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發(fā)布時(shí)間：2018-04-09 瀏覽量：
紅外線遙控是目前使用最廣泛的一種通信和遙控手段。由于紅外線遙控裝置具有體積小、功耗低、功能強(qiáng)、成本低等特點(diǎn)，因而，繼彩電、錄像機(jī)之后，在錄音機(jī)、音響設(shè)備、空凋機(jī)以及玩具等其它小型電器裝置上也紛紛采用紅外線遙控。工業(yè)設(shè)備中，在高壓、輻射、有毒氣體、粉塵等環(huán)境下，采用紅外線遙控不僅完全可靠而且能有效地隔離電氣干擾。
1 紅外遙控系統(tǒng)
通用紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩大部分組成，應(yīng)用編/解碼專用集成電路芯片來(lái)進(jìn)行控制操作，如圖1所示。發(fā)射部分包括鍵盤矩陣、編碼調(diào)制、LED紅外發(fā)送器；接收部分包括光、電轉(zhuǎn)換放大器、解調(diào)、解碼電路。
2 遙控發(fā)射器及其編碼
遙控發(fā)射器專用芯片很多，根據(jù)編碼格式可以分成兩大類，這里我們以運(yùn)用比較廣泛，解碼比較容易的一類來(lái)加以說(shuō)明，現(xiàn)以日本NEC的uPD6121G組成發(fā)射電路為例說(shuō)明編碼原理。當(dāng)發(fā)射器按鍵按下后，即有遙控碼發(fā)出，所按的鍵不同遙控編碼也不同。這種遙控碼具有以下特征：
采用脈寬調(diào)制的串行碼，以脈寬為0.565ms、間隔0.56ms、周期為1.125ms的組合表示二進(jìn)制的“0”；以脈寬為0.565ms、間隔1.685ms、周期為2.25ms的組合表示二進(jìn)制的“1”，其波形如圖2所示。
UPD6121G產(chǎn)生的遙控編碼是連續(xù)的32位二進(jìn)制碼組，其中前16位為用戶識(shí)別碼，能區(qū)別不同的電器設(shè)備，防止不同機(jī)種遙控碼互相干擾。該芯片的用戶識(shí)別碼固定為十六進(jìn)制01H；后16位為8位操作碼（功能碼）及其反碼。UPD6121G最多額128種不同組合的編碼。
遙控器在按鍵按下后，周期性地發(fā)出同一種32位二進(jìn)制碼，周期約為108ms。一組碼本身的持續(xù)時(shí)間隨它包含的二進(jìn)制“0”和“1”的個(gè)數(shù)不同而不同，大約在45～63ms之間，圖4為發(fā)射波形圖。
當(dāng)一個(gè)鍵按下超過(guò)36ms，振蕩器使芯片激活，將發(fā)射一組108ms的編碼脈沖,這108ms發(fā)射代碼由一個(gè)起始碼（9ms）,一個(gè)結(jié)果碼（4.5ms）,低8位地址碼（9ms~18ms）,高8位地址碼（9ms~18ms）,8位數(shù)據(jù)碼（9ms~18ms）和這8位數(shù)據(jù)的反碼（9ms~18ms）組成。如果鍵按下超過(guò)108ms仍未松開，接下來(lái)發(fā)射的代碼（連發(fā)代碼）將僅由起始碼（9ms）和結(jié)束碼（2.5ms）組成。
代碼格式（以接收代碼為準(zhǔn)，接收代碼與發(fā)射代碼反向）
①位定義
②單發(fā)代碼格式
③連發(fā)代碼格式
注：代碼寬度算法：
16位地址碼的最短寬度：1.12×16=18ms 16位地址碼的最長(zhǎng)寬度：2.24ms×16=36ms
易知8位數(shù)據(jù)代碼及其8位反代碼的寬度和不變：（1.12ms+2.24ms）×8=27ms
所以32位代碼的寬度為（18ms+27ms）~(36ms+27ms)
1． 解碼的關(guān)鍵是如何識(shí)別“0”和“1”，從位的定義我們可以發(fā)現(xiàn)“0”、“1”均以0.56ms的低電平開始，不同的是高電平的寬度不同，“0”為0.56ms,“1”為1.68ms,所以必須根據(jù)高電平的寬度區(qū)別“0”和“1”。如果從0.56ms低電平過(guò)后，開始延時(shí)，0.56ms以后，若讀到的電平為低，說(shuō)明該位為“0”，反之則為“1”，為了可靠起見，延時(shí)必須比0.56ms長(zhǎng)些，但又不能超過(guò)1.12ms,否則如果該位為“0”，讀到的已是下一位的高電平，因此?。?.12ms+0.56ms）/2=0.84ms最為可靠，一般取0.84ms左右均可。
2． 根據(jù)碼的格式，應(yīng)該等待9ms的起始碼和4.5ms的結(jié)果碼完成后才能讀碼。
接收器及解碼
一體化紅外線接收器是一種集紅外線接收和放大于一體，不需要任何外接元件，就能完成從紅外線接收到輸出與TTL電平信號(hào)兼容的所有工作，而體積和普通的塑封三極管大小一樣，它適合于各種紅外線遙控和紅外線數(shù)據(jù)傳輸。
下面是一個(gè)對(duì)51實(shí)驗(yàn)板配套的紅外線遙控器的解碼程序，它可以把上圖32鍵的紅外遙控器每一個(gè)按鍵的鍵值讀出來(lái)，并且通過(guò)實(shí)驗(yàn)板上P1口的8個(gè)LED顯示出來(lái)，在解碼成功的同時(shí)并且能發(fā)出“嘀嘀嘀”的提示音。
紅外遙控器軟件解碼原理及程序
紅外一開始發(fā)送一段13.5ms的引導(dǎo)碼，引導(dǎo)碼由9ms的高電平和4.5ms的低電平組成，跟著引導(dǎo)碼是系統(tǒng)碼，系統(tǒng)反碼，按鍵碼，按鍵反碼，如果按著鍵不放，則遙控器則發(fā)送一段重復(fù)碼，重復(fù)碼由9ms的高電平，2.25ms的低電平，跟著是一個(gè)短脈沖，本程序經(jīng)過(guò)試用，能解大部分遙控器的編碼！
#include "at89x52.h"
#define NULL 0x00//數(shù)據(jù)無(wú)效
#define RESET 0X01//程序復(fù)位
#define REQUEST 0X02//請(qǐng)求信號(hào)
#define ACK 0x03//應(yīng)答信號(hào)，在接收數(shù)據(jù)后發(fā)送ACK信號(hào)表示數(shù)據(jù)接收正確，
也位請(qǐng)求信號(hào)的應(yīng)答信號(hào)
#define NACK 0x04//應(yīng)答信號(hào)，表示接收數(shù)據(jù)錯(cuò)誤
#define BUSY 0x05//忙信號(hào)，表示正在忙
#define FREE 0x06//空閑信號(hào)，表示處于空閑狀態(tài)
#define READ_IR 0x0b//讀取紅外
#define STORE_IR 0x0c//保存數(shù)據(jù)
#define READ_KEY 0x0d//讀取鍵值
#define RECEIVE 0Xf400//接收緩沖開始地址
#define SEND 0xfa00//發(fā)送緩沖開始地址
#define IR 0x50//紅外接收緩沖開始地址
#define HEAD 0xaa//數(shù)據(jù)幀頭
#define TAIL 0x55//數(shù)據(jù)幀尾
#define SDA P1_7
#define SCL P1_6
unsigned char xdata *buf1; //接受數(shù)據(jù)緩沖
unsigned int buf1_length; //接收到的數(shù)據(jù)實(shí)際長(zhǎng)度
unsigned char xdata *buf2; //發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖
unsigned int buf2_length; //要發(fā)送的數(shù)據(jù)實(shí)際長(zhǎng)度
bit buf1_flag; //接收標(biāo)志，1表示接受到一個(gè)數(shù)據(jù)幀，0表示沒(méi)有接受到數(shù)據(jù)幀或數(shù)據(jù)幀為空
bit buf2_flag; //發(fā)送標(biāo)志，1表示需要發(fā)送或沒(méi)發(fā)送完畢，0表示沒(méi)有要發(fā)送的數(shù)據(jù)或發(fā)送完畢
unsigned char state1,state2; //用來(lái)標(biāo)志接收字符的狀態(tài)，state1用來(lái)表示接收狀態(tài)，state2用來(lái)表示發(fā)送狀態(tài)
unsigned char data *ir;
union{
unsigned char a[2];
unsigned int b;
unsigned char data *p1[2];
unsigned int data *p2[2];
unsigned char xdata *p3; //紅外緩沖的指針
unsigned int xdata *p4;
}p;
//union{ //
// unsigned char a[2]; //
// unsigned int b;
// unsigned char data *p1[2];
// unsigned int data *p2[2];
// unsigned char xdata *p3;
// unsigned int xdata *p4; //地址指針
//}q; //
union{
unsigned char a[2];
unsigned int b;
}count;
union{
unsigned char a[2];
unsigned int b;
}temp;
union{
unsigned char a[4];
unsigned int b[2];
unsigned long c;
}ir_code;
union{
unsigned char a[4];
unsigned int b[2];
unsigned long c;
unsigned char data *p1[4];
unsigned int data *p2[4];
unsigned char xdata *p3[2];
unsigned int xdata *p4[2];
}i;
unsigned char ir_key;
bit ir_flag; //紅外接收標(biāo)志，0為緩沖區(qū)空，1為接收成功，2為緩沖溢出
void sub(void);
void delay(void);
void ie_0(void);
void tf_0(void);
void ie_1(void);
void tf_1(void);
void tf_2(void);
void read_ir(void);
void ir_jiema(void);
void ir_init(void);
void ir_exit(void);
void store_ir(void);
void read_key(void);
void reset_iic(void);
unsigned char read_byte_ack_iic(void);
unsigned char read_byte_nack_iic(void);
bit write_byte_iic(unsigned char a);
void send_ack_iic(void);
void send_nack_iic(void);
bit receive_ack_iic(void);
void start_iic(void);
void stop_iic(void);
void write_key_data(unsigned char a);
unsigned int read_key_data(unsigned char a);
void ie0(void) interrupt 0{ie_0();}
void tf0(void) interrupt 1{tf_0();}
void ie1(void) interrupt 2{ie_1();}
void tf1(void) interrupt 3{tf_1();tf_2();}
void tf2(void) interrupt 5{ //采用中斷方式跟查詢方式相結(jié)合的辦法解
碼
EA=0; //禁止中斷
if(TF2){ //判斷是否是溢出還是電平變化產(chǎn)生的中斷
TF2=0; //如果是溢出產(chǎn)生的中斷則清除溢出位，重
新開放中斷退出
EA=1;
goto end;
}
EXF2=0; //清除電平變化產(chǎn)生的中斷位
*ir=RCAP2H; //把捕捉的數(shù)保存起來(lái)
ir++;
*ir=RCAP2L;
*ir++;
F0=1;
TR0=1; //開啟計(jì)數(shù)器0
loop:
TL0=0; //將計(jì)數(shù)器0重新置為零
TH0=0;
while(!EXF2){ //查詢等待EXF2變?yōu)?
if(TF0)goto exit; //檢查有沒(méi)超時(shí)，如果超時(shí)則退出
};
EXF2=0; //將EXF2清零
if(!TH0) //判斷是否是長(zhǎng)低電平脈沖過(guò)來(lái)了
{ //不是長(zhǎng)低電平脈沖而是短低電平
if(F0)count.b++; //短脈沖數(shù)加一
temp.a[0]=RCAP2H; //將捕捉數(shù)臨時(shí)存放起來(lái)
temp.a[1]=RCAP2L;
goto loop; //返回繼續(xù)查詢
}
else{ //是低電平脈沖，則進(jìn)行處理
F0=0;
*ir=temp.a[0]; //把連續(xù)的短脈沖總時(shí)間記錄下來(lái)
ir++;
*ir=temp.a[1];
ir++;
*ir=RCAP2H; //把長(zhǎng)電平脈沖時(shí)間記錄下來(lái)
ir++;
*ir=RCAP2L;
ir++;
if(ir>=0xda) {
goto exit; //判斷是否溢出緩沖，如果溢出則失敗退出
}
goto loop; //返回繼續(xù)查詢
}
exit:
ir_flag=1; //置ir_flag為1表示接收成功
end:
;
}
void rs232(void) interrupt 4{
static unsigned char sbuf1,sbuf2,rsbuf1,rsbuf2; //sbuf1,sbuf2用來(lái)接收發(fā)送臨時(shí)用，rsbuf1,rsbuf2用來(lái)分別用來(lái)存放接收發(fā)送的半字節(jié)
EA=0; //禁止中斷
if(RI){
RI=0; //清除接收中斷標(biāo)志位
sbuf1=SBUF; //將接收緩沖的字符復(fù)制到sbuf1
if(sbuf1==HEAD){ //判斷是否幀開頭
state1=10; //是則把state賦值為10
buf1=RECEIVE; //初始化接收地
址
}
else{
switch(state1){
case 10:sbuf2=sbuf1>>4; //把高半字節(jié)右移到的半字節(jié)
sbuf2=~sbuf2; //把低半字節(jié)取反
if((sbuf2&0x0f)!=(sbuf1&0x0f)) //判斷接收是否正確
{ //接收錯(cuò)誤，有可能接收的是數(shù)據(jù)幀尾，也有可能是接收錯(cuò)誤
if(sbuf1==TAIL) //判斷是否接收到數(shù)據(jù)幀尾
{ //是接收到數(shù)據(jù)幀尾
buf1=RECEIVE; //初始化接收的地址
if(*buf1==RESET) //判斷是否為復(fù)位命令
{
ES=0;
sbuf2=SP+1;
for(p.p1[0]=SP-0x10;p.p1[0]<=sbuf2;p.p1
[0]++)*p.p1[0]=0;
}
state1=0; //將接收狀態(tài)標(biāo)志置為零，接收下一個(gè)數(shù)據(jù)幀
buf1_flag=1; //置接收標(biāo)志為1，表示已經(jīng)接收到一個(gè)數(shù)據(jù)幀
REN=0; //禁止接收
}
else
{ //不是接受到數(shù)據(jù)幀尾，表明接收錯(cuò)誤
state1=0; // 將接收狀態(tài)標(biāo)志置為零，重新接收
buf1=RECEIVE; //初始化發(fā)送的地址
*buf1=NACK; //把NACK信號(hào)存入接收緩沖里
buf1_flag=1; //置標(biāo)志位為1，使主程序能對(duì)接收錯(cuò)誤進(jìn)行處理
REN=0; //禁止接收
}
}
else
{ //接收正確
rsbuf1=~sbuf1; //按位取反，使高半字節(jié)變?cè)a
rsbuf1&=0xf0; //僅保留高半字節(jié)，低半字節(jié)去掉
state1=20; //將狀態(tài)標(biāo)志置為20，準(zhǔn)備接收低半字節(jié)
}
break;
case 20:sbuf2=sbuf1>>4; //把高半字節(jié)右移到的半字節(jié)
sbuf2=~sbuf2; //將低半字節(jié)取反
if((sbuf2&0x0f)!=(sbuf1&0x0f)) //判斷接收是否正確
{ //接受錯(cuò)誤
state1=0; // 將接收狀態(tài)標(biāo)志置為零，重新接收
buf1=RECEIVE; //初始化接收的地址
*buf1=NACK; //把NACK信號(hào)存入發(fā)送緩沖里
buf1_flag=1; //置標(biāo)志位為1，使主程序能對(duì)接收錯(cuò)誤進(jìn)行處理
REN=0; //禁止接收
}
else
{
sbuf1&=0x0f; //僅保留低半字節(jié)，去掉高半字節(jié)
rsbuf1|=sbuf1; //高低半字節(jié)合并
*buf1++=rsbuf1; //將接收的數(shù)據(jù)保存至接收緩沖里,并且數(shù)據(jù)指針加一
buf1_length++; //接收數(shù)據(jù)長(zhǎng)度加一
state1=10; //將state1置為10，準(zhǔn)備接收下個(gè)字節(jié)的高半字節(jié)
}
break;
}
}
}
else{
TI=0; //清除發(fā)送中斷標(biāo)志
if(buf2_length) //判斷發(fā)送長(zhǎng)度是否為零
{ //發(fā)送長(zhǎng)度不為零
if(state2==0) //判斷是否發(fā)送高半字節(jié)
{ //發(fā)送高半字節(jié)
sbuf2=*buf2; //將要發(fā)送的字節(jié)送到sbuf2
rsbuf2=~sbuf2; //取反，使高半字節(jié)變?yōu)榉创a
sbuf2>>=4; //將高半字節(jié)右移到低半字節(jié)
rsbuf2&=0xf0; //保留高半字節(jié)，去掉低半字節(jié)
sbuf2&=0x0f; //保留低半字節(jié)，去掉高半字節(jié)
rsbuf2|=sbuf2; //合并高低半字節(jié)
SBUF=rsbuf2; //發(fā)送出去
state2=10; //將state2置為10準(zhǔn)備發(fā)送下半字節(jié)
}
else
{ //發(fā)送低半字節(jié)
sbuf2=*buf2; //將要發(fā)送的字節(jié)送到sbuf2
buf2++; //指針加一
buf2_length--; //發(fā)送數(shù)據(jù)長(zhǎng)度減一
rsbuf2=~sbuf2; //取反，使低半字節(jié)變?yōu)榉创a
rsbuf2<<=4; //將低半字節(jié)反碼左移到高半字節(jié)
rsbuf2&=0xf0; //保留高半字節(jié)，去掉低半字節(jié)
sbuf2&=0x0f; //保留低半字節(jié)，去掉高半字節(jié)
rsbuf2|=sbuf2; //合并高低半字節(jié)
SBUF=rsbuf2; //發(fā)送出
state2=0;
}
}
else
{ //如果發(fā)送數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為零則發(fā)送數(shù)據(jù)幀尾
if(buf2_flag){ //判斷是否發(fā)過(guò)數(shù)據(jù)幀尾
SBUF=TAIL; //將數(shù)據(jù)幀尾發(fā)送出去
while(TI==0);
TI=0;
buf2_flag=0; //置發(fā)送標(biāo)志為零，表示發(fā)送完畢
}
}
}
EA=1; //開放中斷
}