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。
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