红外接收遥控之原理及实现

红外接收遥控之原理及实现红外线接收遥控是目前使用非常广泛的一种通信和遥控手段，在现实生活中几乎随处可见，例如电视机、录像机、空调机等等，都“不约而同”地采用红外线遥控，它的广泛使用源于它多方面的优点：抗干扰能力好、编码及解码容易、功耗小、成本低等。由此，掌握好红外接收遥控的原理及实现成为了从事电子行业的人士的一种“义务”了。调试这个红外接收遥控的小系统之前我对红外接收的原理是有点畏惧的，担心这里面会很复杂，自己理解不了。但是这几天好好静下来理解了之后，发现这种控制方式并不是那么地复杂，我觉得重点就是要理解清楚编码、解码的过程，要是把这个想通了，其他的就不是什么大问题了。一般来说，红外遥控系统由发射和接收两大部分组成。发射部分包括键盘、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。如下图所示：下面就发射和接收两大部分的原理分别进行解析：（1）发射部分：市面上遥控发射器的专用芯片有很多，我手里的模块上用的是NEC的UPD6121G，它用的比较广泛。由这个芯片组成的发射电路发出的遥控码是采用脉宽调制的串行码，由上图可以看出：a、高电平为0.56ms、低电平为0.565ms、周期为1.125ms的串行码用来表示一个比特位“0”；b、高电平为0.56ms、低电平为1.685ms、周期为2.25ms的串行码用来表示一个比特位“1”。上述由“0”、“1”组成的32位二进制码经过调制，再通过红外发射二极管产生红外线向空间发射。从UPD6121G的DATASHEET里截下几个原理图如下：解析：UPD6121G产生的遥控编码是连续的32位二进制码组，其中前16位为用户识别码，专门用它来识别不同的电器设备；后16位为8位功能码及其反码。由此可知，最多有256种不同的组合编码。遥控器在按键按下后，会周期性地发出一组32位的二进制码，周期约为108ms。也即发射一组108ms的编码脉冲，这组串行码由一个起始码（9ms+4.5ms）、低8位地址码（9~18ms）、高8位地址码（9~18ms）、8位数据码（9~18ms）及它的8位数据的反码（9~18ms）组成。解析：引导码时间长度为9ms+4.5ms=13.5ms。只有检测到它的成功出现才能进行接收解码的操作，否则发射器发射失败。解析：如果按键按下超过108ms仍未松开，接下来发射的代码将发送结束码（9ms高电平+2.25ms低电平+0.56ms高电平）。解析：载波频率为38KHz，用于调制，提高发射效率。（2）接收部分：上图所示的这种红外线接收器不需要别的外接元件，就能够完成从红外线接收到输出与TTL电平信号兼容的工作，而且它的体积很小，用起来很方便。嘿嘿，这个图片看起来满漂亮的，还不忘来个亲笔签名，哈哈。这个器件的三个脚从左到右依次是：信号输出线、接地线、电源线。红外接收头可以自行解调接收到的信号，并且得到与发射代码反向的接收串行码，即：解析：从上图可以看出，由于“0”和“1”的低电平的时间宽度是相等的，So，对接收到的数据进行解码时我们必须根据高电平的宽度来识别“0”和“1”。下面把调试修改好的代码搬上来与大家共享。#includereg52.h#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintuchara[3];//储存用户码、用户码反码与键功能码、键功能码反码uchartemp;//储存解码后的数据uintLowTime,HighTime;//储存高、低电平的时间宽度sbitIR=P3^2;//红外接收引脚，也即外部中断引脚sbitBEEP=P3^6;//蜂鸣器控制端口P36//************************************************voiddelay(uintz)//大约zms的延时{ucharx,y;for(x=z;x0;x--)for(y=110;y0;y--);}//************************************************voidbeep()//蜂鸣器提示。{delay(1);BEEP=0;delay(100);BEEP=1;}//************************************************bitdecode(void)//将接收到的二进制串行码进行解码{uchari,j;for(i=0;i4;i++)//连续读取4个用户码和键功能码{for(j=0;j8;j++)//每个码有8位数字{temp=temp1;//最先读出的是高位数据TH0=0;TL0=0;TR0=1;while(IR==0);//低电平计时TR0=0;LowTime=TH0*256+TL0;//计算低电平的时间长度并保存TH0=0;TL0=0;TR0=1;while(IR==1);//高电平计时TR0=0;HighTime=TH0*256+TL0;//计算高电平的时间长度并保存if((LowTime370)||(LowTime640))//说明出错了，要求停止解码{return0;}if((HighTime420)&&(HighTime620))//说明该位是0{temp=temp&0x7f;}if((HighTime1300)&&(HighTime1800))//说明该位是1{temp=temp|0x80;}}a[i]=temp;//将解码出的字节值储存在a[i]SBUF=a[i];while(!TI);//等待一个字节发送完毕TI=0;}if(a[2]=~a[3])//验证键功能码和其反码是否相等{return1;//解码正确，返回1}}//************************************************voidmain(){EX0=1;//打开外部中断0ET0=1;//打开定时器中断0IT0=1;//设置外中断为下降沿触发TMOD=0x21;//定时器T0、工作方式1和定时器1、工作方式2TR0=0;//关闭定时器T0，为了计数TH1=0xfd;TL1=0xfd;//给定时器1装初值，设定波特率为9600bpsPCON=0x00;//波特率不进行加倍SM0=0;SM1=1;//串行工作方式1REN=1;//允许接收数据ES=1;//打开串口中断4TR1=1;//启动定时器1EA=1;//打开总中断while(1);}//************************************************voidint0()interrupt0//外部中断入口服务程序{EX0=0;TH0=0;TL0=0;TR0=1;while(IR==0);//低电平计时TR0=0;LowTime=TH0*256+TL0;//计算低电平的时间长度并保存TH0=0;TL0=0;TR0=1;while(IR==1);//高电平计时TR0=0;HighTime=TH0*256+TL0;//计算高电平的时间长度并保存if((LowTime7800)&&(LowTime8800)&&(HighTime3600)&&(HighTime4700)){if(decode()==1)//判断解码是否成功{beep();//若解码成功则蜂鸣器响一声}}EX0=1;//解码一次后再打开外部中断}