任務(wù)54紅外遙控解碼

1、任務(wù)5.4 紅外遙控器解碼5.4.1 任務(wù)介紹紅外遙控是一種無線、非接觸控制技術(shù)，具有抗干擾能力強(qiáng)，信息傳輸可靠，功耗低，成本低，易實(shí)現(xiàn)等顯著優(yōu)點(diǎn)，被諸多電子設(shè)備特別是家用電器廣泛采用，并越來越多的應(yīng)用到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。本節(jié)的任務(wù)是：通過51單片機(jī)定時(shí)器來捕捉紅外一體化接收頭接收到的遙控編碼，并將遙控編碼輸出到8位LED上。5.4.2 知識(shí)準(zhǔn)備1、 紅外發(fā)射和接收原理紅外遙控系統(tǒng)一般由紅外發(fā)射裝置和紅外接收設(shè)備兩大部分組成。紅外發(fā)射裝置由鍵盤電路、紅外編碼芯片、電源和紅外發(fā)射電路組成。紅外接收設(shè)備由紅外接收電路、紅外解碼芯片、電源和應(yīng)用電路組成。通常為了使信號(hào)能更好的被傳輸，發(fā)送端將基帶二進(jìn)制信

2、號(hào)調(diào)制為脈沖串信號(hào)，通過紅外發(fā)射管發(fā)射。常用的有通過脈沖寬度來實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制的脈寬調(diào)制（PWM）和通過脈沖串之間的時(shí)間間隔來實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制的脈時(shí)調(diào)制（PPM）兩種方法。圖5.4.1是紅外遙控接收與發(fā)射示意圖。 圖5.4.1 紅外遙控器收發(fā)示意圖2、調(diào)制與解調(diào)紅外遙控器發(fā)射出的紅外信號(hào)屬于無線信號(hào)，為了避免被其它無線信號(hào)干擾，通常需要把發(fā)送的信息（基帶信號(hào)）調(diào)制到一定頻率的載波上傳輸，利用載波的不同頻率來避免相互干擾，如我們手機(jī)信號(hào)的載波頻段是900MHz，藍(lán)牙的頻段是2.4GHz，紅外的就是38kHz,保證這些信號(hào)在相同的空間傳輸時(shí)相互之間不干擾。載波頻率為一般在30KHz與60KHz之間，實(shí)際上

3、大多使用的是頻率為38KHz，占空比為1/3的矩形波。（1）調(diào)制紅外遙控器的編碼調(diào)制指的是把編碼后的二進(jìn)制信號(hào)調(diào)制成頻率為頻率為38KHz的間隔脈沖串，相當(dāng)于用二進(jìn)制信號(hào)的編碼乘以頻率為38KHz的脈沖信號(hào)得到的間隔脈沖串，圖5.4.2所示。 圖 5.4.2 紅外信號(hào)的調(diào)制（2）解調(diào)紅外接收頭接收到信號(hào)后，需要將調(diào)制信號(hào)解調(diào)，解調(diào)是調(diào)制的逆過程。其過程為當(dāng)接收到調(diào)制信號(hào)時(shí)，輸出高電平，否則為低電平。 圖5.4.3 紅外信號(hào)的解調(diào)3、紅外遙控器的編碼紅外遙控的編碼有多種方式，我們的開發(fā)板上配套的紅外遙控器采用PPM編碼，如果5.4.4所示。圖5.4.4 PPM編碼當(dāng)發(fā)射器按鍵按下后, 將發(fā)射一組

4、108ms的編碼脈沖。遙控編碼脈沖由前導(dǎo)碼、16位地址碼（8 位地址碼和位地址碼的反碼）和16位操作碼（8位操作碼和8位操作碼的反碼）組成。每個(gè)遙控器1個(gè)地址碼，這樣可以有效地防止多個(gè)設(shè)備之間的干擾。操作碼是遙控器上按鍵的編碼。反碼用來檢驗(yàn)編碼接收的正確性，防止誤操作，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性。前導(dǎo)碼是一個(gè)遙控碼的起始部分，由一個(gè)9ms 的高電平(起始碼)和一個(gè)4. 5ms的低電平(結(jié)果碼)組成，作為接受數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備脈沖。地址碼和操作碼的編碼格式為：脈寬0. 56ms、周期1.12ms的組合表示二進(jìn)制0；脈寬1.68ms 、周期2. 24ms的組合表示二進(jìn)制的1，如圖5.4.5所示。 圖5.4.5 1和

5、0的編碼格式4、紅外接收頭紅外接收電路通常被廠家集成在一個(gè)元件中，稱為一體化接收頭。一體化接收頭中包含了紅外檢測(cè)二極管、放大管、限幅器、帶通濾波器、積分電路和比較器等。紅需要注意的是紅外接收頭解調(diào)出的編碼與發(fā)射的編碼反相。即發(fā)射的編碼為高電平，則接受的編碼為低電平。紅外一體化接收頭分為電平型和脈沖型。電平型的紅外接收頭，開發(fā)板上使用的紅外接收頭屬于脈沖型，型號(hào)為HS1838外觀如圖5.4.6（a）所示，其引腳定義從左到右分別是OUT、GND、VCC。接口電路如圖5.4.6（b）所示，為了保證電源的穩(wěn)定，輸入電源和VCC之間串如了100歐姆的電阻，同時(shí)在VCC和GND之間加濾波電容。輸出加上拉，

6、上拉電阻選取22K歐姆。 （a） （b） 圖5.4.6 一體化接收頭外觀和電路 5、定時(shí)器測(cè)量脈寬紅外接收頭接收到的編碼與發(fā)送的編碼電平相反，二進(jìn)制0和1的區(qū)別在于高電平時(shí)間長(zhǎng)度不同，0的高電平時(shí)間長(zhǎng)度是0.56ms，1的高電平時(shí)間長(zhǎng)度是1.68ms，而兩者的低電平時(shí)間長(zhǎng)度是相同的，都為0.56ms。要讀取紅外接收頭的編碼，可以從測(cè)量“0”和“1”脈寬（高電平時(shí)間長(zhǎng)度）入手。我們?cè)谥v定時(shí)器0的內(nèi)部構(gòu)造中提到，如果門控位GATE為0，則定時(shí)器的開啟由TR0來決定。如果門控位GATE不為0，則定時(shí)器的開啟不僅需要TR0的參與，還需要中斷引腳（INTn,n為0或1）的參與，圖5.4.7為定時(shí)/計(jì)數(shù)器

7、1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。 圖5.4.7 定時(shí)/計(jì)數(shù)器0的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖當(dāng)門控位GATE為1時(shí)，經(jīng)過非門輸出為0，然后再與外中斷引腳（）經(jīng)過或門輸出，則或門的輸出為外部中斷引腳()的電平，最后再和TR0經(jīng)過與門的輸出來控制定時(shí)器開關(guān)。由此可見，定時(shí)器的開啟，不僅需要TR0置1，還需要外部中斷引腳變?yōu)楦唠娖?。利?1單片機(jī)的這個(gè)特點(diǎn)可以測(cè)量接在外中斷引腳信號(hào)的脈寬。脈寬測(cè)量的思路如下：當(dāng)外部信號(hào)為低電平時(shí)，定時(shí)器關(guān)閉，當(dāng)外部信號(hào)為高電平時(shí)，定時(shí)器開始計(jì)時(shí)。當(dāng)外部信號(hào)由高變低時(shí)，定時(shí)器停止計(jì)時(shí)，同時(shí)觸發(fā)外中斷函數(shù)。在外部中斷服務(wù)函數(shù)中，計(jì)算定時(shí)器測(cè)量的時(shí)間長(zhǎng)度，這個(gè)時(shí)間長(zhǎng)度為外中斷引腳所接信號(hào)的脈寬。5.4.

8、3 任務(wù)實(shí)施圖5.4.8是本程序的工程結(jié)構(gòu)圖：圖5.4.8 工程結(jié)構(gòu)框圖（1）主函數(shù)main.c:#include#includeInfrered.h#includeMicroDefine.h/*函數(shù)名稱：main()*功能 ：主函數(shù)*入口參數(shù)：無*出口參數(shù)：無*說明 ：*/void main() DelayMs(200); InfraredInit(); /定時(shí)器測(cè)量脈寬初始化 while(1) if(FlagInfraredGet=1) /捕獲到新的按鍵值 FlagInfraredGet=0; P0=InfraredValue; /將鍵值送往P0口顯示 程序解釋：InfraredInit(

9、)函數(shù)挖成紅外解碼的初始化，實(shí)際上是定時(shí)器0完成脈寬測(cè)量功能的初始化。在大循環(huán)中，如果捕獲到了按鍵值，則將鍵值送往P0口顯示。（2） 紅外測(cè)量模塊Infrared.h:#ifndef _INFRERED_H#define _INFRERED_H#include#includeMicroDefine.h/變量聲明extern bit FlagInfraredGet;extern uchar InfraredValue;/函數(shù)聲明extern void InfraredInit();#endifInfrared.c:#includeInfrered.hbit FlagInfraredGet=0;

10、/捕獲信號(hào)標(biāo)志位uchar InfraredValue=0; /遙控鍵值/*函數(shù)名稱：InfraredInit()*功能 ：定時(shí)器測(cè)量脈寬功能初始化*入口參數(shù)：無*出口參數(shù)：無*說明 ：*/void InfraredInit() TMOD=0x09; /定時(shí)器0，GATE=1,C/T=0,M1M0=01; TH0=TL0=0x00; /定時(shí)器0初值為0 TR0=1; /開定時(shí)器0 EX0=1; /開外中斷0 IT0=1; /中斷0下降沿觸發(fā) EA=1; /開總中斷/*函數(shù)名稱：Intr0Init()*功能 ：在外部中斷0服務(wù)函數(shù)中完成解碼*入口參數(shù)：無*出口參數(shù)：無*說明 ：*/void In

11、tr0_Isr(void) interrupt 0 uint PulseWidth=0; /脈寬 uchar OriginalCode=0; /操作碼原碼 uchar AntiCode=0; /按鍵碼反碼 static bit FlagStart=0; /捕獲結(jié)果碼標(biāo)志位 static uchar IntrNum=0; /中斷次數(shù) static unsigned long int InfraredDecode=0; /32位的地址碼+操作碼 PulseWidth=(TH04000)&(PulseWidth450)&(PulseWidth800) /脈寬在450-800之間， /則判定為0 In

12、fraredDecode=InfraredDecode1500)&(PulseWidth2000) /脈寬在1500-2000之間 /，則判定為1 InfraredDecode=(InfraredDecode=32) /捕獲32位碼 IntrNum=0; AntiCode=InfraredDecode&0xff; /操作碼反碼 OriginalCode=(InfraredDecode8)&0xff;/操作碼原碼 if(AntiCode+ OriginalCode=0xff) /原碼和反碼互補(bǔ) FlagInfraredGet=1; /紅外遙控捕捉標(biāo)志位置位 InfraredValue=OriginalCode; /紅外遙控鍵值 FlagStart=0; /清空結(jié)果碼標(biāo)志位 程序解釋：（1） 在Infrared_Init()函數(shù)中，配置定時(shí)器和中斷。注意TMOD