紅外遙控系統(tǒng)原理及單片機(jī)軟件解碼實(shí)例

1、紅外遙控系統(tǒng)原理及單片機(jī)軟件解碼實(shí)例www.zsMCU.com 2006-2-25 本站原創(chuàng) http:/www.zsMCU.com中山單片機(jī)學(xué)習(xí)網(wǎng) 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

2、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。圖1 紅外線遙控系統(tǒng)框圖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)加以說明，現(xiàn)以日本NEC的uPD6121G組成發(fā) 射電路為例說明編碼原理（一般家庭用的DVD、VCD、音響都使用這種編碼方式）。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

3、為2.25ms的組合表示二進(jìn)制的“1”，其波形如圖2所示。圖2 遙控碼的“0”和“1” （注：所有波形為接收端的與發(fā)射相反） 上述“0”和“1”組成的32位二進(jìn)制碼經(jīng)38kHz的載頻進(jìn)行二次調(diào)制以提高發(fā)射效率，達(dá)到降低電源功耗的目的。然后再通過紅外發(fā)射二極管產(chǎn)生紅外線向空間發(fā)射，如圖3所示。圖3 遙控信號(hào)編碼波形圖 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，

4、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4563ms之間，圖4為發(fā)射波形圖。圖4 遙控連發(fā)信號(hào)波形 當(dāng)一個(gè)鍵按下超過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)引導(dǎo)碼（9ms）,一個(gè)結(jié)果碼 （4.5ms）,低8位地址碼（9ms18ms）,高8位地址碼（9ms18ms）,8位數(shù)據(jù)碼（9ms18ms）和這8位數(shù)據(jù)的反碼 （9ms18ms）組成。如果鍵按下超過108ms仍未松開，接下來(lái)發(fā)射的代碼（連發(fā)碼）將僅由起始碼（9ms）和結(jié)束碼（2.25ms）組成。圖5 引導(dǎo)碼 圖

5、6連發(fā)碼3 遙控信號(hào)接收 接收電路可以使用一種集紅外線接收和放大于一體的一體化紅外線接收器，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。 接收器對(duì)外只有3個(gè)引腳：Out、GND、Vcc與單片機(jī)接口非常方便，如圖7所示。 圖 7 脈沖信號(hào)輸出接，直接接單片機(jī)的IO 口。 GND接系統(tǒng)的地線（0V）； Vcc接系統(tǒng)的電源正極（+5V）；4遙控信號(hào)的解碼 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，它可以把紅外遙控器每一個(gè)按鍵的鍵值讀出來(lái)，并且通過實(shí)驗(yàn)板上P1口的8個(gè)LED顯示出來(lái)，在

6、解碼成功的同時(shí)并且能發(fā)出“嘀嘀嘀”的提示音。 ;=; 紅外遙控接收 ;=; ew51仿真編程器 配套實(shí)驗(yàn)板學(xué)習(xí)例程; 中山單片機(jī)學(xué)習(xí)網(wǎng) 智佳科技 逸風(fēng); http:/www.zsMCU.com; E-mail:info;=ORG 0000H MAIN: JNB P2.2,IR ;遙控掃描 LJMP MAIN ;在正常無(wú)遙控信號(hào)時(shí)，一體化紅外接收頭輸出是高電平，程序一直在循環(huán)。;=; 解碼程序IR: ;以下對(duì)遙控信號(hào)的9000微秒的初始低電平信號(hào)的識(shí)別，波形見圖。 MOV R6,#10IR_SB: ACALL DELAY882 ;調(diào)用882微秒延時(shí)子程序 JB P2.2,IR_ERROR ;延時(shí)

7、882微秒后判斷P2.2腳是否出現(xiàn)高電平如果有就退出解碼程序 DJNZ R6,IR_SB ;重復(fù)10次，目的是檢測(cè)在8820微秒內(nèi)如果出現(xiàn)高電平就退出解碼程序 ;識(shí)別連發(fā)碼，和跳過4.5ma的高電平。 JNB P2.2, $;等待高電平避開9毫秒低電平引導(dǎo)脈沖 ACALL DELAY2400 JNB P2.2,IR_Rp ;這里為低電平，認(rèn)為是連發(fā)碼信號(hào)，見圖。 ACALL DELAY2400 ;延時(shí)4.74毫秒避開4.5毫秒的結(jié)果碼 ;以下32數(shù)據(jù)碼的讀取，和的識(shí)別請(qǐng)看圖 MOV R1,#1AH ;設(shè)定1AH為起始RAM區(qū) MOV R2,#4 IR_4BYTE: MOV R3,#8IR_8B

8、IT: JNB P2.2,$ ;等待地址碼第一位的高電平信號(hào) LCALL DELAY882 ;高電平開始后用882微秒的時(shí)間尺去判斷信號(hào)此時(shí)的高低電平狀態(tài) MOV C,P2.2 ;將P2.2引腳此時(shí)的電平狀態(tài)0或1存入C中 JNC IR_8BIT_0 ;如果為0就跳轉(zhuǎn)到IR_8BIT_0 LCALL DELAY1000IR_8BIT_0: MOV A,R1 ;將R1中地址的給A RRC A ;將C中的值0或1移入A中的最低位 MOV R1,A ;將A中的數(shù)暫時(shí)存放在R1中 DJNZ R3,IR_8BIT ;接收地址碼的高8位 INC R1 ;對(duì)R1中的值加1，換下一個(gè)RAM DJNZ R2,I

9、R_4BYTE ;接收完16位地址碼和8位數(shù)據(jù)碼和8位數(shù)據(jù)， ;存放在1AH/1BH/1CH/1DH的RAM中 ;解碼成功 JMP IR_GOTOIR_Rp: ;這里為重復(fù)碼執(zhí)行處 ;按住遙控按鍵時(shí)，每過108ms就到這里來(lái) JMP IR_GOTOIR_ERROR: ;錯(cuò)語(yǔ)退出 LJMP MAIN ;退出解碼子程序;=;遙控執(zhí)行部份IR_GOTO: ;這里還要判斷1AH和1BH兩個(gè)系統(tǒng)碼或用戶碼，用于識(shí)別不同的遙控器 ;MOV A,1AH ;CJNE A,#xxH,IR_ERROR ;用戶碼不對(duì)則退出 ;MOV A,1BH ;CJNE A,#xxH,IR_ERROR ;用戶碼不對(duì)則退出 ;判斷

10、兩個(gè)數(shù)據(jù)碼是否相反 MOV A,1CH CPL A CJNE A,1DH,IR_ERROR ;兩個(gè)數(shù)據(jù)碼不相反則退出 ;遙控執(zhí)行部份 ;MOV A,1DH ;判斷對(duì)應(yīng)按鍵 ;CJNE A,#xxH,$+6 ;LJMP -跳到對(duì)應(yīng)按鍵執(zhí)行處 ;CJNE A,#xxH,$+6 ;LJMP -跳到對(duì)應(yīng)按鍵執(zhí)行處 ;. MOV P1,1DH ;將按鍵的鍵值通過P1口的8個(gè)LED顯示出來(lái)! CLR P2.3 ;蜂鳴器鳴響嘀嘀嘀的聲音，表示解碼成功 LCALL DELAY2400 LCALL DELAY2400 LCALL DELAY2400 SETB P2.3 ;蜂鳴器停止 ;清除遙控值使連按失效 MOV 1AH,#00H MOV 1BH,#00H MOV 1CH,#00H MOV 1DH,#00H LJMP MAIN;=; 延時(shí)子程序;=882DELAY882: ;1.085x (202x4)+5)=882 MOV R7,#202DELAY882_A: NOP NOP DJNZ R7,DELAY882_ARET;=1000DELAY1000: ;1.085x (229x4)+5)=999.285 MOV R7,