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　　3系统软件设计与实现

　　系统程序主要分为三个部分：学习模式，发送模式以及通信模式。当第一次进入系统时，初始化设置设备地址，然后设置通信的波特率，提供1200、9600以及19200三种选择。系统主程序即在三个模式间切换，默认进入通信模式，可以通过模式切换按键改变模式，也可以通过上位机直接更改。出于系统的稳定性需要，在程序中加入了软件看门狗，防止程序"跑飞".

　　3.1学习功能设计

　　3.1.1学习模式

　　红外遥控器的码型多样，编码一般包括：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，因此码型格式灵活多变，很难区分各种码型的编码含义;各个红外遥控的编码长度不尽相同，发送方式也多种多样，最常用的有三种：完整帧只发送一次、完整帧重复发送两次、先发送一个完整帧，后重复发送帧头和一个脉冲。面对如此多样化的编码方式，如果区分每种编码的含义进行学习，学习的复杂度将会很高，并且通用性也会受到影响。所以，为了避开各色码型的干扰，系统在学习时并不关心码型数据的实际意义，只记录脉冲的时间宽度。系统主要针对载波频率为38KHz(周期为26us)的红外遥控器，利用变量IR_time记录接收到的脉冲宽度。学习程序流程如图4所示。

　　图4学习程序流程图。

　　3.1.2压缩存储

　　由于不考虑具体的码型数据意义，只记录脉冲的宽度，系统的学习功能通用性得到了提高，但这种方式学习到的数据量很大，对存储的要求就变得很高。

　　尽管系统针对存储的大容量需求设计了单独的存储模块，但考虑到应在不增加硬件开销的情况下保证足够的存储容量，以及满足未来扩展的需要，在进行数据存储时，采取了数据压缩技术。

　　从学习到的电平数据可以发现，无论数据是1还是0，都有相同时长的电平出现，这符合游程编码的特点。游程编码是一种简单的非破坏性资料压缩法，其好处是加压缩和解压缩都非常快，其方法是计算连续出现的资料长度压缩之。比如：一张二值图像的数据为：

　　WWWWWWWWBWWWWBBBWWWWWWWBWWWWW

　　使用游程编码压缩可得：8W1B4W3B7W1B 5W.

　　可见，压缩效率极高，且可避免复杂的编码和解码运算。所以，在存储时，系统对学习到的数据进行游程编码压缩[7，8].例如，学习到的一组空调遥控器的数据为[157 153 23 53…23 53 23 180 156 152 23 53…53 23]，如图5所示，对重复的电平数据采用游程编码压缩后，原本需要199字节的空调遥控码，只需要106个字节即可存储，压缩率达53.27%.因此，在存储时针对学习到的数据特点采取游程编码压缩，可以有效节约存储空间。

　　图5一组典型的空调数据帧。

关键词： Atmega16 PWM