具有型号辨识能力的通用型遥控装置的制作方法

专利名称:具有型号辨识能力的通用型遥控装置的制作方法
本专利申请书是一份标题为“通用型遥控装置”的申请的接续，该案是由发明人Robin Rumbolt和William McIntyre于1985年5月30日提出的，申请号为739，357，本申请已转让给上次的同一受让人，原申请内容特此合并入本申请书内供参考。
本发明涉及遥控装置，特别涉及用于控制家庭电器以执行所选操作的遥控装置。
目前使用着许多可以由用户遥控的家庭电器，例如电视机可以被接通或关断，可以选择频道，盒式磁带录象机，可以控制其放象或录象，等等。但是每个制造商实现这种控制所用的方法是不同的。为执行一项特定的操作，不同制造商要求的位组合是不同的。同样，诸如位定时、每字的位数、脉冲群的宽度，如果有的话，还有用于每个脉冲的调制频率等这些基本格式，以及起动、导引或尾随脉冲的有无，它们的长度和格式，再有要求启动电器去执行所选操作的特定命令的正确接收率，都是随不同的制造商而改变的。对于同一制造商的不同型号，其基本格式也可能是不同的。
此外，例如盒式磁带录象机，经常需要去控制相关的电器，譬如一台与之连接的电视机。目前，观看一个录象节目需要使用两套单独的遥控装置，特别是，当录象机和电视机不是由同一家厂商制造时。如果室内装备了电缆电视，或者，如果还有别的什么电器，例如一台可以遥控的烤炉，那么所需遥控发送器的数量就嫌太多了。此外，用户每更换一台电器，手头的遥控装置便要废弃而必须另买新的。
本发明的目的是，提供一种通用的遥控装置，该装置能够控制不同类型以及不同厂商制造的各种电器。
本遥控装置操纵简单、轻型、可靠并相对来说价格便宜。特别是，它能“辨识”包括位组合和位格式在内的命令信号结构，用以在短时间内控制一台指定的电器，而用户方面只需花费最小的力量。辨识出来的信号结构要保持到用户重新开始该“辨识”模式，以便对本装置的常规操作不需要由用户来选择型号和/或制造商。
根据本发明，用户置电器于由遥控装置控制的状态，当收到特定的命令信号时，就进行某个可观测到的动作，这里涉及到唤起应答的命令信号，该信号具有所需要的信号结构。例如，该电器如果是一台电视机，这可观测到的动作就可能是一次频道改变，即该应答命令信号是一个“频道上调”信号。
用户这时启用一个诸如键盘一类的选择器，置遥控装置于“辨识”模式。装置中的微处理器于是执行“辨识”程序。在执行“辨识”程序的过程中，装置发送出适合不同制造商和不同型号的多种信号结构的应答命令信号(例如频道上调信号)。电器将对拥有所需信号结构的一个应答命令信号作出反应。
响应了这个可观测到的动作，应答命令信号的发送即终止。于是，诸多应答命令信号中最后被发送的便拥有所需信号结构。辨识该信号结构的数据贮存在本遥控装置中，以后用户起动该电器的命令时，将部分地依赖于这种贮存的数据来产生。
在本发明最佳实施例中，用户按下键盘上的“辨识”按钮或按下数个按钮，直到该电器执行这个可观测到的动作才撒手。当用户注意到该电器已经对命令做出反应，就放开按钮，而辨识所需信号结构的数据也被贮存了。此后，任何由用户输入的命令都将用那个特定型号所需要的信号结构的命令来执行。
在一个特别优选的实施例中，被贮存的信号结构辨识数据构成地址的一部分，地址的其余部分由用户选择该电器属于哪一类别来提供。
上述地址通常用于寻址大量的产品编码表中的一张表格，由该表格得到的信息和键盘数据结合一起再去访问格式化程序，后者接着启动红外线发送器。
本发明及其附加的目的，参照以下结合附图的说明，将能得到更好的理解。
图1是一台遥控装置以及根据本发明的有关设备的方框图;
图2是“辨识”模式指示器电路的示意图;
图3是微处理器主程序的流程图;
图4是多键程序的流程图;
图5是用于辨识程序的流程图;
图6是用于本发明发送程序的流程图。
本发明作为申请号739.357的待批准专利申请书中说明过的遥控装置的一部分在此公开，现结合其内容一起说明，以便参考。为理解本发明所需，只有部分原始申请书的公开部分将在下面图解说明。尽管用所述的设备构成最佳实施方案，但本发明与其他型式遥控装置一起工作也是可能的。
现在参照附图，在图1中，作为本系统中央控制单元的微处理器用标号10表示。微处理器10的定时由晶体时基12控制。正常运行时，微处理器10接收来自两个用户控制的选择器(下面详细说明)的数据，以及来自一个贮存在存贮器中的信号结构辨识数据。该数据由“译码”程序用来计算一个与微处理器10分离的电可编程序只读存储器(EPROM)16的地址，而该译码程序则放在微处理器10的一个内部只读存储器(ROM)14中。对于微处理器10来说，EPROM和ROM可能是同样好的，而内存和外存相比则宁愿用内存储器。产生的地址然后按两路输出，八线总线18和地址锁存器20都处于可用状态。该地址被存入锁存器20，然后，随着微处理器10定时的节拍，从锁存器20输出的地址被加到八线总线22上，并同由微处理器10引出的三根线24上的信号组合起来。组合地址加到地址译码器26以及EPROM 16上。地址译码器26首先使一条“选择”线，随后又使EPROM 16的一条“输出允许”线重新置于微处理器控制之下。从EPROM 16输出的数据通过八线总线28和18被送回到微处理器10。由EPROM 16输出的、也称作格式化程序指令或信号结构数据的数据于是在微处理器10内被用于激励一个红外发射驱动电路29，以便使红外线发光二极管30发送对应于信号结构，即位组合和信号格式的信号。发送的红外辐射由被控电器接收，从而使它按照用户意愿进行操作。
这里应注意的是，此处使用的“格式”一词涉及到诸如脉冲宽度。、频率、每字位数，如果有的话，还有用于每个脉冲的调制频率，以及起动、导引或尾随脉冲的有无，它们的长度和形状，还有需要启动电器去执行所选操作的特定命令的正确接收率这样一些参数。如果需要，还可以添加其他参数;根据要控制的特定电器的具体情况，无关的参数可以省略。
在一个最佳实施例中，微处理器是一片运行于模式6、带有4兆赫频率的振荡器以及指令周期时间为1微秒的“日立”HD6301。为了产生某些红外控制系统所要求的高达55千赫的载波输出频率，这个速度是必须的。
用户操作的选择器中，第一个是类别选择开关32，用户用它选择所要控制的电器的类别。它的输出通过五条线34连接到微处理器10，选中的线被接地。表示用户所选类别的一组类别位贮存于微处理器10中的随机存取存储器(RAM)44中。在图1说明的例子中提供了以下各种类别电视接收机(TV)，盒式磁带录象机(VCR)，电唱机(disc)，音响系统(audio)以及适合于(譬如)控制一台电缆变换器的辅助输入(aux)。
第二个选择器是关键盘36。在本最佳实施例中，键盘36是一个3×11的按键36a的矩阵，可由总线38的十一根地址线访问。总线38由八线总线22和三线总线24组成。在键盘扫描期间，地址译码器26选通缓冲器40，十一列中的每列经总线38由微处理器10依次加电。三根输出线42中的一根被用户按下的一个键连接到加了电的列线上，于是在那根线上得到了输出。该输出随后通过缓冲器40和总线18被送到微处理器10，在那儿，键盘扫描的结果被贮存到RAM 44中。键盘36应该是，除了有通常遥控装置的“音量增大”、“频道上调”“频道下调”等按键外，还有一个“辨识”键37。
贮存“被辨识”的地址或指针以及类别位的存储器也是RAM 44。如图1所示，RAM 44是微处理器10内部的存储器。使用外部存储器会同样良好。
EPROM 16中贮存有产品代码(具体器件)查找表，用贮存在RAM 52中的类别选择器位和信号结构辨识数据查找。
从EPROM 16中读出的产品代码，与键盘数据结合形成的命令表地址，同样贮存在EPROM 16中。
从命令表读出的数据，即命令代码，接着传送给相应的红外发送器程序，叫做格式化程序，也贮存在EPROM 16中。每一个格式化程序都有一个器件专用程序，用以产生被控制的特定装置所要求的精确的载波频率、脉冲宽度、脉冲调制和总的定时格式。
从键盘36出来的数据输出线还连接到等待电路46的输入端。等待电路46的第一和第二个输出端分别连接到微处理器10的复位和等待输入端。
等待电路46在申请号为739，357的尚待批准的美国专利申请书中有更详细的说明。因为它不是理解本发明所必须的，因此，该说明内容将不在这里重复。
最后，微处理器10的输出端口11连接到红外驱动电路29上，后者依次驱动红外线发光二极管(LED)30。附加输出端口48连接到一个驱动LED 52以发射可见红光的“辨识”驱动电路50。
图2是驱动电路和“辨识”发光二极管的示意图。微处理器10有一个输出端48连接到电阻54，再接到晶体管56的基极。晶体管56的发射极通过电阻58接地电位。晶体管56的集电极通过发光二极管52接正电位。当正电压加到端子48时，晶体管56变为导通，发光二极管52即发出光来。
上述装置的运行，特别着重于“辨识”模式，现在参照图3、4、5的各流程图给予说明。
然而应该注意到，用户必须开启(接电)所要控制的电器并调整它(如果必要的话)，以便在“辨识”过程能够开始之前，准备好一收到结构正确的应答命令(例如“频道上调”)就去执行指定的可观测到的动作(例如改换频道)。
现在参照图3，当装入电池后微处理器立即进行初始化过程。RAM 44、输入一输出端口和微处理器内存储器中的特征位都置位于初始状态。RAM 44中的数据被调出对EPROM 16中每张表格的第一个入口寻址。微处理器这时进入休止模式。按此模式工作，等待电路46把微处理器的复位腿和等待腿都接地。微处理器内的一个电路封锁除存储器和监控“等待”线、“复位”线的电路以外的所有内部电路。这个状态继续到键盘36的一个键被按下为止。
当按下一个键后，微处理器10内的“复位”和“等待”电路立即得电。对等待线、复位线和预置特征位的检测，令微处理器使等待电路46的锁存器得电和给予地址锁存器20以允许信号。
微处理器接着通过总线38执行贮存在ROM 14中的键盘扫描程序。如果键盘36上的一个键被按下，键盘的某一行就接到它的列线上，于是在该程序的一个特定步骤上，引起总线42中的某一根线成为高电平。这个信息由ROM 14中的一个程序利用来确定任一被按下的键的位置号码。
微处理器然后进入图4所示的多键插入子程序。特别要首先判明，被按下的键的数目等于1还是大于1。如果数目大于1就需判定，该数目是否等于2。要是该数目不等于2，也就是如果有两个以上的键被按下了，那么这是不能接受的情况，该程序被取消，对键盘新的一轮扫描同时开始。
如果两键被同时按下，那么就要确定，其中是否有一个“辨识”按钮。如果有，该程序转出到图5的流程图上说明的“辨识”模式上执行。
在辨识模式，首先确定被按下的第二个键是否是类别指示键，也就是，该程序要检查一下看，这两键的结合是否是“辨识”键加上，或者是电视机，或者是盒式磁带录象机，或是电唱机键，等等。如果不是这种情况，该程序取消，但键盘扫描继续进行。
如果按下的第二个键是一个指明类别的键，那么RAM 44中的类别数据就被设置到等于键盘上按下的类别指示数码。该类别数码加上具体装置的表格指针(被贮存的信号结构辨识数据，也在RAM 44中)，共同形成用来存取EPROM 16中产品代码表的一个地址。
下一步是将RAM 44的按键数据段自动地设置到预定的应答命令中。该命令是一项使被控制的电器发生某些容易被观测到的动作的命令。对于TV、VCR和电缆变换器来说，就要用频道上调命令。对于电唱机则用放音命令，而对于音响装置则可使用予先选台命令。
然后微处理器端口48就被转到高电平，使晶体管56(图2)导通，而使红色发光二极管52激励。因而用户就知道该设备是在“辨识”方式。
此时贮存在RAM 44中的数据包含所选择的类别位和表明预定应答命令的按键数据。类别位数据与辨识EPROM 16中的产品代码表中的第一产品代码的特定装置指针一起被用来对EPROM 16进行编址。对于每个编址的产品代码来说，也就是对于产品代码表中的每个表值来说，要贮存以下信息1.格式化程序的地址，即在EPROM 16中存储器地址，该存储器是贮存规定控制由产品代码辨识的装置所需的格式的数据的;
2.相关的命令表的地址;以及3.命令间的填充时间延迟值。
这个信息就被转移到微处理器10的内部RAM 44。
从EPROM 16来的产品代码信息与RAM 44中的按键数据组合在一起以存取EPROM 32中的命令表中的预定应答命令。该命令数据就被传递到格式化程序。
下一步，微处理器就送出命令，即激励IR驱动电路29，于是所需命令就通过激励IR LED 30以适当的格式而传送。此外，命令记数器就向前进一位。于是该设备就等于待一段命令间的填充时间以给予用户应答机会。特别是，如果被控电器随命令而执行该特定的命令，即电视机上的频道已被转换;则用户必须释放“辨识”键钮。
然后该设备就测试该辨识键是否已被释放，如果没有释放，则命令计数器就被测试，看该命令是否已被发送适当次数，例如5次。如果不是这样的话，则重新开始命令的发送。如果命令已被发送五次，则进行另一测试，看产品一代码表中最后表值是否已经达到。如果它未被达到，则在RAM 44中所贮存的指定的装置指针被向前增进一位，并且对EPROM 16中的下一个产品代码的循环就重新开始。
如果产品代码表中的最后表值已被达到，则红色指示灯(图2)就熄灭。这就对用户表示该装置不能用来控制这个特定的设备。
如果“辨识”键已经释放，则辨识由于释放“辨识”键所形成的信号结构的指针值就被存贮在微处理器的内部RAM 52中，并且红色指示灯熄灭。有一个最后的测试，就是查看辨识键是否已经释放，以及一旦发生这种情况，该程序就从辨识子程序引出。对于辨识程序所完成的特定类别来说，确定所需地址，以便从EPROM 16中检索适当的产品代码的数据，在RAM 44中是不能得到的。
应当注意到，在上述实施例中，术语“类别”指的是不同电器的类型，例如VCR或TV。然而，这里所用的术语“类别”也包含诸如“第一电视机”和“第二电视机”等类别，即相同类型而不同型号和或制造厂家的电器。
在该程序从辨识方式引出以后，它就返回到在按键数据被输入到内部RAM(见图3)的地点处的主程序。在按键数据被输入后，“发送”方式(图6)就开始。
在发送方式中，在微处理器10的内部ROM14中的“译码”程序使用所贮存的“类别”数据和所贮存的信号结构辨识数据(指定的装置指针)以计算EPROM 16中的命令表的地址。该命令表对每个键位贮存了下列数据1.命令字的位组合2.格式化程序起始地址3.一个重复/不重复特征位4.类型然后由译码程序计算的命令表地址与所贮存的按键数据相组合，以便从EPROM 16中读出上述数据。贮存在RAM 44中已选的类型就与命令表中找到的类型进行比较，如果两种类型不能吻合，则RAM 44中的类型数据就被命令表中的类型数据所取代。于是该程序就重入释码程序。这个类型比配步骤对于利用不同于所选择的类型中的命令来说(例如选择VCR类型的电视音量调高)是需要的。由于这个过程是被以原有情况说明的，因而不是为了解本发明所需要的，故在此不拟再作进一步的说明。
如果已经找到了吻合的类型数据，则该程序就转移到格式化程序的起始地址。各指令就被执行以向红外驱动器发送红外编码。换言之，贮存在EPROM 16中的格式化程序指令使微处理器以各种适合于被控电器的格式(载频、脉冲种类、定时等)把命令字的位组合发送到IR驱动器。
然后就重新开始实行键盘扫描。它被确定是否仍有同一键被按下。如果是的话，就再进一步测试重复特征位是否在上面。如果重复特征位是在上面，则程序就返回到格式化程序起始地址，发射机重复发出先前发送的编码。
如果同一键不再被按下，则就确定是否有任一键仍被按下。如果是的话，则该程序就输出到图4所述的多键程序。如果不是的话，则等待电路就被解锁，于是该主程序就被按图3所述而被重新输入。
上述本发明的装置与方法使一个轻便的、手提遥控单元可从贮存于它的存储器中的许多信号结构中“辨识”哪一个信号结构是适合于所要控制的给定电器的。如果贮存在存储器中的数据包括每种类型的所有电器，则控制单元将是完全“通用”的。如果用当前的技术工艺，这是不可能的。但是，贮存在存储器中的数据可包含对绝大多数广泛使用的电器都适用的格式;因而如果万一需要时，可以对附加存储器提供空间和连线。
虽然此发明已经以一个特别优越的实施例进行了说明，但是这并不意味着本发明仅仅局限于此。对于本技术领域：
的技术员来说，在本发明如下的权利要求
范围内，可以作出各种不同的结构和运用。
标号 标题328 先行命令计数器329 学习键释放了吗？330 命令发送五次了吗？331 最后输入特定装置表了吗？332 关断“学习”发光二极管333 把特定装置输入指针值贮存入内部RAM中334 增加特定装置表输入指针335 学习键释放了吗？336 利用被贮存的类型开关数据和特定装置数据计算外部EPROM中的命令表的地址337 利用命令表地址与键位号从命令表中取出格式化程序地址和数据338 把从表中找到的类型与当前选出的类型进行对照检验339 它们吻合吗？340 以从表中找到的类型数据代入到RAM中的类型数据341 转移到格式化程序起始地址。执行指令从将IR代码发送到IR驱动器342 扫描键盘343 仍按着同一键吗？344 仍按着任一键吗？345 解除锁存等待电路346 重复特征位在上面吗？
权利要求
1.使一个遥控装置适合于产生各种电器命令信号的方法这种信号拥有控制从许多电器中挑选出的一个电器、而每个电器可响应于不同的信号结构的所需信号结构，其特征在于，它包括以下各步骤设定上述选出的电器使之在收到一个具有所述所需信号结构的一个唤起应答的命令信号之际，执行一个可观测的动作；根据用户的启动操作，顺序发送许多响应命令信号，每个命令信号具有不同的信号结构，直到所述选出的电器执行所述可观测的动作为止；贮存相应于所述唤起应答命令的所需信号结构的信号结构辨识数据，从而产生产品辨识数据；以及产生后续的用户启动命令，其信号结构与所述被存贮的信号结构辨识数据相关联。
2.如权利要求
1中陈述的方法，特征在于其中所述用户启动是一个第一用户启动;以及其中所述发送步骤随第二用户的启动而终止，而第二用户启动是随所述电器的可观测的动作而进行的。
3.如权利要求
2中陈述的方法，特征在于其中所述遥控装置拥有第一存贮器，用于在具有第一存储地址的第一存储器中的贮存产品代码表;以及其中所述被贮存的信号结构辨识数据组成所述第一存储地址的一个辨识出的地址的一部分。
4.如权利要求
3中陈述的方法，特征在于每个电器是许多电器类型中的一种;其中所述遥控装置还包括第一用户可操作选择器用于产生表明用户从所述许多类型中选出的一种类型的类型选择器信号;其中所述第一用户启动进一步包括从所述类型中选择的一种类型的步骤，从而产生被选出类型的数据;以及其中所述选出的类型数据组成所述第一存储器地址中的所述被辨识的一个地址的一部分。
5.如权利要求
4中所陈述的方法，特征在于其中所述发送步骤包括把上述众多的每个应答命令信号，在发送下一个的所述应答命令信号之前，发送预定次数。
6.如权利要求
5中所陈述的方法，特征在于其中上述发送步骤进一步包括在发送下一个所述应答命令信号之前，将所述发送中断一个预定的命令间的延迟时间的步骤。
7.如权利要求
1中所陈述的方法，特征在于所述摇控装置包含一个指示器;以及进一步包含启动所述指示器的步骤以便当所述众应答命令已经发出而所述被选出的电器不执行所述可观测的动作时进行指示。
8.使一个遥控装置适合于产生各种电器命令信号的设备，这种命令信号拥有控制从许多电器中挑选出的一个电器、而每个电器可响应于不同的信号结构的所需信号结构，该被选出的电器被设置得使其在收到一个具有上述所需信号结构的唤起应答命令信号之际执行一个预定的可观测的动作，其特征在于包括根据用户的启动操作产生一个“辨识”命令的装置;响应于所述“辨识”命令以便顺序地发送许多应答命令信号的装置，每个应答命令信号具有与其它应答命令信号不同的信号结构，直到所述电器随所述唤起应答命令信号而执行所述可观测的动作为止;用于贮存相应于所述唤起应答命令信号的信号结构辨识数据的装置;用于产生后继的、至少有一部分是取决于所述存贮的信号结构辨识数据的用户启动命令信号的装置。
9.如权利要求
8中所陈述的设备，特征在于其中上述“辨识”命令产生装置包含，第一用户可操作的选择器装置，该装置用于产生表明由用户从多个可用的操作命令中选出命令的第一选择器信号，所述众可用的操作命令包括所述“辨识”命令。
10.如在权利要求
9中所陈述的设备，特征在于其中每个所述电器属于许多类型中的一种另外还包括第二用户可用的选择器装置，用于产生一种表明从所述类型中选出一种类型的类型选择器信号;以及其中所述发送装置和所述后继电器命令信号产生装置至少部分地取决于所述类型选择信号而工作。
11.如权利要求
10中所陈述的设备，特征在于其中所述多个可用的操作命令包括一个“终止”命令;以及其中所述发送装置随所述“终止”命令而终止所述多个应答命令信号的发送;以及其中所述用户在所述电器执行可观测的动作时产生上述“终止”命令。
12.如权利要求
8中所陈述的设备，特征在于其中所述遥控装置还包含用于贮存多个产品代码表的第一存储装置，每一表格占用一个第一存储地址，所述表格之一包括所述唤起应答命令;以及其中所述后继用户启动命令信号的产生装置包括用于产生一种至少部分取决于所述存贮的信号结构辨识数据的第一存储地址的装置。
13.如权利要求
9中所陈述的设备，特征在于其中所述遥控装置还包括用于贮存各有一个第一存储地址的多个产品代码表的第一存储器装置;并且其中所述后继的用户启动命令信号的产生装置包括用于产生所述取决于所述被贮存的信号结构辨识数据和所述类型选择信号的装置。
14.如权利要求
9中所陈述的设备，特征在于其中所述第一用户可操作选择装置包括一个具有一个“辨识键”键盘;以及其中所述第一用户可操作选择器装置，在按下“辨识”键期间产生所述“辨识”命令而在释放所述键时产生所述“终止”命令。
15.如权利要求
8中所陈述的设备，特征在于其中所述发送装置发送红外命令信号。
16.如权利要求
12中所陈述的设备，特征在于其中所述第一存储器装置包括一个电可编程序只读存储器。
17.如权利要求
8中所陈述的设备，特征在于它另外还包括一个具有一个只读存储器的微处理器，这个只读存储器具有组成部分所述发送装置和后继的命令信号发生装置的程序。
专利摘要
通过发送一系列命令信号，遥控装置可响应“辨识”键的启动，每个同样的命令采用不同的格式。由于所要控制的电器被接上电源，当它收到正常的被格式化了的命令时，它以预定的方法(即通道变换)应答。然后用户就终止“学习”方式，一个表示最后发出的命令(即正确格式化的命令)的地址的指针被贮存在装置中并被用作用于从存储器中读出后续的用户选择命令的部分地址。
文档编号H04N5/00GK86108008SQ86108008
公开日1987年5月27日 申请日期1986年11月17日
发明者罗宾·伯纳德·朗博尔特, 威廉·拉塞尔·麦金太尔, 拉里·尤金·古德森 申请人:北美菲利浦消费电子仪器公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan