手把手教你用增强型51实验板的红外遥控功能

2015-01-24 15:43
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红外线遥控是目前使用**广泛的一种通信和遥控手段。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**而且能有效地隔离电气干扰。

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。

2 遥控发射器及其编码

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，解码比较容易的一类来加以说明，现以日本NEC的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：

采用脉宽调制的串行码，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”，其波形如图2所示。

上述“0”和“1”组成的32位二进制码经38kHz的载频进行二次调制以提高发射效率，达到降低电源功耗的目的。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。

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，能区别不同的电器设备，防止不同机种遥控码互相干扰。该芯片的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**多额128种不同组合的编码。

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。一组码本身的持续时间随它包含的二进制“0”和“1”的个数不同而不同，大约在45～63ms之间，图4为发射波形图。

当一个键按下**过36ms，振荡器使芯片激活，将发射一组108ms的编码脉冲,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位数据的反码（9ms~18ms）组成。如果键按下**过108ms仍未松开，接下来发射的代码（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**短宽度：1.12×16=18ms 16位地址码的**长宽度：2.24ms×16=36ms

易知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

∴32位代码的宽度为（18ms+27ms）~(36ms+27ms)

1．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**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**起见，延时**比0.56ms长些，但又不能**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**为**，一般取0.84ms左右均可。

2．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。

接收器及解码

一体化红外线接收器是一种集红外线接收和放大于一体，不需要任何外接元件，就能完成从红外线接收到输出与TTL电平信号兼容的所有工作，而体积和普通的塑封三极管大小一样，它适合于各种红外线遥控和红外线数据传输。

以下是用数字示波器来察看红外线遥控器波形的过程图。与传统的示波器不同，数字示波器可以记录下一定时间内的波形变化，因此，用来分析红外线编码非常方便。

示波器前面板照片

设置好示波器上相应的捕捉功能，同时设置一下DELAY延值功能，不设问题也不大。

LCD显示屏中各参数及功能项显示。

按红外线遥控器上的按钮，可以看到示波器屏幕上出现脉冲波形。在此，站长要**说明一点，红外线遥控器的发射和接收端的电平状态为反相的关系，即发射是“1”的话，则接收端的数据为“0”。

从示波器的屏幕中，我们可以清楚地看到，红外遥控信号的编码组成规律，**前面的是引导码，其次是地址码，**后是数据码。图中下方放大的波形不全，还有一部分数据不在显示之内，可以通过示波器旋钮来移动左右位置。示波器屏幕第一行即为速串完整的红外线编码。