基于单片机的红外遥控器解码器的设计

TC9012F是一种通用型红外遥控信号发送用CMOS大规模集成电路，适用于电视(TV)，磁带录像机(VTR)，激光唱机等设备的遥控操作。市场上，以TC9012F为核心的9012型红外遥控器被广泛使用且价格便宜。将设计的基于单片机AT89C51的9012型红外遥控解码器应用于生产即时显示系统中，作为参数设置和系统控制用红外遥控器，在实际应用中收到了良好效果。

　　1 红外线遥控信号发送器电路 TC9012F的遥控信号

　　TC9012F为4位专用微控制器，其内部振荡电路的振荡频率fosc典型值为455 kHz。当不按下操作键时，其内部455 kHz的时钟振荡器停止工作，以减少电池消耗。内部分频电路将振荡频率，fosc进行12分频后，变成频率fc=37．9 kHz，占空比为1/3的脉冲载波信号。 红外遥控信号发送器电路由集成电路TC9012F、键盘矩阵电路、驱动器和红外发光二极管组成，遥控信号为37．9 kHz的脉冲载波被遥控编码脉冲调制的已调波，如图1所示。

　　遥控编码脉冲由引导码、用户码、功能码和功能码的相反码组成，用户码是同一组码发送两次，如图2所示。用户码为8位，所以整个脉冲码为32位。引导码作为接收数据的准备脉冲，他由8TCP(4．5 ms)的高电平和8TCP(4．5 ms)的低电平组成。用户码和功能码采用脉冲位置调制(PPM)方式编码，根据脉冲之间的时间间隔来区分码值的0或1。对应于二进制数字信号的0或1，脉冲时间间隔分别为2TCP(1．125 ms)和4TCP(2．25 ms)，而每一脉冲的宽度仍不变，均为TCP(0．562 6 ms)。由于用户码发送两次，功能码与其相反码一起发送，因此系统的误动作很少。

　　本遥控器采用第一次发送的遥控信号的编码脉冲(图3所示)和第二、第三次连续发送的遥控信号的编码脉冲(图4所示)不同的工作方式。这样，当按键一直按着的时候，从第二次连续发送开始，只发送引导码和用户码第一位SO的相反码SO,因此可减少接收处理时间和红外发光二极管功耗，遥控编码脉冲经脉冲载波调制后由TC9021F的第脚输出，再经激励器驱动红外发光二极管，发送出波长为940nm的脉冲红外光。假设用户码为十六进制的76H则第一次发送的遥控信号的编码脉冲如图3所示。

　　由图2和图3可以看出，遥控编码脉冲波形的输出时间为192TCP或224TCP,α为用户码(8位)的输出时间。当α≥26TCP时，遥控编码脉冲波形输出时间为224TCP.另外，对于连续发送的编码脉冲中用户码第一位的相反码的脉冲间隔时间，当SO=1时，则SO=0，该时间为2TCP,当SO=0时，则SO=1，该时间为4TCP.

　　2解码器硬件设计

　　解码器硬件以AT89C51单片机为核心，如图5所示,图中只给出接收红外遥控信号的部分电路。红外遥控信号经过红外接收模块接收后，解调为遥控信号的编码脉冲由输出端A输出，其波形如图3和图4所示，此信号经过反相器74LS04输出到AT89C51的外部中断INT0输入端.单片机通过运行程序对红外遥控器TC9021所发出的编码脉冲进行接收和译码。

　　3单片机程序设计

　　单片机程序主要解决的问题就是如何对接收到的9021型红外遥控器所发射的信号进行解码，编码脉冲信号是由引导码、用户码、和功能码等部分组成，我们只对获取其功能码过程进行分析。在单片机设置中，将单片机AT89C51内部定时器/计数器T0设为定时方式1，定时时间为1 ms；设外部中断INT0为下降沿中断触发方式，由于在接收时将编码脉冲信号进行反相，因此，每当INT0外管脚信号下降沿到来时，外部中断INT0发生中断，启动定时器T0，定时器每次中断定时时间为1 ms并累加到定时计数器中，在下一次外部中断INT0发生中断时读取定时计数器中的时间，通过对两个脉冲之间的定时时间的分析来对遥控器功能码进行解码。图6、图7和图8分别给出解码器主程序、定时器T0中断程序和外部中断INT0中断程序的流程图。