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用增强型51单片机实验板实现红外线遥控

作者:时间:2012-06-28来源:网络收藏

标签:化红外接收 集红外接收

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/154531.htm

是目前使用最广泛的一种通信和手段。工业设备中,在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下,采用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,使用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发射器;接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码部分电路。

2.遥控发射器及其编码

下面以日本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,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”0”、“1”定义波形如图2所示。

上述“0”和“1”组成的32位二进制码经38kt_{z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向空间发射,如图3所示为最终发射出去的红外信号波形。

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0仆1.;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。

3.接收头及解码

一体化红外线接收头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,而体积较小,很多家电中都采用此类红外接收头,它适合于各种红外线遥控和红外线数据传输,如图1左下角所示为51板上的一体化红外线接收头。

下面我们就来一起看一下51板是如何来解uPD6121红外线编码及如何使用红外线来进行各式各样的控制。

学习了红外发射原理后,可以想到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。同时,我们还应注意的是,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。

学习板上的一体化红外接收头一共有3个脚,分别是“地”、“电源”、“数据”,其“数据”脚与51的“INTO”脚,整个过程可以分成两步,第一步是读取并判断引导码是否正确,如果不是则直接返回并初始化检测参数;第二步是连续4次,按照每次8bit读取4个字节的后续数据,其中,检测过程里对”0”和“1”的判断必须是在开启计时之后,以减少因为程序执行而导致的测量时间长度上误差。

解码过程关键是使用的定时器,我们可以用引导码的下降沿来触发的定时器开始计时处理,这样就可以获得电平的时间长度了,一般的遥控器编码在长按按键的时候,会连续发数据,可能是同样的数据,也有可能是个特定的所谓的重复帧,但大致上15ms之内没有信号收到就表示当前的数据帧已经接收完毕。

解码部分程序代码如下:

unsignedcharuPD6121_read_code_8(void){unsignedchartemp=0;unsignedchari;for(i=0;8;i++){temp=temp》1:

while(ir_receive==0);//等待高电平测试结束TR1=0;//高电平测试结束,停止计时high_level_time=TH1*256+TL1;//保存高电平的数据TH1=0;TL1=0;TR1=1;//启动对低电平的测试while(ir_receive==1){if(TH1>0x4e){decode_error=1;return0;}//超时出错,返回}

TR1=0;//低电平测试结束Iow_level_time=TH1*256+TL1;//保存低电平的数据TH1=0;TL1=0;TR1=1;//如果电平长度不在合理的范围内,则认为出错if((high_level_time400)II(high_level_time>700)II(Iow_level_time400)II(Iow_level—time>1900)){decode_error=1;returnO;}

if((Iow_level_time>400)(Iow_level_time700))temp=temp0x7f;if((Iow_level_time>1400)(Iow_level_time1900))temp=temp1ox80;} returntemp;}nsignedcharuPD6121_decode(void)//解码出错返回1,对则返回OTR1=1://开始测量引导码(或重复码)的高电平宽度while(ir_receive==0);//等待电平变高,不需要超时监测TR1=0;//高电平(对发射电路而言)测试结束high_level_time=TH1*256+TL1://保存高电平的数据//————————————————————TH1=0;TL1=0;TR1=1;//启动对低电平的测试while(ir_receive==1)//在对高电平进行查询时,计超时。大于20ms出错{if(TH1>0x4e)return1://测试超时后直接初始化相关变量,开始下次测试}


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