紅外線遙控的軟件抗干擾與排錯(cuò)方法(已修正整 體電路)

1、紅外線遙控的軟件抗干擾與排錯(cuò)方法莫鋒 講師 東莞市高級(jí)技工學(xué)校摘要：大家在使用家電遙控器時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到這種情況：按下某鍵后無(wú)控制事件產(chǎn)生，有時(shí)要多按幾下才有效。不要以為是按鍵接觸不良,這實(shí)際上是系統(tǒng)在進(jìn)行排錯(cuò)處理。本文研究單片機(jī)應(yīng)用在紅外線遙控系統(tǒng)中，提供了一種軟件抗干擾與排錯(cuò)的技術(shù)，順利地解決了干擾問(wèn)題。一、 干擾源從何而來(lái)筆者一次偶然的機(jī)會(huì)在設(shè)計(jì)一個(gè)普通電視機(jī)紅外線遙控器的編碼解碼電路時(shí)發(fā)現(xiàn)：即使在不按任何按鍵的情況下，接收頭會(huì)不斷的產(chǎn)生紅外線脈沖（見(jiàn)圖1）。圖1 圖中畫橫線的為有效編碼，畫圈的為開(kāi)始位和結(jié)束位其它的都是干擾脈沖。當(dāng)時(shí)懷疑是電腦、日光燈或是手機(jī)等設(shè)備的干擾，于是將接收頭換成

2、帶金屬屏蔽型，且關(guān)閉所有的設(shè)備、遠(yuǎn)離電腦，發(fā)現(xiàn)干擾依舊。下圖2是采用兩種不同的紅外接收頭分析干擾源。圖2只有用黑色電工膠布蓋住紅外線接收頭時(shí)，干擾脈沖才消失，所以肯定干擾來(lái)自自然界紅外線或可見(jiàn)光。對(duì)此可采用一硬件措施來(lái)降低干擾，如加遮光罩等，但筆者反復(fù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，即使采用了這些措施還是不能完全避免干擾信號(hào)。要想使紅外遙控更可靠就必須采用必要的軟件抗干擾措施。下面就軟件排錯(cuò)方法談一些體會(huì)。二、 紅外線遙控的編碼格式要想用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)排除錯(cuò)碼，必須弄清紅外遙控的編碼格式。不同的遙控系統(tǒng)則采用不同的編碼方式，主要有PWM方式（脈沖調(diào)寬）與PPM( 脈沖調(diào)位)型。筆者所采用的是我校家電實(shí)習(xí)所有的（三洋機(jī)芯

3、）彩電的遙控器，該遙控器是脈沖調(diào)寬型的，其編碼方式為引導(dǎo)碼+8位地址碼+8位地址碼+8功能碼+8位功能碼反碼+4位結(jié)束位。地址碼是用來(lái)識(shí)別設(shè)備的型號(hào)的，所以同一個(gè)遙控器的所有按鍵地址碼都是相同的。功能碼定義各鍵的功能，為了便于抗干擾與排錯(cuò)的軟件處理，功能碼采用正碼反碼的方式發(fā)送，這才是我們要提取的有用編碼。圖3由上圖3可看出邏輯0與邏輯1的脈沖寬度不同，為降低遙控器的能耗和抗干擾，所有脈沖都調(diào)制在38KHZ的載波上。下圖4是用示波器測(cè)量出來(lái)編碼的實(shí)際波形，由于測(cè)量精度的步長(zhǎng)問(wèn)題，邏輯1的寬度示波器顯示為2.2ms。不同的遙控器所采取的格式也有所不同，大家在實(shí)驗(yàn)之前可自行測(cè)試一下。如沒(méi)有示波器可

4、按以下的電路和程序通過(guò)電腦測(cè)試出來(lái)。圖4三、 編碼的采集根據(jù)編碼格式我們可采用測(cè)量脈沖寬度的方式來(lái)檢測(cè)編碼。電路如圖5所示： 圖5圖5圖6電路用51單片機(jī)89C2051為處理器，為能向電腦串口輸入數(shù)據(jù)，系統(tǒng)中加了一個(gè)接口電路MAX232。晶振為11.0592M通訊波特率為9600，D1為工作指示燈。編程環(huán)境是Keil51，編程語(yǔ)言采用C語(yǔ)言。紅外線從CPU的外部中斷INT1腳輸入。當(dāng)單片機(jī)51進(jìn)入中斷服務(wù)時(shí)：?jiǎn)?dòng)定時(shí)器1開(kāi)始計(jì)數(shù)，一個(gè)周期后進(jìn)入第二次中斷，關(guān)定時(shí)器1，記下周期IRW=TH1 （由于0和1寬度都是定值，所以只要記下TH1就可以,TL1可以舍去）然后清除TH1、TL1，再啟動(dòng)定時(shí)器

5、1，如此類推。為全面完整地記錄紅外脈沖周期一次記錄的脈沖個(gè)數(shù)，一般取5060個(gè)，接收完后向串口發(fā)送所記錄的數(shù)據(jù)。編程如下：void INT1Fun(void) interrupt 2 using 1TR0=1;if(TH0=TL0&&TL0=0)/是否是第一次中斷TR0=1;else TR0=0; IRWcount=TH0;/將寬度記入數(shù)組 TH0=TL0=0; TR0=1; count+; if(count=60)/是否滿60個(gè)數(shù)據(jù) TR0=0; EX1=0; count=0; CS();/編碼提取函數(shù) 四、 有效編碼的提取由上圖1可知下劃線的32位，即是紅外編碼加上前面的0

6、X20和后面0XA9、0X20的結(jié)束標(biāo)志，為一個(gè)編碼周期。如何取得有效的編碼，就成為一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題。分析可用兩種方案：1、以引導(dǎo)碼為標(biāo)志（即0X20）接收后面的32位。此方案因?yàn)楫a(chǎn)生0X20的干擾脈沖的概率較高，所以容易產(chǎn)生錯(cuò)碼。2、以結(jié)束位兩位為標(biāo)志（即0XA9、0X20）為標(biāo)志向前取32位。由于連續(xù)產(chǎn)生0XA9和0X20的干擾脈沖的概率極低，所以采用了第二種方案。把采集的數(shù)組IRWcount進(jìn)行從后往前的分析。如有IRWIcount=0X20并且IRWCount-1=OxA9，則由EN=1并開(kāi)始處理，否則為無(wú)用脈沖，可以不處理。編程如下：void CS(void) for (count=6

7、0;count>1;count-) if(IRWcount=0x20)&&(IRWcount-1=0xA9)|(EN=1) EN=1; if(EN=1)&&(IRWcount<0x09) if (IRWcount=0x04)|(IRWcount=0x03) b=0; CL();/轉(zhuǎn)換函數(shù) else b=1; CL();/轉(zhuǎn)換函數(shù) IRWcount=0; IRCodeIRCON=0; IRCON=0; IRCON2=0; EX1=1; EN=0; 五、 轉(zhuǎn)換驗(yàn)證處理分析采集的脈沖寬度，可知0X08為bit“1”，0X04、0X03都為bit“0”。這樣

8、可以每采集1位IRCode向左移一位，每8位為一字節(jié)、每4個(gè)字節(jié)為一組有效編碼。此時(shí)4字節(jié)，前1字節(jié)與第2字節(jié)為功能控制碼和其反碼，第3、4字節(jié)為地址碼，所以只要滿足條件IRCode0=！ IRCode1和IRCode2=IRCode3 即有正確編碼，可以向串口發(fā)送，否則有錯(cuò)碼，應(yīng)該排除。編程如下：void CL(void) if (IRCON<4) if (IRCON2<8) IRCON2+; IRCodeIRCON=IRCodeIRCON<<1; /每讀一次放入變量中的二進(jìn)制的一個(gè)位，每次左移一位 IRCodeIRCON=IRCodeIRCON|b; /每八次填滿一個(gè)字節(jié)，一個(gè)字節(jié)存放遙控編碼4個(gè)位 else IRCON+; /填滿一個(gè)字節(jié)，指向下一個(gè)變量 IRCON2=0; /計(jì)數(shù)清零 else for (a=0;a<2;a+)/只傳送功能碼，地址碼不用傳送 ComOutChar(IRCodea);/向PC串口軟件發(fā)送數(shù)據(jù) ComOutChar(IRCodea); ComOutChar(IRCodea); 下圖7是經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換處理后的紅外編碼（HEX格式）圖7制作的關(guān)?。河捎诓煌倪b控器有不同的編碼方式，所以必須對(duì)常見(jiàn)類型的遙控編碼板式有一定的了解。采集編時(shí)對(duì)不同的鍵都要多采樣幾次，然后進(jìn)行分析。找到引導(dǎo)碼和結(jié)束標(biāo)志，如本文圖1中的引導(dǎo)碼0