数字家庭遥控器的研究开发

    3.1.2  电源设计

    使用单节锂电池为系统供电。电源系统主要分为充电和电源管理两个部分。
 

    采用MAXIM公司的MAX1555芯片作为充电管理芯片，可以通过5V直流电源或者USB接口为锂电池充电，并用一个LED指示充电状态。采用纽扣型锂电池作为备份电源，当主电源存在时为备份电池充电；当主电源无效时，备份电池接替主电源为实时时钟（RTC）供电。
 

    采用MAX1586芯片作为系统的电源管理芯片。MAX1586芯片针对Xscale系统CPU进行了优化，集成了7路高性能、低工作电流的电源，以及监测和管理功能。为了节约电能，需要根据CPU的运行频率，通过PXA255的I2C接口动态调整内核电压。当系统进入睡眠状态时，可以完全切断CPU的内核电源并将液晶屏、扬声器等外设电源切断。
 

    3.1.3  音视频设计

    数字家庭遥控器需要具有较强的音视频功能。选用了NEC的NL2432HC22-22B液晶模块作为显示屏,该模块是3.5英寸、半反射型的TFT液晶屏，具有240x320的分辨率和18位色深，并带有触摸屏接口和矩阵键盘。
 

    PXA255内部集成了AC’97(音频多媒体数字信号编/解码器)控制单元。遥控器采用PHILIPS公司的UCB1400芯片作为音频编解码芯片，实现了双声道音频输出、麦克风音频输入等功能。音频输出部分使用了LM4880功放芯片驱动2个8欧姆扬声器。
 

    3.1.4  其他扩展功能设计

    利用PXA255的PCMCIA接口设计了CF扩展卡插槽。CF卡作为一种存储卡接口标准在便携式设备中应用广泛，具有物理尺寸小、低功耗、灵活性强等特点。市面上有大量符合CF卡标准的存储卡、无线网卡、GPS接收器、摄像头等。插入这些符合CF卡标准的I/O卡可以为数字家庭遥控器扩展相应的功能。比如我们通过一个CF以太网卡为遥控器扩展了以太网通信的功能。
 

    红外通信模块选用了安捷伦公司的HSDL-3020红外收发器和TFMS5380红外接收芯片。HSDL-3020具有2个红外发射LED：波长为875nm的红外LED用于IrDA快速数据传输，波长为940nm的LED用于家电红外遥控。其中家电遥控的最远距离为14米；IrDA数据传输的最远距离为50厘米，速率介于9.6kbps和4Mbps（FIR）之间。TFMS5380芯片直接接收波长940nm，载波频率为38kHz的红外信号，并对红外信号解调、放大、滤波、整形。通过软件支持，数字家庭遥控器红外模块具有普通家用电器的万能红外遥控、E-Home系统的红外控制、IrDA红外通信三个功能。
 

    ZigBee（IEEE802.15.4）技术是最近发展起来的一种短距离无线通信技术，被业界认为是最有可能应用在家庭自动化控制的无线方式，市场上已经出现了很多基于ZigBee的家庭控制系统。ZigBee使用2.4GHz波段，采用跳频技术和扩频技术。遥控器设计中选用了飞思卡尔的MC13192芯片作为ZigBee收发器。MC13192采用标准的4线SPI及7根GPIO与PXA255通信。
 

    3.2 遥控器软件平台

    数字家庭遥控器的软件平台自底向上分别是Redboot、Linux、MiniGUI和应用程序。其软件平台结构如图3所示。
 

图3  数字家庭遥控器软件结构框图