。

紅外遙控器

遙控器其核心元器件就是編碼芯片，將需要實現的操作指令例如選台、快進等事先編碼，設備接收後解碼再控制有關部件執行相應的動作。顯然，接收電路及CPU也是與遙控器的編碼一起配套設計的。編碼是通過載波輸出的，即所有的脈衝信號均調制在載波上，載波頻率通常為38K。載波是電信號去驅動紅外發光二極管，將電信號變成光信號發射出去，這就是紅外光，波長範圍在840nm到960nm之間。在接收端，需要反過來通過光電二極管將紅外線光信號轉成電信號，經放大、整形、解調等步驟，最後還原成原來的脈衝編碼信號，完成遙控指令的傳遞，這是一個十分複雜的過程。

紅外線發射管通常的發射角度為30-45度之間，角度大距離就短，反之亦然。遙控器在光軸上的遙控距離可以大於8.5米，與光軸成30度（水平方向）或15度（垂直方向）上大於6.5米，在一些具體的應用中會充分考慮應用目標，在距離角度之間需要找到某種平衡。

要實現多合一遙控器，涉及到如下幾個主要問題：

# 遙控器發出的編碼信號驅動紅外線發射管，必須發出波長範圍在940nm左右的的紅外光線，因為紅外線接收器的接收二極管主要對這部分紅外光信號敏感，如果波長範圍不在此列，顯然無法達到控制之目的。不過，幾乎所有的紅外家電遙控器都遵循這一標準。正因為有這一物理基礎，多合一遙控器才有可能做成。

# 遙控器發出一串編碼信號只需要持續數十ms的時間，大多數是十多ms或一百多ms重複一次，一串編碼也就包括十位左右到數十位二進制編碼，換言之，每一位二進制編碼的持續時間或者說位長不過2ms左右，頻率只有500kz這個量級，要發射更遠的距離必需通過載波，將這些信號調制到數十khz，用得最多的是38khz，大多數普通遙控器的載波頻率是所用的陶瓷振盪器的振盪頻率的1/12，最常用的陶瓷振盪器是455khz規格，故最常用的載波也就是455khz/12=37.9khz，簡稱38k載波。此外還有480khz（40k）、440khz（37k）、432khz（36k）等規格，也有200k左右的載波，用於高速編碼。紅外線接收器是一體化的組件，為了更有針對性地接收所需要的編碼，就設計成以載波為中心頻率的帶通濾波器，只容許指定載波的信號通過。顯然這是多合一遙控器應該滿足的第二個物理條件。不過，家用電器多用38k，很多紅外線接收器也能很好地接收頻率相近的40k或36k的遙控編碼。

# 一個設備受控，除了滿足上面提到的兩個基本物理條件外，最重要的變化多種多樣的當然應該是遙控器發出一串二進制編碼信號了，這也是不同的遙控器不能相互通用的主要原因。由於市場上出現成百上千的編碼方式並存，並沒有一個統一的國際標準，只有各芯片廠商事實上的標準，這也是模擬並替換各種原廠遙控器最大的難點。隨著技術的不斷發展，很多公司開發家電設備的遙控子系統時還不採用通用的編碼芯片，而是用通用的單片機隨心所欲地自編一些編碼，這就使通用遙控的問題更加複雜化了。

# 採用同樣的編碼芯片，也不意味著可以通用，因為還有客戶碼。客戶碼設計的最初本意就是為了不同的設備可以相互區分互不幹擾。最初芯片廠商會從全局考慮給不同的家電廠商安排不同的客戶碼以規範市場，例如錄像機和電視機就用不同的設備碼，給甲廠分配的設備碼和乙廠分配的設備碼就區分在不同的範圍內。

# 採用同樣的編碼芯片、同樣的客戶碼下，也不能意味著一定可以通用，因為對命令碼的分配與使用上，仍然是沒有固定的模式可以遵循，遙控器編碼芯片簡單的支持數十種命令碼，多的上千種，但遙控器往往只有數十個鍵，甚至只有幾個鍵，如何從中選取這數十個鍵，這些鍵如何分配使用，不同的系統設計師都自搞一套，這樣一來事情就更複雜化了。

三菱推薦相應遙控的接收處理系統即三菱M50436-560SP，此外還有東芝TMP47C433AN被選為國內優選線路，松下MN15245SAY系統在國內亦有相當的市場，形成了三種流行的紅外線遙控系統。早期很多生產廠商直接引進技術生產電視機。這樣一來，採用同一核心技術的電視機其遙控器就基本確定下來了，遙控器可以通用或基本通用。但問題隨之而來，家用電器以不再限於電視機和錄像機等傳統設備，VCD/DVD之類的數字設備大量上市，遙控處理技術不再侷限於為數不多的幾家大廠商，變成眾多的廠商自定規範。而固定碼萬用遙控器是收集各廠產品的碼表寫到不可再更改的芯片中去，以後的新產品就無法支持了。這樣一來，更加發現所謂的萬用遙控器並不能“萬用”。

學習型遙控器

學習型遙控器實際含義是記錄各種不同類型的遙控器的編碼波形，而對一些編碼細節不予理會，需要配置較大容量的存儲器給予支持，而且這些存儲器的內容是可以隨時在“學習”中改寫的，這樣一來通用性大大提高，很快成為多合一遙控器市場的主流產品。

但是，學習型遙控器也存在這明顯的缺點：一是學習過程中就只能記錄其中的一次按鍵，在使用過程中發出的碼也就始終是一種編碼，有些編碼芯片按一次鍵其中的某一位會反覆跳變，稱之為反轉碼，學習型遙控器就會出現操作混亂。學習型遙控器面臨的另一個問題是幀的重複及部分重複的問題。學習型遙控器面臨的第三個困難就是它每次學習的波型含有不可避免的偶然性，很可能某一次學習的波形正好偏離中值很多，但學習型遙控器仍然會忠實地保持這一較大的偏離，控制的效果就可想而知了

代碼型遙控器

針對萬用型遙控器和學習型遙控器的不足，一種採用設備碼和命令碼統一各種遙控編碼的代碼型遙控方案應運而生。

設計需考慮的問題是如何“同化”不同遙控器發射信號之間的差異。遙控編碼方式涉及很多方面，首先是數字0和1的表示（調寬還是調相，脈寬和占空比）；其次是幀結構（引導碼和結束碼，客戶碼和命令碼長度及發送方式）；再次是幀間結構（僅發一次還是反覆多次，多幀交替發送，幀間間隔變化）；最後是載波頻率，以38Khz居多，也有40Khz甚至200khz等特殊載波。

設計相應電路和軟件時對上述諸多因素加以分析、歸納，將編碼特點用一串二進制位表示出來形成設備碼，對應於一個具體的遙控器。同一個設備碼下也就是同一個遙控器不同的按鍵則用命令碼來表示。代碼型遙控器用軟件的方式對這些統一的編碼進行解釋，驅動一個個命令碼按指定設備碼格式加以“封裝”，形成所需要的遙控信號，達到控制家電的目的。

還是以前面的M50462編碼芯片為例，其幀結構、0或1編碼方式等歸結為某種遙控器所有按鍵的共性部分，即設備碼0x030a375c，任何按鍵信息歸結為16位的命令碼（不同於幀間的命令碼，而是有更廣的含義，指遙控編碼按鍵的個性部分），例如按FC和I7相連的鍵，該芯片用於三菱公司的推薦的電視機遙控中，這個編碼0x32用來表示靜音，16位的命令碼就是0xea4c，這個0xea4c在這裡實際上包含了8位客戶碼0xea和8位命令碼0x4c（對應0x32)，只不過認為在前發送的是高位而已，按鍵的命令碼為展成二進制就是1110 1010 0100 1100，正好是一個完整的幀編碼。這樣一來，設備碼和命令碼就包含了該編碼芯片一次完整的發碼過程，可以忠實地再現原有的波形，達到控制之目的。

代碼型遙控器的編碼芯片採用高性能的單片機，配合高精度的石英晶體，振盪頻率為數Mhz，大大高於455khz，石英晶體的穩定度在10ppm級別即百萬分之十左右，更是學習型遙控器望塵莫及的。

代碼型遙控器具有極大的控制靈活性，功能強大，使用方便。一般而言，適合相對單純的批量使用用戶，例如一間酒店，數百套客房，每間客房的電視機、上網的機頂盒都是一樣的，廠家或中間商可以十分方便地批量編程定制，而且一經設定，數據不會丟失，長期使用。當然，代碼型遙控器編程定制需要專門的知識和設備，對用戶有一定的限制，除了酒店之類的實例外，面向家用的組合視聽設備，例如家用電腦、電視機、家用投影、DVD、激光視盤等，來自不同的廠家的產品快速集成為一體，由廠家或中間商完成客戶化工作，給最終的客戶一個整體解決方案，就十分合適了。對有些小批量定制的產品增加遙控器時，代碼型遙控器可以輕鬆替代市面上任何一種普通型遙控器。代碼型遙控技術將任何一款遙控器的任何一次編碼發送歸結為32位的設備碼加16位的命令碼，僅僅6個字節，同一種遙控器設備碼相同，這樣一來描述一個32鍵的遙控器只需要4+32*2=68字節，自然是十分節省存儲空間，方便數據交換，而且容易閱讀和傳播，甚至可以將各種代碼放到Internet實現資源共享。

代碼型遙控器不僅設備碼和命令碼具有廣泛的通用性，可以控制實現幾乎有所的紅外線遙控設備，更為重要的是，代碼型遙控器採用了外接EEPROM存儲器（24C02）的方式，可以隨時方便地更換其中的代碼，便於快速定制。

代碼型遙控器應用前景

代碼型遙控器所用的技術在家電自動控制方面可以發揮優勢作用，將其編碼芯片由按鍵掃描輸入方式改為UART串行接口輸入方式，當任何一個設備或系統需要對各種不同類型的紅外線遙控設備實施控制的時候，只需要內置這種帶UART接口的代碼型紅外控制芯片即可輕鬆達到目的。例如前面提到的要控制採用M50462芯片遙控器對應的電視機靜音，這裡指用程序控制，就可以用其他控制系統、計算機甚至Internet傳輸遙控代碼（設備碼和命令碼，多路控制時還需要一個通道號或者說地址號）。實現的方法其實很簡單，只需要通過UART輸入4字節的設備碼和2字節的命令碼即可，多設備控制時增加1字節的通道號。各種遙控設備的差異性二次開發的用戶不必要考慮。