51单片机红外解码程序

声明部分内容摘自：

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。

 

 

下面，我们将使用下面两种设备：

另外，使用51单片机进行解码。

2、原理图

从原理图看出，IR的data脚与51的PD2(P3.2)相连。    

                 

2、红外发射原理

要对红外遥控器所发的信号进行解码，必须先理解这些信号。

a) 波形

首先来看看，当我们按下遥控器时，红外发射器是发送了一个什么样的信号波形，如下图：

由上图所示，当一个键按下超过22ms，振荡器使芯片激活，将发射一组108ms的编码脉冲(由位置1所示)。如果键按下超过108ms仍未松开，接下来发射的代码（连发代码由位置3所示）将仅由起始码（9ms）和结束码（2.5ms）组成。下面把位置1的波形放大：

 

由 位置1的波形得知，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（用户编码）（9ms~18ms）,高8位地址 码（用户编码）（9ms~18ms）,8位数据码（键值数据码）（9ms~18ms）和这8位数据的反码（键值数据码反码）（9ms~18ms）组成。

b) 编码格式

遥控器发射的信号由一串0和1的二进制代码组成．不同的芯片对0和1的编码有所不同。通常有曼彻斯特编码和脉冲宽度编码。XS-091遥控板的0和1采用PWM方法编码，即脉冲宽度调制。下图为一个发射波形对应的编码方法：

放大0和1的波形如下图：

这种编码具有以下特征：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”。

3、红外接收原理

a) 波形

红外接收头将38K载波信号过虑，接收到的波形刚好与发射波形相反：

放大，位定义0和位定义1波形如下：

 

4、解码原理及算法

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

可以得知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

所有32位代码的宽度为（18ms+27ms）~(36ms+27ms)

对 于红外线遥控对于很多电子爱好者来讲，都感觉到非常神奇，看不到，摸不着，但能实现无线遥控，其实控制的关键就是我们要用单片机芯片来识别红外线遥控器发 出红外光信号，即我们通常所说的解码。单片机得知发过来的是什么信号，然后再做出相应的判断与控制，如我们按电视机遥控器的频道按钮，则单片机会控制更换 电视频道，如按的是遥控器音量键，则单片机会控制增减音量。

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。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。

5、实例代码:

注意一下几点：

1. 从上面“红外接收头与单片机连接原理图”来看，红外接收头的型号脚是与51的int0相连，所以需要使用INT0(外部中断0).

2. 由于解码过程中涉及到延时，为精确起见，我们选择使用定期时1来计时。

实例代码：

#include
#include

// 函数原型
void SystemInit(void);
void Delay_840us(void);
void Delay_2400us(void);
void LedDisp();
unsigned char GetCode(void);//获得码
void  delay(unsigned char loop);

// 位变量
sbit IRIN = P3^2;
sbit BEEP = P1^6;
sbit swch = P1^7;

// 变量
unsigned char KeyValue;     //机器码
unsigned char MaValue;      //键值码；
unsigned char disbuf[4];    //数码管显示缓冲
unsigned char scan[4]={0x04,0x08,0x10,0x20}; //p2位选择
unsigned char code table[16] = //共陰碼
{0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71};

/**
 * 延时
 */
void delay(unsigned char loop)
{
    unsigned char i;
    for(i=0;i>8);
    TR1=1;
    while(!TF1);
    TF1=0;
    TR1=0;
}

/**
 * 延时9ms
 */
void Delay_9000us(void)
{
    TL1 = 153.6;
    TH1 = 223.6;
    TR1 = 1;
    while(!TF1);
    TF1 = 0;
    TR1 = 0;
}

/**
 * 延时4.5ms
 */
void Delay_4500us(void)
{
    TH1 = 239.8;
    TL1 = 204.8;
    TR1 = 1;
    while(!TF1);
    TF1 = 0;
    TR1 = 0;
}

/**
 * 系统初始化
 */
void SystemInit(void)
{
    IRIN = 1;
    IT0 = 1;         //INT0负跳变触发
    TMOD = 0x10;     //定时器1工作在方式1
    EA = 1;
    EX0 = 1;
}

/**
 * 读码
 */
unsigned char GetCode()
{
    unsigned char n;

    static temp = 0;

    for( n = 0; n < 8; n++ )
    {
        while(!IRIN);  // 等待高电平，开始解码

        Delay_840us(); // 延时0.84ms

        if(IRIN) // 若仍然为高电平，则为1，否则为0
        {
           temp = (0x80|(temp>>1));  // 1
           while(IRIN); //等待跳变成低电平
        }
        else {
            temp=(0x00|(temp>>1));  // 0
        }
    }

    return temp;
}

/**
 * 数码管显示
 */
void LedDisp()
{
    unsigned char i;
    for(i=0;i<4;i++)
    {
        P0=table[disbuf[i]];
        P2 = scan[i];
        delay(50);
        P0=0x00;
    }
}

void main(void)
{
    SystemInit();

    while(1)
    {
        //以下是查表显示
        disbuf[0]=(((KeyValue&0xf0)>>4)&0x0f);
        disbuf[1]=KeyValue&0x0f;
        disbuf[2]=(((MaValue&0xf0)>>4)&0x0f);
        disbuf[3]=MaValue&0x0f;
        LedDisp();
    }
}


void interr_ir(void) interrupt 0
{
    /**
     * 用户码和机器码
     */
    unsigned char addrl,addrh,num1,num2;

    EA = 0;  //先关闭外部中断0

    Delay_9000us(); // 检测9ms开始码

    if (IRIN) {     // 检测是否为干扰信号
        EA = 1;     // 重新开启外部中断0
        return ;    // 退出解码
    }

    while(!IRIN);   // 等待跳为高电平

    Delay_4500us(); // 检测4.5ms结果码

    if (IRIN) {     // 检测是否为干扰信号
        EA = 1;     // 重新开启外部中断0
        return ;    // 退出解码
    }

    // 读码
    addrl=GetCode(); // 用户编码高位
    addrh=GetCode(); // 用户编码低位
    num1=GetCode();  // 机器码
    num2=GetCode();  // 机器码反码

    //校验是否为错码
    if(num1!=~num2)
    {
        KeyValue=14;
        EA=1;
        return;
    }

    KeyValue=num2;
    MaValue=addrh;

    EA=1;
}

代码分析（只分析关键部位）：

1. 系统初始化SystemInit()

系统初始化时，我们设置IRIN为高电平，同时把IT0设置成1，即下降沿（负跳变）触发中断。这是用于接收波形的引导码是从低电平开始的（如上面接收波形所示）。这样，当按下按键时，红外接收到信号，IRIN则发生从预先设置的高电平跳为低电平，从而产生中断。

2. 解码--中断程序 interr_ir(void)

首先，第一步把EX0关中断，这步至关重要，因为一个接收波形许多的下降沿，这样会产生干扰中断。

接下来，使用定期时0延时9ms，跳过开始码。注意，延时后，需要检测一下干扰信号。

下一步，while(!IRIN); 等待4.5ms高电平的到来，再延时4.5ms，跳过结果。

引导码过后， 开始读码，执行GetCode()：

32位数据码，分4次读取，所以执行4次GetCode()，读取一个字节数据过程如下：

unsigned char GetCode()
{
    unsigned char n;

    static temp = 0;

    for( n = 0; n < 8; n++ )
    {
        while(!IRIN);  // 等待高电平，开始解码

        Delay_840us(); // 延时0.84ms

        if(IRIN) // 若仍然为高电平，则为1，否则为0
        {
           temp = (0x80|(temp>>1));  // 1
           while(IRIN); //等待跳变成低电平
        }
        else {
            temp=(0x00|(temp>>1));  // 0
        }
    }

    return temp;
}

1. 从上述位定义看，位0和位1都是0.56ms的低电平过后，高电平开始延时。所以，读码的第一步while(!IRIN);是等待这个0.56ms的低电平之后的高电平。

2. 从高定平到后开始延时0.84ms

3. 判断0.84ms的波形高电平还是低电平。若仍然是高电平证明，该位为“1”，否则为“0”。

到这里读码结束。

3. 校验

由于32位数据码中，后两个字节是键数据码和健数据反码。可以通过这两个字节数来实行校验。即，把前一个字节去反判读是否等于后一字节。