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、成本低等特點，因而，繼彩電、錄像機之后，在錄音機、音響設備、空凋機以及玩具等其他小型電器裝置上也紛紛采用紅外線遙控。工業設備中，在高壓、輻射、有毒氣體、粉塵等環境下，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。

6.1 遙控發射器及其編碼

遙控發射器專用芯片很多，根據編碼格式可以分成兩大類，這里以運用比較廣泛，解碼比較容易的一類來加以說明，現以日本NEC的uPD6121G組成發射電路為例說明編碼原理。當發射器按鍵按下后，即有遙控碼發出，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的組合表示二進制的“1”。

●UPD6121G產生的遙控編碼是連續的32位二進制碼組，其中前16位為用戶識別碼，能區別不同的電器設備，防止不同機種遙控碼互相干擾。該芯片的用戶識別碼固定為十六進制01H；后16位為8位操作碼（功能碼）及其反碼。UPD6121G最多可支持128種不同組合的編碼。

●遙控器在按鍵按下后，周期性地發出同一種32位二進制碼，周期約為108ms。一組碼本身的持續時間隨它包含的二進制“0”和“1”的個數不同而不同，大約在45～63ms之間。

●當一個鍵按下超過36ms，振蕩器使芯片激活，將發射一組108ms的編碼脈沖,這108ms發射代碼由一個起始碼（9ms）,一個結果碼（4.5ms）,低8位地址碼（9ms~18ms）,高8位地址碼（9ms~18ms）,8位數據碼（9ms~18ms）和這8位數據的反碼（9ms~18ms）組成。如果鍵按下超過108ms仍未松開，接下來發射的代碼（連發代碼）將僅由起始碼（9ms）和結束碼（2.5ms）組成。

6.2 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據傳輸。

圖7.1   紅外接收頭外形圖

紅外一開始發送一段13.5ms的引導碼，引導碼由9ms的高電平和4.5ms的低電平組成，跟著引導碼是系統碼，系統反碼，按鍵碼，按鍵反碼，如果按著鍵不放，則遙控器則發送一段重復碼，重復碼由9ms的高電平，2.25ms的低電平，跟著是一個短脈沖。波形圖如圖7.2所示：

圖7.2   紅外發送波形示意圖

以脈寬為0.565ms、間隔0.56ms、周期為1.125ms的組合表示二進制的“0”；以脈寬為0.565ms、間隔1.685ms、周期為2.25ms的組合表示二進制的“1”，其波形如圖3

圖7.3 發射端發出 “0”和“1”的表示方法

紅外接收頭將38K載波信號過慮，得到與發射代碼反向接收代碼

   

圖7.4  紅外接收后的接收代碼

注意：1）  當一個鍵按下超過36ms，振蕩器使芯片激活，將發射一組108ms的編碼脈沖,這108ms發射代碼由一個起始碼（9ms）,一個結果碼（4.5ms）,低8位地址碼（9ms~18ms）,高8位地址碼（9ms~18ms）,8位數據碼（9ms~18ms）和這8位數據的反碼（9ms~18ms）組成。如果鍵按下超過108ms仍未松開，接下來發射的代碼（連發代碼）將僅由起始碼（9ms）和結束碼（2.5ms）組成。

2）UPD6121G產生的遙控編碼是連續的32位二進制碼組，其中前16位為用戶識別碼，能區別不同的電器設備，防止不同機種遙控碼互相干擾。芯片廠商把用戶識別碼固定為十六進制的一組數；后16位為8位操作碼（功能碼）及其反碼。UPD6121G最多可達128種不同組合的編碼。遙控器在按鍵按下后，周期性地發出同一種32位二進制碼，周期約為108ms。一組碼本身的持續時間隨它包含的二進制“0”和“1”的個數不同而不同，大約在45～63ms之間，圖4為發射波形圖。當一個鍵按下超過36ms，振蕩器使芯片激活，將發射一組108ms的編碼脈沖,

3）解碼的關鍵是如何識別“0”和“1”，從位的定義可以發現“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,所以必須根據高電平的寬度。區別“0”和“1”。如果從0.56ms低電平過后，開始延時，0.56ms以后，若讀到的電平為低，說明該位為“0”，反之則為“1”，為了可靠起見，延時必須比0.56ms長些，但又不能超過1.12ms,否則如果該位為“0”，讀到的已是下一位的高電平，因此取（1.12ms+0.56ms）/2=0.84ms最為可靠，一般取0.84ms左右均可。

6.3 遙控信號的解碼算法及程序編制

平時。遙控器無鍵按下。紅外發射二極管不發出信號，遙控接收頭輸出信號1。有鍵按下時．O和1編碼的高電平經遙控頭倒相后會輸出信號O．由于與單片機的中斷腳相連，將會引起單片機中斷(單片機預先設定為下降沿產生中斷)。單片機在中斷時使用定時器0或定時器1開始計時．到下一個脈沖到來時，即再次產生中斷時，先將計時值取出。清零計時值后再開始計時．通過判斷每次中斷與上一次中斷之間的時間間隔。便可知接收到的是引導碼還是 O和1。如果計時值為9ms。接收到的是引導碼，如果計時值等于1．12ms，接收到的是編碼O。如果計時值等于2. 25ms．接收到的是編碼1。在判斷時間時，應考慮一定的誤差值。因為不同的遙控器由于晶振參數等原因，發射及接收到的時間也會有很小的誤差。

 解碼方法如下：

(1)設外部中斷0(或者1)為下降沿中斷，定時器0(或者1)為16位計時器．初始值均為O。

(2)第一次進入遙控中斷后，開始計時。

(3)從第二次進入遙控中斷起，先停止計時。并將計時值保存后，再重新計時。如果計時值等于前導碼的時間，設立前導碼標志。準備接收下面的一幀遙控數據，如果計時值不等于前導碼的時間，但前面已接收到前導碼，則判斷是遙控數據的O還是1。

(4)繼續接收下面的地址碼、數據碼、數據反碼。

(5)當接收到32位數據時，說明一幀數據接收完畢。此時可停止定時器的計時，并判斷本次接收是否有效．如果兩次地址碼相同且等于本系統的地址，數據碼與數據反碼之和等于0FFH，則接收的本幀數據碼有效。否則丟棄本次接收到的數據。

(6)接收完畢，初始化本次接收的數據，準備下一次遙控接收。

6.4 實戰演練

1） 實驗任務

用附贈的萬能遙控器作為發射器 通過實驗板上的1838紅外接收頭，解碼并通過1602LCD顯示出遙控器的編碼值  包括 用戶碼 用戶碼反碼 按鍵碼 按鍵碼反碼。

2） 實驗電路

         圖7.5   RZ-51學習板上的紅外接收電路連接圖

TX1838 一體化紅外接收頭，接收來自紅外遙控器的紅外遙控信號。1838 集成紅外接收二極管、放大、解調、整形等電路在同一封裝上。1838 負責紅外遙控信號的解調，將調制在38kHz 上的紅外脈沖信號解調并倒相后輸入到單片機的P3.2（INT0）引腳，由單片機進行高電平與低電平寬度的測量（脈沖寬度調制解碼）。

3） 實驗步驟

將JPJS紅外接收跳線插好

將JPLED P0跳線拔掉

將1602LCD插到實驗板上

把附贈的萬能遙控器裝上電池。以便解碼時作為發射器用

4） 流程圖

圖7.5   1602顯示紅外發射碼的程序流程圖

5） C語言源程序

//本解碼程序適用于NEC的upd6121及其兼容芯片的解碼，支持大多數遙控器 實驗板采用11.0592MHZ晶振

#include<reg52.h>       //包含單片機寄存器的頭文件

#include<intrins.h>  //包含_nop_()函數定義的頭文件

sbit IR=P3^2;           //將IR位定義為P3.2引腳

sbit RS=P2^0;    //寄存器選擇位，將RS位定義為P2.0引腳

sbit RW=P2^1;    //讀寫選擇位，將RW位定義為P2.1引腳

sbit E=P2^2;     //使能信號位，將E位定義為P2.2引腳

sbit BF=P0^7;    //忙碌標志位，，將BF位定義為P0.7引腳

sbit BEEP = P3^6; //蜂鳴器控制端口P36

unsigned char flag;

unsigned char code string[ ]= {"1602IR-CODE TEST"};

unsigned char a[4];    //儲存用戶碼、用戶反碼與鍵數據碼、鍵數據反碼

unsigned int LowTime,HighTime; //儲存高、低電平的寬度

/*****************************************************

函數功能：延時1ms

***************************************************/

void delay1ms()

{

   unsigned char i,j;  

     for(i=0;i<10;i++)

      for(j=0;j<33;j++)

       ;       

 }

 /*****************************************************

函數功能：延時若干毫秒

入口參數：n

***************************************************/

 void delay(unsigned char n)

 {

   unsigned char i;

    for(i=0;i<n;i++)

       delay1ms();

 }

 

 

 

/*********************************************************/

void beep()     //蜂鳴器響一聲函數

{

  unsigned char i;

  for (i=0;i<100;i++)

   {

   delay1ms();

   BEEP=!BEEP;       //BEEP取反

   }

   BEEP=1;           //關閉蜂鳴器

   delay(250);       //延時    

}

/*****************************************************

函數功能：判斷液晶模塊的忙碌狀態

返回值：result。result=1，忙碌;result=0，不忙

***************************************************/

 unsigned char BusyTest(void)

  {

    bit result;

    RS=0;       //根據規定，RS為低電平，RW為高電平時，可以讀狀態

    RW=1;

    E=1;        //E=1，才允許讀寫

    _nop_();   //空操作

    _nop_();

    _nop_();

    _nop_();   //空操作四個機器周期，給硬件反應時間

    result=BF;  //將忙碌標志電平賦給result

    E=0;

    return result;

  }

/*****************************************************

函數功能：將模式設置指令或顯示地址寫入液晶模塊

入口參數：dictate

***************************************************/

void WriteInstruction (unsigned char dictate)

{  

    while(BusyTest()==1); //如果忙就等待

     RS=0;                  //根據規定，RS和R/W同時為低電平時，可以寫入指令

     RW=0;  

     E=0;                  //E置低電平(根據表8-6，寫指令時，E為高脈沖，

                           // 就是讓E從0到1發生正跳變，所以應先置"0"

     _nop_();

     _nop_();             //空操作兩個機器周期，給硬件反應時間

     P0=dictate;            //將數據送入P0口，即寫入指令或地址

     _nop_();

     _nop_();

     _nop_();

     _nop_();               //空操作四個機器周期，給硬件反應時間

     E=1;                   //E置高電平

     _nop_();

     _nop_();

     _nop_();

     _nop_();               //空操作四個機器周期，給硬件反應時間

      E=0;          //當E由高電平跳變成低電平時，液晶模塊開始執行命令

 }

/*****************************************************

函數功能：指定字符顯示的實際地址

入口參數：x

***************************************************/

 void WriteAddress(unsigned char x)

 {

     WriteInstruction(x|0x80); //顯示位置的確定方法規定為"80H+地址碼x"

 }

/*****************************************************

函數功能：將數據(字符的標準ASCII碼)寫入液晶模塊

入口參數：y(為字符常量)

***************************************************/

 void WriteData(unsigned char y)

 {

    while(BusyTest()==1); 

      RS=1;           //RS為高電平，RW為低電平時，可以寫入數據

      RW=0;

      E=0;            //E置低電平(根據表8-6，寫指令時，E為高脈沖，

                       // 就是讓E從0到1發生正跳變，所以應先置"0"

      P0=y;           //將數據送入P0口，即將數據寫入液晶模塊

      _nop_();

      _nop_();

      _nop_();

     _nop_();       //空操作四個機器周期，給硬件反應時間

      E=1;          //E置高電平

      _nop_();

      _nop_();

      _nop_();

     _nop_();        //空操作四個機器周期，給硬件反應時間

     E=0;          //當E由高電平跳變成低電平時，液晶模塊開始執行命令

 }

/*****************************************************

函數功能：對LCD的顯示模式進行初始化設置

***************************************************/

void LcdInitiate(void)

{

   delay(15);      //延時15ms，首次寫指令時應給LCD一段較長的反應時間

WriteInstruction(0x38); //顯示模式設置：16×2顯示，5×7點陣，8位數據接口

    delay(5);   //延時5ms　

    WriteInstruction(0x38);

    delay(5);

    WriteInstruction(0x38);

    delay(5);

    WriteInstruction(0x0C);  //顯示模式設置：顯示開，有光標，光標閃爍

    delay(5);

    WriteInstruction(0x06);  //顯示模式設置：光標右移，字符不移

    delay(5);

    WriteInstruction(0x01);  //清屏幕指令，將以前的顯示內容清除

    delay(5);

 }

/************************************************************

函數功能：對4個字節的用戶碼和鍵數據碼進行解碼

說明：解碼正確，返回1，否則返回0

出口參數：dat

*************************************************************/

bit DeCode(void)       

{

   

   unsigned char  i,j;

    unsigned char temp;    //儲存解碼出的數據

    for(i=0;i<4;i++)      //連續讀取4個用戶碼和鍵數據碼

      {

         for(j=0;j<8;j++)  //每個碼有8位數字

             {

    temp=temp>>1;  //temp中的各數據位右移一位，因為先讀出的是高位數據                                

               TH0=0;         //定時器清0

               TL0=0;         //定時器清0

               TR0=1;         //開啟定時器T0

              while(IR==0)   //如果是低電平就等待

                   ;          //低電平計時

               TR0=0;         //關閉定時器T0

               LowTime=TH0*256+TL0;    //保存低電平寬度

               TH0=0;         //定時器清0

               TL0=0;         //定時器清0

               TR0=1;         //開啟定時器T0

               while(IR==1)   //如果是高電平就等待

                   ;              

               TR0=0;        //關閉定時器T0

               HighTime=TH0*256+TL0;   //保存高電平寬度

               if((LowTime<370)||(LowTime>640))

     return 0;        //如果低電平長度不在合理范圍，則認為出錯，停止解碼          

 if((HighTime>420)&&(HighTime<620))   //如果高電平時間在560微秒左右，即計數560／1.085＝516次

              temp=temp&0x7f;    //(520-100=420, 520+100=620)，則該位是0

               if((HighTime>1300)&&(HighTime<1800)) //如果高電平時間在1680微秒左右，即計數1680／1.085＝1548次

                       temp=temp|0x80;       //(1550-250=1300,1550+250=1800),則該位是1

             }                          

       a[i]=temp;   //將解碼出的字節值儲存在a[i]                                                                                

    }                        

  if(a[2]=~a[3])  //驗證鍵數據碼和其反碼是否相等,一般情況下不必驗證用戶碼

     return 1;     //解碼正確，返回1

}

 

/*------------------二進制碼轉換為壓縮型BCD碼,并顯示---------------*/

 

void two_2_bcd(unsigned char date)

{

 

   unsigned char temp;

   temp=date;

   date&=0xf0;

   date>>=4;                    //右移四位得到高四位碼

   date&=0x0f;                  //與0x0f想與確保高四位為0

   if(date<=0x09)

   {                

     WriteData(0x30+date);            //lcd顯示鍵值高四位

   }

   else

   {

     date=date-0x09;

     WriteData(0x40+date);

   }

   date=temp;

   date&=0x0f;

   if(date<=0x09)

   {

     WriteData(0x30+date);            //lcd顯示低四位值

   }

   else

   {

     date=date-0x09;

     WriteData(0x40+date);

   }

   WriteData(0x48);                 //顯示字符'H'

}

/************************************************************

函數功能：1602LCD顯示

*************************************************************/

void Disp(void)

{ 

    WriteAddress(0x40);  // 設置顯示位置為第一行的第1個字

      two_2_bcd(a[0]);

      WriteData(0x20);

      two_2_bcd(a[1]);

        WriteData(0x20);

      two_2_bcd(a[2]);

         WriteData(0x20);

      two_2_bcd(a[3]);

 

}

/************************************************************

函數功能：主函數

*************************************************************/

void main()

{

     unsigned char i;  

    LcdInitiate();         //調用LCD初始化函數 

    delay(10);

        WriteInstruction(0x01);//清顯示：清屏幕指令

        WriteAddress(0x00);  // 設置顯示位置為第一行的第1個字

        i = 0;

        while(string[i] != '\0')    //'\0'是數組結束標志

            {                      // 顯示字符 WWW.RICHMCU.COM

                WriteData(string[i]);

                i++;   

            }

    EA=1;        //開啟總中斷

   EX0=1;       //開外中斷0

   ET0=1;       //定時器T0中斷允許

   IT0=1;       //外中斷的下降沿觸發 

    TMOD=0x01;   //使用定時器T0的模式1

    TR0=0;       //定時器T0關閉

   while(1);   //等待紅外信號產生的中斷

     

}

/************************************************************

函數功能：紅外線觸發的外中斷處理函數

*************************************************************/

void Int0(void) interrupt 0

  {

     EX0=0;      //關閉外中斷0，不再接收二次紅外信號的中斷，只解碼當前紅外信號

      TH0=0;      //定時器T0的高8位清0

      TL0=0;      //定時器T0的低8位清0

      TR0=1;        //開啟定時器T0

      while(IR==0);          //如果是低電平就等待，給引導碼低電平計時

      TR0=0;                //關閉定時器T0    

      LowTime=TH0*256+TL0;  //保存低電平時間

      TH0=0;      //定時器T0的高8位清0

      TL0=0;      //定時器T0的低8位清0

      TR0=1;        //開啟定時器T0

      while(IR==1);  //如果是高電平就等待，給引導碼高電平計時

      TR0=0;        //關閉定時器T0

      HighTime=TH0*256+TL0; //保存引導碼的高電平長度

     if((LowTime>7800)&&(LowTime<8800)&&(HighTime>3600)&&(HighTime<4700))

         {

            //如果是引導碼,就開始解碼,否則放棄,引導碼的低電平計時

           //次數＝9000us/1.085=8294, 判斷區間:8300－500＝7800，8300＋500＝8800.

          if(DeCode()==1) // 執行遙控解碼功能

         {

       

          Disp();//調用1602LCD顯示函數

          beep();//蜂鳴器響一聲 提示解碼成功

         }

         }

      EX0=1;   //開啟外中斷EX0

  }

 

 

實戰演練：

1.試著嘗試練習用遙控器來控制溫度或時鐘的顯示，或控制繼電器的吸合或控制音樂等，自己任意發揮和想像。

2.試著自制遙控電飯煲的控制

 

 

 

希望在即，努力吧！

 

 

 

 

 

 

 

 

路過

雞蛋

鮮花

握手

雷人