Android遥控器开发

        接到公司的一个预研项目，开发一个Android端的万能遥控器，就是网上随意可以下到的遥控精灵类似的软件。经过将近一个星期的捣鼓，终于达到与遥控精灵差不多的效果，特将开发的一些难点简要与大家分享一下。（由于本人职位特殊性，工程不方便上传，见谅）

   首先，开发这样一款遥控器需要哪些知识？如果您毕业于电子信息类专业，会一点单片机，知道频率什么的，然后初中学的三角函数没有忘记，最后，您还会开发Android，那么就完全没有问题了。

   Android万能遥控器的基本实现原理：用手机的音频口驱动红外发射管发出特定信号，其信号可以被红外一体接收头解调并输出。

1：硬件制作，如图：

    补充一下，红外发射管需要1.4v的电压，也就是说如果您的手机音频口无法提供，则需要使用放大电路。淘宝超过10元的外设一般都会有放大电路。

2：红外信号原理

    这里讲的通俗易懂一些，就不用术语了。信号由两部分组成，44k频率的正弦波和直线（低电平）。通过正弦波和低电平不同的比例表示不同信号，比如：

    上图通过改变直线信号的持续时间就可以区别0，1。常用的红外信号，一般由前导编码，用户码，数据三部分组成。

3：正弦波信号生成，这里直接放上老外代码：

public class PlaySound extends Activity {
    // originally from http://marblemice.blogspot.com/2010/04/generate-and-play-tone-in-android.html
    // and modified by Steve Pomeroy 
    private final int duration = 3; // seconds
    private final int sampleRate = 8000;
    private final int numSamples = duration * sampleRate;
    private final double sample[] = new double[numSamples];
    private final double freqOfTone = 440; // hz

    private final byte generatedSnd[] = new byte[2 * numSamples];

    Handler handler = new Handler();

    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.main);
    }

    @Override
    protected void onResume() {
        super.onResume();

        // Use a new tread as this can take a while
        final Thread thread = new Thread(new Runnable() {
            public void run() {
                genTone();
                handler.post(new Runnable() {

                    public void run() {
                        playSound();
                    }
                });
            }
        });
        thread.start();
    }

    void genTone(){
        // fill out the array
        for (int i = 0; i < numSamples; ++i) {
            sample[i] = Math.sin(2 * Math.PI * i / (sampleRate/freqOfTone));
        }

        // convert to 16 bit pcm sound array
        // assumes the sample buffer is normalised.
        int idx = 0;
        for (final double dVal : sample) {
            // scale to maximum amplitude
            final short val = (short) ((dVal * 32767));
            // in 16 bit wav PCM, first byte is the low order byte
            generatedSnd[idx++] = (byte) (val & 0x00ff);
            generatedSnd[idx++] = (byte) ((val & 0xff00) >>> 8);

        }
    }

    void playSound(){
        final AudioTrack audioTrack = new AudioTrack(AudioManager.STREAM_MUSIC,
                sampleRate, AudioFormat.CHANNEL_OUT_MONO,
                AudioFormat.ENCODING_PCM_16BIT, generatedSnd.length,
                AudioTrack.MODE_STATIC);
        audioTrack.write(generatedSnd, 0, generatedSnd.length);
        audioTrack.play();
    }
}

    老外输出的是一段持续3s，采样率为8k频率为440Hz的正弦信号。我们需要的是44kHz信号，由于android设备能力有限，只能输出最高20kHz音频信号。这里取19k就可以了。只要信号不会被一体化接收头的带通滤波器过滤掉就可以，至于网上说的两个接收头同时发射20k信号变成40k真心无法理解。。。至于直线信号，输出数组都改成0就好。

    这里可能很多人觉得不明不白，稍微讲一下，44.1kHz16比特音频文件，44.1kHz即每秒采样44100次，16比特呢？我们知道声音有轻有响，影响声音响度的物理要素是振幅，作为数码录音，必须也要能精确表示乐曲的轻响，所以一定要对波形的振幅有一个精确的描述。“比特(bit)”就是这样一个单位，16比特就是指把波形的振幅划为2^16即65536个等级。大家参考老外的代码理解一下。

 如果我们想要生成一段01这样一个信号，首先我们生成一段0.56ms正弦波数组，然后生成一段（1.125-0.56）ms的低电平数组，接下来生成一段0.56ms正弦波数组，最后生成一段（2.25-0.56）ms的低电平数组。当然前后要加上可以识别的开始结束的信号标志。收工，将数组拼接在一起播放出来就可以了。

4：声道，

    上面的代码默认是单声道，即二极管一脚接任意声道，另一脚接地。目前市场上红外发射模块有源的大都只支持双声道，即本文开头叙述的接法。双声道红外遥控的原理其实就是两个声道的信号反相（sinx和sinx+pi），具有2倍放大信号的效果。单声道代码改双声道大家参照百度百科wav文件格式进行修改即可，因为比较简单，这里不详述。

5：成果验证，

    壕和有条件的兄弟当然使用逻辑分析仪了，当然51单片机或者arduino板子搭个红外解析也可以。不推荐arduino，虽然简单网上一搜一大堆，但库都是别人包好的，天知道他最后输出的到底是什么。最后加上51单片机解析源码。

//硬件连接: P3.2接红外接收管的数据线
//说明：    红外遥控按键解码通过串口显示系统码、按键码以及各自的反码
//备注：    系统时钟为11.0592MHz
//=====================================================================
#include  //51芯片管脚定义头文件 

#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char

uint time=0,flag=0;
uchar First_INT=0,Star_Flag=0,CodeNum=31;
uchar Code[32]={0};  //32位按键二进制值

//***********************以下为函数声明部分*****************
void init_serial();	   
void Tranfer(char Data);
void timer0_int(void);
void intr0_int(void);

//=====================================================================
//函数名称:int main(void)
//函数功能:系统主函数,主要包括一个用串口做的测试部分
//入口参数:无
//出口参数:无
//=====================================================================
int main(void)
{
    uchar i;
	uchar IRcode[4];     //定义一个4字节的数组用来存储代码
	TMOD=0x22;          //设置定时器0为工作方式2
	TH0=0xd1;          //定时0.05ms
	TL0=0xd1;
	TR0=1; 
	IT0=1;            //设置INTR0为边沿触发，负跳变产生中断
	EX0=1;            //外中断0允许
	ET0=1;            //定时中断允许
	EA=1;             //开总中断 
	init_serial();
    while(1)
    {   
   	    if(flag)
		{
		    flag=0;
			IRcode[0]=0;
		    for(i=0;i<8;i++)         //计算系统码
			{ 
			    IRcode[0]<<=1;
			    if(Code[i]==1)
				{
				    IRcode[0]|=0x01; 
				}
			}

			IRcode[1]=0;
			for(i=8;i<16;i++)         //计算系统码的反码
			{
			    IRcode[1]<<=1;
			    if(Code[i])
				{
				    IRcode[1]|=0x01; 
				}
			}

			IRcode[2]=0;
			for(i=16;i<24;i++)         //计算按键码
			{
			    IRcode[2]<<=1;
			    if(Code[i])
				{
				    IRcode[2]|=0x01; 
				}
			}

			IRcode[3]=0;
			for(i=24;i<32;i++)         //计算按键码的反码
			{
			    IRcode[3]<<=1;
			    if(Code[i])
				{
				    IRcode[3]|=0x01; 
				}	
			}
			if((IRcode[0]==(0xff-IRcode[1]))&&(IRcode[2]==(0xff-IRcode[3])))  //校验
		    {
		        Tranfer(IRcode[0]);
				Tranfer(IRcode[1]);
				Tranfer(IRcode[2]);
				Tranfer(IRcode[3]);
		    }
		}
    }
}

//====================================================================================
//函数名称:void init_serial()
//函数功能:初始化串口
//入口参数:无
//出口参数:无
//====================================================================================
void init_serial()    
{
   TMOD=0x22;    //定时器T1使用工作方式2
   TH1=250;     //设置初值
   TL1=250;
   TR1=1;      //开始计时
   PCON=0x80;     //SMOD=1；
   SCON=0x50;     //工作方式1，波特率9600bit/s,允许接收
   TI=1;
}

//====================================================================================
//函数名称:void Tranfer(char Data)     
//函数功能:发送数据程序
//入口参数:Data 要发送的数据
//出口参数:无
//====================================================================================
void Tranfer(char Data)
{
    while(TI==0);
    SBUF=Data;
    TI=0;
}


//====================================================================================
//函数名称:void timer0_int(void)     
//函数功能:定时器0中断服务函数
//入口参数:无
//出口参数:无
//====================================================================================
void timer0_int(void) interrupt 1 using 2     
{
    time++;
}

//====================================================================================
//函数名称:void intr0_int(void)    
//函数功能:外中断0中断服务函数,主要用来接收脉冲码
//入口参数:无
//出口参数:无
//====================================================================================
void intr0_int(void) interrupt 0 using 2     
{
    if(!First_INT)         //第一次外中断来时设置
    {
        time=0;
        First_INT=1; 
    }
    else
    {
       if(time>150&&time<290)     //判断起始码，起始码来时设置
       {
		   Star_Flag=1; 
		   CodeNum=31; 
		   time=0;
		   return;
       }
     //  else if(Star_Flag==0)     //没有接收到起始码，放弃
      // {
      //     First_INT=1;
      //     time=0;
     //  }




       if(Star_Flag==1)           //开始接收
       {	
	   
	   // Tranfer( CodeNum);				    
	       if((time>=15)&&(time<35))
		   {
	           Code[CodeNum]=0;      //计数值设置
		   }
           else if((time>=35)&&(time<55))
		   {
		       Code[CodeNum]=1;       //计数值设置
		   }
           CodeNum--;   
		                //码字计数器加1
           time=0;                   //计数值清零,以对下一个脉冲宽度进行计时
           if(CodeNum==0xFF)          //脉冲个数判断,共32个
           {
               CodeNum=31;
               Star_Flag=0; 
               First_INT=0;
               flag=1;              //接收到一个按键标志
           }
       }
    }
}