| 这里我们以红外线遥控编码芯片为uPD6121G(或者是 HT622、7461等芯片)为例来说明用单片机实现红外遥控解码的详细过程,站长琢磨这个解码程序花了相当多的精力,期间几经修改逐步完善,后来还用它开发了几个小产品,希望能对网友学习单片机有所帮助。
红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点,因而,继彩电、录像机之后,在录音机、音响设备、空凋机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。工业设备中,在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下,采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。
1 红外遥控系统
通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成,应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作,如图1所示。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器;接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。
2 遥控发射器及其编码
遥控发射器专用芯片很多,根据编码格式可以分成两大类,这里我们以运用比较广泛,解码比较容易的一类来加以说明,现以日本NEC的uPD6121G组成发射电路为例说明编码原理。当发射器按键按下后,即有遥控码发出,所按的键不同遥控编码也不同。这种遥控码具有以下特征:
采用脉宽调制的串行码,以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms的组合表示二进制的“0”;以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms的组合表示二进制的“1”,其波形如图2所示。
上述“0”和“1”组成的32位二进制码经38kHz的载频进行二次调制以提高发射效率,达到降低电源功耗的目的。然后再通过红外发射二极管产生红外线向空间发射,如图3所示。
UPD6121G产生的遥控编码是连续的32位二进制码组,其中前16位为用户识别码,能区别不同的电器设备,防止不同机种遥控码互相干扰。该芯片的用户识别码固定为十六进制01H;后16位为8位操作码(功能码)及其反码。UPD6121G最多额128种不同组合的编码。
遥控器在按键按下后,周期性地发出同一种32位二进制码,周期约为108ms。一组码本身的持续时间随它包含的二进制“0”和“1”的个数不同而不同,大约在45~63ms之间,图4为发射波形图。
当一个键按下超过36ms,振荡器使芯片激活,将发射一组108ms的编码脉冲,这108ms发射代码由一个起始码(9ms),一个结果码(4.5ms),低8位地址码(9ms~18ms),高8位地址码(9ms~18ms),8位数据码(9ms~18ms)和这8位数据的反码(9ms~18ms)组成。如果键按下超过108ms仍未松开,接下来发射的代码(连发代码)将仅由起始码(9ms)和结束码(2.5ms)组成。
代码格式(以接收代码为准,接收代码与发射代码反向)
①位定义  
②单发代码格式 
③连发代码格式
注:代码宽度算法:
16位地址码的最短宽度:1.12×16=18ms 16位地址码的最长宽度:2.24ms×16=36ms
易知8位数据代码及其8位反代码的宽度和不变:(1.12ms+2.24ms)×8=27ms
∴32位代码的宽度为(18ms+27ms)~(36ms+27ms)
1． 解码的关键是如何识别“0”和“1”,从位的定义我们可以发现“0”、“1”均以0.56ms的低电平开始,不同的是高电平的宽度不同,“0”为0.56ms,“1”为1.68ms,所以必须根据高电平的宽度区别“0”和“1”。如果从0.56ms低电平过后,开始延时,0.56ms以后,若读到的电平为低,说明该位为“0”,反之则为“1”,为了可靠起见,延时必须比0.56ms长些,但又不能超过1.12ms,否则如果该位为“0”,读到的已是下一位的高电平,因此取(1.12ms+0.56ms)/2=0.84ms最为可靠,一般取0.84ms左右均可。
2． 根据码的格式,应该等待9ms的起始码和4.5ms的结果码完成后才能读码。
如果邮购我们开发的51单片机试验板和扩展元件的网友,可以获得如上图所示的红外遥控手柄,这种遥控器的编码格式符合上面的描述规律,而且价格低廉,有32个按键,按键外形比较统一,如果用于批量开发,可以把遥控器上贴膜换成你需要的字符,这为开发产品提供了便利。
接收器及解码
一体化红外线接收器是一种集红外线接收和放大于一体,不需要任何外接元件,就能完成从红外线接收到输出与TTL电平信号兼容的所有工作,而体积和普通的塑封三极管大小一样,它适合于各种红外线遥控和红外线数据传输。
下面是一个对51实验板配套的红外线遥控器的解码程序,它可以把上图32键的红外遥控器每一个按键的键值读出来,并且通过实验板上P1口的8个LED显示出来,在解码成功的同时并且能发出“嘀嘀嘀”的提示音。
这是站长最新用单片机AT89C51制作的30路红外遥控器,遥控器就是自家的VCD遥控器,接收板用了5片CD4069作为输出缓冲隔离,当按下遥控器30个按键中的一个,接收板对应的一个触点会变成高电平,松开按键,立即恢复成低电平,和TTL兼容。 |