【应用】R7F0C807单片机在智能手机空调遥控器的应用
本文介绍了瑞萨电子公司推出的R7F0C807单片机通过耳机接口和智能手机实现通信，并通过智能手机APP 控制单片机发送控制空调的红外信号。
智能手机空调遥控器通过3.5mm 标准音频接口实现了单片机R7F0C807 和智能手机APP 的通信，并通过I/O口控制红外传感器输出空调控制信号。随着智能设备的快速发展，利用耳机接口的相关应用也越来越广泛，如智能电视遥控器，拉卡拉刷卡器等。左声道用于智能手机发送数据到单片机R7F0C807，麦克风用于接收来自单片机R7F0C807 发送的数据。智能手机空调遥控器系统如“图 1”所示。相关功能：空调电源开/关、升温、降温、自定义功能1~3 以及实时温度显示。
图1 智能手机空调遥控器
智能手机和单片机R7F0C807的通信
(1) 曼彻斯特编码：曼彻斯特编码将时钟和数据包含在数据流中，在传输代码信息的同时，也将时钟同步信号一起传输到对方，每一位的中间有一跳变，位中间的跳变既作时钟信号，又作数据信号，并且不存在直流分量。从低到高跳变表示“1”，从高到低跳变表示“0”。
(2) 智能手机到单片机R7F0C807：智能手机音频接口的左声道经过含有比较器的信号处理电路，可以将音频模拟信号转变为数字信号，并由单片机的外部中断INTP0 配合TAU01 完成信号的解调。左声道的波形和经过比较器后的波形如“图 2”所示，单片机从智能手机接收的曼彻斯特波形数据为0x55。
(3) 单片机R7F0C807 到智能手机：单片机R7F0C807 通过TAU02 定时功能，持续从端口P06 发送当前温度数据到音频麦克风接口，并在智能手机APP 上完成显示。如“图 1.3”所示，智能手机收到的曼彻斯特波形数据为0x19。
图2 R7F0C807 数据接收波形图
图3 R7F0C807 数据发送波形图
红外发射信号
红外发射信号是30KHz，占空比为1/3 的载波信号。系统中，单片机R7F0C807 的TAU03 中断服务子程序用于控制载波输出（P01 端口输出载波）。当按下智能手机APP 的有效按键，如空调电源开/关、升温、降温、功能1~3，红外传感器发送相应载波信号。红外发射信号格式如“图 1.4”所示，其中t=420us，发送顺序为：代码头，数据（8 个字节），代码结束。低位在前。以下格式为参考样例，用户可以根据自己情况调整红外信号发射格式。
图4 红外发射信号格式图
智能手机空调遥控器演示板
本文说明使用的演示板如“图5”所示。
图5 智能手机空调遥控器演示板
智能手机空调遥控器APP
本文中智能手机遥控器APP 基于Android 4.0 开发设计，智能手机空调遥控器演示板可以通过此安卓APP 进行控制。按下有效按键，APP 通过左声道接口发送曼彻斯特码到演示板完成空调的相应控制；通过麦克风接口不断对演示板发来的曼彻斯特码进行解码，并实时显示当前温度；通过右声道接口持续输出峰峰值约为400mV（不同型号智能手机对应大小也会不同）的正弦信号使能演示板供电系统。智能手机空调遥控器APP 如“图 6”所示。
图6 智能手机空调遥控器APP
操作说明
（1） 下载并安装本应用中的智能手机空调遥控器APP，智能手机操作系统要求Android 4.0 以上。
（2） 打开智能手机空调遥控器APP，将演示板插入音频接口，APP 完成检测后，演示板自动上电运行，电源指示灯LED1 点亮。
（3）智能手机空调遥控器APP 实时刷新当前温度。
（4）按下APP 中有效按键（电源，温度加减等），演示板的红外发射管发射对应红外控制信号，控制空调状态。每次按下有效按键，智能手机按键信号灯LED2 将会点亮约0.5s。
（5） 关闭智能手机空调遥控器APP，演示板将自动断电，工作停止。
（6） 可以通过Mic USB 线对空调遥控器演示板装载的锂电池进行充电，充电时，LED4 点亮。
智能手机空调遥控器演示板介绍
智能手机空调遥控器演示板正面如“图7”所示。
图7 智能手机空调遥控器演示板正面
智能手机空调遥控器演示板背面如“图8”所示。
图8 智能手机空调遥控器演示板背面
硬件结构框图
智能手机空调遥控器演示板的硬件结构框图如“图9”所示。
图9 智能手机空调遥控器硬件结构框图
主控MCU
智能手机空调遥控器使用R7F0C807 作为主控MCU。R7F0C807 的Flash ROM大小为8KB，RAM大小为1KB。R7F0C807主控MCU电路如“图10”所示。
图10 主控MCU 电路
原理图
智能手机空调遥控器演示板原理图如“图11”所示。
图11 原理图
PCB图
智能手机空调遥控器演示板PCB 图如“图12”所示。
图12 PCB 图
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