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    单片机红外遥控器设计

    作者:mcu110   来源:51hei   点击数:x  更新时间:2007年08月01日   【字体:

      红外线遥控是目前使用很广泛的一一种通信№和遥控技术 。由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点,因 而,继彩电、录像机之后,在录音机、音响设备、空凋机以及玩具等其它小型电器装置上    也纷纷采用红外线遥控 。工业设备中,在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下,采用红外线遥控不 仅完全可*而且能有效地隔离电气干扰 。

       红外线是太阳光线中众多不 可见光线中的一一种,由德国科学家霍胥尔于1800年发现,又●称为红外热辐射,他将太阳光用三棱镜分解开,在各种不 同颜色的一色带位置上    放置了温度计,试图测量各种颜色的一光的一加热效应 。结果发现,位于红光外侧的一那支温度计升温最快 。因 此得到结论:太阳光谱中,红光的一外侧必定存在看不 见的一光线,这就是红外线 。也可以当作传输之媒界 。 太阳光谱上    红外线的一波长大于可见光线,波长为0.75~1000μm 。红外线可分为三部分,即近红外线,波长为0.75~1.50μm之间;中红外线,波长为1.50~6.0μm之间;远红外线,波长为6.0~l000μm 之间 。
    真正的一红外线夜视仪是光电倍增管成像,与望远镜原理全完不 同,白天不 能使用,价格昂贵且需电源才能工作 。

    【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 。

    图1a《红外发射原理图》
    图1b 《红外接受原理图》

    【遥控发射器及其编码】

       红外遥控发射器专用芯片很多,根据编码格式可以分成两大类,这里我们以运用比较广泛,解码比较容易的一一类来加以说明,现以日本NEC的一uPD6121G组成发射电路为例说明编码原理 。当发射器按键按下后,即有遥控码发出,所按的一键不 同遥控编码也不 同 。这种遥控码具有以下特征:

      采用脉宽调制的一串行码,以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms的一组合表示二进制的一“0”;以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms的一组合表示二进制的一“1”,其波形如图2所示 。

     

      上    述“0”№和“1”组成的一32位二进制码经38kHz的一载频进行二次调制以提高发射效率,达到降低电源功耗的一目的一 。然后再通过红外发射二极管产生红外线向空间发射,如图3所示,连发波形如图4所示 。

     

      UPD6121G产生的一遥控编码是连续的一32位二进制码组,其中前16位为用户识别码,能区别不 同的一电器设备,防止不 同机种遥控码互相干扰 。该芯片的一用户识别码固定为十六进制01H;后16位为8位操作码(功能码)及其反码 。UPD6121G最多额128种不 同组合的一编码 。

      当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 。一组码本身的一持续时间随它包含的一二进制“0”№和“1”的一个数不 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的一编码脉冲,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位数据的一反码(9ms~18ms)组成 。如果键按下超过108ms仍未松开,接下来发射的一代码(连发代码)将仅由起始码(9ms)№和结束码(2.5ms)组成 。

     代码格式(以接收代码为准,接收代码与发射代码反向)
      
      ① 位定义

       

      ② 单发代码格式
     
       
           
      ③ 连发代码格式

       

      注:代码宽度算︻法:

      16位地址码的一最短宽度:1.12×16=18ms 16位地址码的一最长宽度:2.24ms×16=36ms

      已知8位数据代码及其8位反代码的一宽度№和不 变:(1.12ms+2.24ms)×8=27ms

      ∴ 32位代码的一宽度为(18ms+27ms)~(36ms+27ms)

      1. 解码的一关键是如何识别“0”№和“1”,从位的一定义我们可以发现“0”、“1”均以0.56ms的一低电平开始,不 同的一是高电平的一宽度不 同,“0”为0.56ms,“1”为1.68ms,所以必须根据高电平的一宽度区别“0”№和“1” 。如果从0.56ms低电平过后,开始延时,0.56ms以后,若读到的一电平为低,说明该位为“0”,反之则为“1”,为了可*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”,读到的一已是下一位的一高电平,因 此取▓(1.12ms+0.56ms)/2=0.84ms最为可*,一般取▓0.84ms左右均可 。

      2. 根据码的一格式,应该等待9ms的一起始码№和4.5ms的一结果码完成后才能读码 。


    【红外遥控解码实验ζ硬件】

      一体化红外线接收器是一种集红外线接收№和放大整形于一体,不 需要任何外接元件,就能完成从红外线接收到输出与TTL电平信号兼容的一所有工作,而体积又●很小巧,它适合于各种红外线遥控№和红外线数据传输,广泛用于电视机、卫星接收机、VCD、DVD、音响、空调等家用电器中接收红外信号,图5是一体化接收头的一引脚排列图,图6是本站产品配套的一采用屏蔽线焊接的一一体化红外接收头,采用屏蔽线焊接,抗干扰能力 强,接收更可* 。没有购买实验ζ板配套的一一体化红外接收头的一网友可以根据图2所示接收头引脚排列图自己焊接一个 。

     
     
    图5:一体化红外接收头
    (引脚排列图)
     
    图6:本站产品配套一体化红外接收头(已经用屏蔽线焊接好,抗干扰能力 强,插入实验ζ板即可使用)

      下面就是我们将要进行红外遥控解码实验ζ所要用到的一硬件设备:S51增强型实验ζ板、ISP编程器、AT89S51实验ζ芯片、豪华型多功能红外线遥控器 。

     
     
    图7:S51增强型单片机实验ζ板及防插反红外遥控接口


     

     
    图8:豪华型多功能红外遥控器 + 高灵敏度一体化红外接收头(23元)


     

    图9:32键豪华型红外遥控器原理图



     

    图10:ISP编程器烧写实验ζ单片机芯片AT89S51


    【红外遥控解码实验ζ】

      我们经过对前面的一遥控编解码知识的一学习,对红外遥控有了基本的一了解,下面我们马上    进行解码实验ζ 。本红外遥控解码实验ζ的一的一功能是:程序对遥控器发射的一遥控码进行解码,解码成功时蜂鸣器发出"嘀嘀"的一解码成功提示音,如果按压的一是数字键"0~9"就将按键值在实验ζ板上    的一5位数码管上    显示出按键值,同时将按键的一十六进制值用P1口的一8位发光二极管指示出来;如果按压的一不 是数字键"0~9",就直接从P1口输出键值;下面是遥控解码汇编源程序 。

      实验ζ时将先连接好硬件设备,将配套的一一体化红外遥控接收头插入实验ζ板上    的一"红外遥控"接口内,在Keil单片机集成开发环境中新建工程,通过Keil将源程序编译得到HEX格式目标文件yk.hex,最后使用ISP编程器将目标文件烧写到AT89S51单片机中,插到S51增强型实验ζ板上    运行,拿出配套的一红外遥控器进行解码测试,看看实验ζ结果是否№和程序相同 。 。 。

      >>> 点此下载HEX格式目标文件 yk.hex >>>
      >>> 点此下载遥控解码源程序№和Keil工程文件 >>>

        ORG   0000H
    MAIN:  MOV   SP,#60H
        MOV   P0,#0FFH
        MOV   P1,#0FFH
        MOV   P2,#0FFH
        MOV   P3,#0FFH
        JNB   P3.2,$    ;等待遥控信号出现
        MOV   R6,#10
    SB:   ACALL  YS1      ;调用882微秒延时子程序
        JB   P3.2,MAIN   ;延时882微秒后判断P3.2脚是否出现高电平如果有就退出解码程序
        DJNZ  R6, SB    ;重复10次,目的一是检测在8820微秒内如果出现高电平就退出解码程序
                   ;以上    完成对遥控信号的一9000微秒的一初始低电平信号的一识别 。
        JNB   P3.2, $    ;等待高电平避开9毫秒低电平引导脉冲
        ACALL  YS2      ;延时4.74毫秒避开4.5毫秒的一结果码
        MOV   R1,#1AH    ;设定1AH为起始RAM区
        MOV   R2,#4
    PP:   MOV   R3,#8
    JJJJ:  JNB   P3.2,$    ;等待地址码第一位的一高电平信号
        LCALL  YS1      ;高电平开始后用882微秒的一时间尺去判断信号此时的一高低电平状态
        MOV   C,P3.2    ;将P3.2引脚此时的一电平状态0或1存入C中
        JNC   UUU      ;如果为0就跳转到UUU
        JB   P3.2,$    ;如果为1就等待高电平信号结束
    UUU:   MOV   A,@R1     ;将R1中地址的一给A
        RRC   A       ;将C中的一值0或1移入A中的一最低位
        MOV   @R1,A     ;将A中的一数暂时存放在R1中
        DJNZ  R3,JJJJ    ;接收地址码的一高8位
        INC   R1      ;对R1中的一值加1,换成下一个RAM
        DJNZ  R2,PP     ;接收完16位地址码№和8位数据码№和8位数据反码,存放在1AH/1BH/1CH/1DH的一RAM中
                   ;以下对代码是否正确№和定义进行识别
        MOV   A,1AH     ;比较高8位地址码
        XRL   A,#00000000B ;判断1AH的一值是否等于00000000,相等的一话A为0
        JNZ   MAIN     ;如果不 相等说明解码失败退出解码程序
        MOV   A,1BH     ;比较低8位地址
        XRL   A,#11111111B ;再判断高8位地址是否正确
        JNZ   MAIN     ;如果不 相等说明解码失败退出解码程序
        MOV   A,1CH     ;比较数据码№和数据反码是否正确?
        CPL   A
        XRL   A,1DH     ;将1CH的一值取▓反后№和1DH比较 不 同则无效丢弃,核对数据是否准确
        JNZ   MAIN     ;如果不 相等说明解码失败退出解码程序
        LCALL  SOUND     ;解码成功,声音提示
        MOV   A,1AH
        CPL   A
        MOV   P1,A     ;遥控码十六进制值通过P1口LED显示出来

    ;-------- 下面为0~9键码判断并在实验ζ板的一5位数码管中显示键值 --------
    JZPD:  MOV   A,1AH
    IRD0:  CJNE  A,#00H,IRD1  ;按键"0"判断显示
        MOV   P0,#0C0H
        MOV   P2,#11100000B
        AJMP  MAIN
    IRD1:  CJNE  A,#01H,IRD2  ;按键"1"判断显示
        MOV   P0,#0F9H
        MOV   P2,#11100000B
        AJMP  MAIN
    IRD2:  CJNE  A,#02H,IRD3  ;按键"2"判断显示
        MOV   P0,#0A4H
        MOV   P2,#11100000B
        AJMP  MAIN
    IRD3:  CJNE  A,#03H,IRD4  ;按键"3"判断显示
        MOV   P0,#0B0H
        MOV   P2,#11100000B
        AJMP  MAIN
    IRD4:  CJNE  A,#04H,IRD5  ;按键"4"判断显示
        MOV   P0,#99H
        MOV   P2,#11100000B
        AJMP  MAIN
    IRD5:  CJNE  A,#05H,IRD6  ;按键"5"判断显示
        MOV   P0,#92H
        MOV   P2,#11100000B
        AJMP  MAIN
    IRD6:  CJNE  A,#06H,IRD7  ;按键"6"判断显示
        MOV   P0,#82H
        MOV   P2,#11100000B
        AJMP  MAIN
    IRD7:  CJNE  A,#07H,IRD8  ;按键"7"判断显示
        MOV   P0,#0F8H
        MOV   P2,#11100000B
        AJMP  MAIN
    IRD8:  CJNE  A,#08H,IRD9  ;按键"8"判断显示
        MOV   P0,#80H
        MOV   P2,#11100000B
        AJMP  MAIN
    IRD9:  CJNE  A,#09H,IRDOR  ;按键"9"判断显示
        MOV   P0,#90H
        MOV   P2,#11100000B
        AJMP  MAIN

    IRDOR: MOV   P2,#0FFH     ;关闭数码管使能 。"0~9"以外的一非数字功能按键键值不 采用数码管显示,直接从P1口输出键值
        AJMP  MAIN

    YS1:   MOV   R4,#19 ;延时子程序1
    D1:   MOV   R5,#18
        DJNZ  R5,$
        DJNZ  R4,D1
        RET

    YS2:   MOV   R4,#10 ;延时子程序2
    D2:   MOV   R5,#216
        DJNZ  R5,$
        DJNZ  R4,D2
        RET

    SOUND: MOV   R7,#228 ;音效延时子程序
    SDL1:  CPL   P3.7
        MOV   R6,#0FFH
    SDL0:  DJNZ  R6,SDL0
        DJNZ  R7,SDL1
        RET

      把上    面程序写入at89S51单片机中,一个简单的一单片机红外遥控器设计就完成了哈哈,是不 是很有兴趣了,通电后,按压遥控器上    的一0~9按键,则实验ζ板上    的一数码管上    就显示出对应的一按键值,同时解码成功后发出声音指示 。 。 。

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