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分类: LINUX

2012-12-27 16:58:25

声明部分内容摘自:
http://www.hificat.com/dpj_step/compositive_7.html
http://www.ceet.hbnu.edu.cn/bbs/viewthread.php?tid=102

1、红外遥控系统

通用红外遥控系统由发射接收两大部分组成,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:

点击(此处)折叠或打开

  1. #include
  2. #include

  3. // 函数原型
  4. void SystemInit(void);
  5. void Delay_840us(void);
  6. void Delay_2400us(void);
  7. void LedDisp();
  8. unsigned char GetCode(void);//获得码
  9. void delay(unsigned char loop);

  10. // 位变量
  11. sbit IRIN = P3^2;    
  12. sbit BEEP = P1^6;
  13. sbit swch = P1^7;

  14. // 变量
  15. unsigned char KeyValue; //机器码
  16. unsigned char MaValue; //键值码;
  17. unsigned char disbuf[4]; //数码管显示缓冲
  18. unsigned char scan[4]={0x04,0x08,0x10,0x20}; //p2位选择
  19. unsigned char code table[16] = //共陰碼
  20. {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71};

  21. /**
  22.  * 延时
  23.  */
  24. void delay(unsigned char loop)
  25. {
  26.     unsigned char i;
  27.     for(i=0;i>8);
  28.     TR1=1;
  29.     while(!TF1);
  30.     TF1=0;
  31.     TR1=0;
  32. }

  33. /**
  34.  * 延时9ms
  35.  */
  36. void Delay_9000us(void)
  37. {
  38.     TL1 = 153.6;
  39.     TH1 = 223.6;
  40.     TR1 = 1;
  41.     while(!TF1);
  42.     TF1 = 0;
  43.     TR1 = 0;
  44. }

  45. /**
  46.  * 延时4.5ms
  47.  */
  48. void Delay_4500us(void)
  49. {
  50.     TH1 = 239.8;
  51.     TL1 = 204.8;
  52.     TR1 = 1;
  53.     while(!TF1);
  54.     TF1 = 0;
  55.     TR1 = 0;
  56. }

  57. /**
  58.  * 系统初始化
  59.  */
  60. void SystemInit(void)
  61. {
  62.     IRIN = 1;
  63.     IT0 = 1; //INT0负跳变触发
  64.     TMOD = 0x10; //定时器1工作在方式1
  65.     EA = 1;
  66.     EX0 = 1;
  67. }

  68. /**
  69.  * 读码
  70.  */
  71. unsigned char GetCode()
  72. {
  73.     unsigned char n;

  74.     static temp = 0;

  75.     for( n = 0; n < 8; n++ )
  76.     {
  77.         while(!IRIN); // 等待高电平,开始解码

  78.         Delay_840us(); // 延时0.84ms

  79.         if(IRIN) // 若仍然为高电平,则为1,否则为0
  80.         {
  81.            temp = (0x80|(temp>>1)); // 1
  82.            while(IRIN); //等待跳变成低电平
  83.         }
  84.         else {
  85.             temp=(0x00|(temp>>1)); // 0
  86.         }
  87.     }

  88.     return temp;
  89. }

  90. /**
  91.  * 数码管显示
  92.  */
  93. void LedDisp()
  94. {
  95.     unsigned char i;
  96.     for(i=0;i<4;i++)
  97.     {
  98.         P0=table[disbuf[i]];
  99.         P2 = scan[i];
  100.         delay(50);
  101.         P0=0x00;
  102.     }
  103. }

  104. void main(void)
  105. {
  106.     SystemInit();

  107.     while(1)
  108.     {
  109.         //以下是查表显示
  110.         disbuf[0]=(((KeyValue&0xf0)>>4)&0x0f);
  111.         disbuf[1]=KeyValue&0x0f;
  112.         disbuf[2]=(((MaValue&0xf0)>>4)&0x0f);
  113.         disbuf[3]=MaValue&0x0f;
  114.         LedDisp();
  115.     }
  116. }


  117. void interr_ir(void) interrupt 0
  118. {
  119.     /**
  120.      * 用户码和机器码
  121.      */
  122.     unsigned char addrl,addrh,num1,num2;

  123.     EA = 0; //先关闭外部中断0

  124.     Delay_9000us(); // 检测9ms开始码

  125.     if (IRIN) { // 检测是否为干扰信号
  126.         EA = 1; // 重新开启外部中断0
  127.         return ; // 退出解码
  128.     }
  129.         
  130.     while(!IRIN); // 等待跳为高电平

  131.     Delay_4500us(); // 检测4.5ms结果码

  132.     if (IRIN) { // 检测是否为干扰信号
  133.         EA = 1; // 重新开启外部中断0
  134.         return ; // 退出解码
  135.     }

  136.     // 读码
  137.     addrl=GetCode(); // 用户编码高位
  138.     addrh=GetCode(); // 用户编码低位
  139.     num1=GetCode(); // 机器码
  140.     num2=GetCode(); // 机器码反码

  141.     //校验是否为错码
  142.     if(num1!=~num2)
  143.     {
  144.         KeyValue=14;
  145.         EA=1;
  146.         return;
  147.     }

  148.     KeyValue=num2;
  149.     MaValue=addrh;

  150.     EA=1;
  151. }

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:

点击(此处)折叠或打开

  1. unsigned char GetCode()
  2. {
  3.     unsigned char n;

  4.     static temp = 0;

  5.     for( n = 0; n < 8; n++ )
  6.     {
  7.         while(!IRIN); // 等待高电平,开始解码

  8.         Delay_840us(); // 延时0.84ms

  9.         if(IRIN) // 若仍然为高电平,则为1,否则为0
  10.         {
  11.            temp = (0x80|(temp>>1)); // 1
  12.            while(IRIN); //等待跳变成低电平
  13.         }
  14.         else {
  15.             temp=(0x00|(temp>>1)); // 0
  16.         }
  17.     }

  18.     return temp;
  19. }
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。
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