紅外線遙控系統(tǒng)原理及軟件解碼
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。
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)時間隨它包含的二進(jìn)制“0”和“1”的個數(shù)不同而不同，大約在45～63ms之間，圖4為發(fā)射波形圖。
圖4 遙控連發(fā)信號波形
當(dāng)一個鍵按下超過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)射代碼由一個引導(dǎo)碼（9ms）,一個結(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108ms仍未松開，接下來發(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6連發(fā)碼
3 、遙控信號接收
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。
接收器對外只有3個引腳：Out、GND、Vcc與單片機(jī)接口非常方便，如圖7所示。
圖 7
① 脈沖信號輸出接，直接接單片機(jī)的IO 口。
② GND接系統(tǒng)的地線（0V）；
③ Vcc接系統(tǒng)的電源正極（+5V）；
4 遙控信號的解碼
下面是一個對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按鍵的鍵值讀出來，并且通過實(shí)驗(yàn)板上P1口的8個LED顯示出來，在解碼成功的同時并且能發(fā)出“嘀嘀嘀”的提示音。
ORG 0000H
MAIN:
JNB P2.2,IR ;遙控掃描
LJMP MAIN ;在正常無遙控信號時，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:
;以下對遙控信號的9000微秒的初始低電平信號的識別，波形見圖５。
MOV R6,#10
IR_SB:
ACALL DELAY882 ;調(diào)用882微秒延時子程序
JB P2.2,IR_ERROR ;延時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，目的是檢測在8820微秒內(nèi)如果出現(xiàn)高電平就退出解碼程序
;識別連發(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，見圖６。
ACALL DELAY2400 ;延時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 ，０和１的識別 請看圖２
MOV R1,#1AH ;設(shè)定1AH為起始RAM區(qū)
MOV R2,#4
IR_4BYTE:
MOV R3,#8
IR_8BIT:
JNB P2.2,$ ;等待地址碼第一位的高電平信號
LCALL DELAY882 ;高電平開始后用882微秒的時間尺去判斷信號此時的高低電平狀態(tài)
MOV C,P2.2 ;將P2.2引腳此時的電平狀態(tài)0或1存入C中[!--empirenews.page--]
JNC IR_8BIT_0 ;如果為0就跳轉(zhuǎn)到IR_8BIT_0
LCALL DELAY1000
IR_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)暫時存放在R1中
DJNZ R3,IR_8BIT ;接收地址碼的高8位
INC R1 ;對R1中的值加1，換下一個RAM
DJNZ R2,IR_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_GOTO
IR_Rp:
;這里為重復(fù)碼執(zhí)行處
;按住遙控按鍵時，每過108ms就到這里來
JMP IR_GOTO
IR_ERROR:
;錯語退出
LJMP MAIN ;退出解碼子程序
;=================================================
;遙控執(zhí)行部份
IR_GOT
;這里還要判斷1AH和1BH 兩個系統(tǒng)碼或用戶碼，用于識別不同的遙控器
;MOV A,1AH
;CJNE A,#xxH,IR_ERROR ;用戶碼１不對則退出
;MOV A,1BH
;CJNE A,#xxH,IR_ERROR ;用戶碼２不對則退出
;判斷兩個數(shù)據(jù)碼是否相反
MOV A,1CH
CPL A
CJNE A,1DH,IR_ERROR ;兩個數(shù)據(jù)碼不相反則退出
;遙控執(zhí)行部份
;MOV A,1DH ;判斷對應(yīng)按鍵
;CJNE A,#xxH,$+6
;LJMP -à跳到對應(yīng)按鍵執(zhí)行處
;CJNE A,#xxH,$+6
;LJMP -à跳到對應(yīng)按鍵執(zhí)行處
;.
MOV P1,1DH ;將按鍵的鍵值通過P1口的8個LED顯示出來!
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
;=================================================
; 延時子程序
;=============================882
DELAY882: ;1.085x ((202x4)+5)=882
MOV R7,#202
DELAY882_A:
NOP
NOP
DJNZ R7,DELAY882_A
RET
;=============================1000
DELAY1000: ;1.085x ((229x4)+5)=999.285
MOV R7,#229
DELAY1000_A:
NOP
NOP
DJNZ R7,DELAY1000_A
RET
;=============================2400
DELAY2400: ;1.085x ((245x9)+5)=2397.85
MOV R7,#245
DELAY2400_A:
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
DJNZ R7,DELAY2400_A
RET
END
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