紅外遙控器的原理

1、紅外遙控器的原理紅外遙控器的硬件電路紅外遙控發(fā)射器由鍵盤矩陣、遙控專用集成電路、激勵器和紅外發(fā)光二極管組成。遙控專用集成電路(通常是四位單片機)是發(fā)射系統(tǒng)的核心部分，其內部由振蕩電路、定時電路、掃描信號發(fā)生器、鍵輸入編碼、指令譯碼器、用戶碼轉換器、數(shù)碼調制電路以及緩沖放大器等組成。它能產(chǎn)生鍵位掃描脈沖信號，并能譯出按鍵的鍵碼，再經(jīng)遙控指令編碼器得到某鍵位的遙控指令(遙控編碼脈沖)，由38khz的載波進行脈沖幅度調制，載有遙控指令的調制信號激勵紅外二極管發(fā)出紅外遙控信號。 紅外遙控器發(fā)射硬件圖 當按下某個鍵時，發(fā)送電路就產(chǎn)生對應的編碼，經(jīng)過調制后，在輸出端產(chǎn)生串行編碼的脈沖。這些脈沖經(jīng)過驅動電路

2、后由紅外二極管發(fā)射出去。當接收端接收到光信號后，先經(jīng)過光放大器再經(jīng)過專用解碼芯片將其還原(解調)為串行編碼脈沖，然后由接收電路按照編碼解碼的協(xié)議轉換為相應的控制電平，最后由執(zhí)行電路驅動開關等完成要求的操作。遙控器里面是一個鍵盤編碼器，每個按鍵對應一個編碼， 在把編碼調制到一個高頻信號上，其目的是為了降低發(fā)射的功率損耗；再把調制好的信號送給紅外發(fā)光管把信號發(fā)送出去。接收過程恰好與此相反，首先由紅外接收管收到微弱的信號，經(jīng)放大后解解調（把高頻載波去掉），再進行解碼，就可得到遙控器發(fā)過來的數(shù)據(jù)。 紅外遙控器的紅外編碼 遙控系統(tǒng)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是一串編碼脈沖，也就是一組連續(xù)的串行二進制碼，只是該脈沖是用調

3、制過的載波表示的。對于一般的遙控系統(tǒng)，此串行碼由紅外接收頭解調后，作為微控制器的遙控輸入信號，由其內部cpu完成對遙控指令的解碼，設計人員通常利用紅外編碼解碼專用芯片或者單片機研制各種紅外遙控系統(tǒng)，對各種電氣設備進行遙控。 目前市場上有成百上千的編碼方式并存，沒有一個統(tǒng)一的國際標準，只是各芯片廠商事實上的標準，在自己的遙控器中使用自己指定的標準。但由于早期的生產(chǎn)遙控芯片的廠家較少，主要集中在歐洲和日本，他們所使用的編碼標準成為后續(xù)很多廠家遵循或者模仿的標準，也就是說很多廠家生產(chǎn)出自己的遙控器，但只是在脈沖寬度、數(shù)據(jù)位的個數(shù)上有一些變化，在整個碼型結構上還是遵循的老廠家的標準。隨著單片機技術的發(fā)

4、展，很多公司使用通用單片機編碼然后通過紅外光調制后發(fā)射。下面介紹最常用的nec標準:采用數(shù)字脈寬調制來表示“0”和“1"。經(jīng)遙控器發(fā)送的是串行數(shù)據(jù)，通過脈沖的占空比來區(qū)別0和1；以脈寬為0.565ms,間隔0.56ms，周期為1.125ms的組合表示二進制0；以脈寬為0.565ms，間隔為1.685ms，周期為2.25ms的組合表示二進制1。其波形如下圖30所示：紅外遙控器的紅外編碼發(fā)送 紅外遙控信號的原理，一個完整的控制字經(jīng)過一定的編碼方式表示出來以后，究竟以怎樣的方式發(fā)送出去，還是該原理中一個很重要內容，必須進行分析，下面對紅外遙控信號的碼流傳輸方式作一個全面的分析。 所謂的碼流

5、傳輸方式，就是指當一個遙控器的按鍵被按下在松開之前，遙控碼向外發(fā)送的方式，具體來說，就是發(fā)送了一個完整的控制字之后，如果按鍵還沒有松開，那接下來發(fā)送的是簡單的重復完整的控制字，還是后加重復碼，還是根本就沒有數(shù)據(jù)，如果有數(shù)據(jù)，是什么樣的數(shù)據(jù)，之間的間隔是多少。下面仍然以最廣泛的nec標準為例介紹: 該傳輸方式是這樣的:前面帶有一個引導碼，實驗數(shù)據(jù)中見得最多的是高電平9ms、低電平4. 5ms的方波:引導碼之后是完整的控制字，包含地址信息和命令信息，其中地址位和命令位的個數(shù)在不同的標準中是不同的，之后是一個間隔，該間隔的時間長短不一定，但是從資料和實驗數(shù)據(jù)看，沒有小于15ms的，間隔之后是發(fā)送的重

6、復碼，一般是與數(shù)據(jù)碼有區(qū)別的方波，該重復碼每隔一定的時間(一般是數(shù)十個毫秒以上)重復發(fā)送。紅外遙控器紅外編碼總結1）、編碼原理的分類總結 （1）脈寬或者周期的不同來表示“0”和“1”（2）相位不同表示“0”和“1”（3）不同的脈寬間隔表示“0”和“1” 2）、按照碼型結構的分類總結:將數(shù)據(jù)字的構成的不同忽略掉，最大的特點在于有的有引導碼，有的沒有引導碼。 （1）有引導碼（2）沒有引導碼3)、按照碼流傳輸方式的分類總結: （1）單數(shù)據(jù)碼發(fā)送方式 （2）數(shù)據(jù)碼簡單重復發(fā)送方式 （3）重復碼發(fā)送方式自學習型智能紅外遙控器設計利用普通單片機對遙控器的發(fā)射信號的波形進行測量，然后將測量的數(shù)據(jù)回放。由于只

7、關心發(fā)射信號波形中的高低電平的寬度，而不管其如何編碼。一般的紅外遙控系統(tǒng)是由紅外遙控信號編碼發(fā)送器(編碼芯片或者單片機)、載波振蕩器、紅外遙控信號接收器和編碼器(解碼芯片或者單片機)及其他外圍電路等組成。通用紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩大部分組成，應用編解碼專用集成電路芯片進行控制操作。接收部分包括紅外接收管(集成了光電轉換、放大裝置和解調電路)、指令檢出、記憶驅動以執(zhí)行驅動電路。發(fā)射部分包括鍵盤矩陣電路、編碼電路、定時信號發(fā)生器，碼元調制電路，發(fā)射驅動電路、紅外發(fā)射電路。 遙控器組成框圖不同的紅外遙控器之間的主要區(qū)別在于擁有不同的遙控發(fā)射集成芯片和編碼的調制方式。經(jīng)過大量的研究分析發(fā)現(xiàn)，絕大多

8、數(shù)的遙控器具有相同的載波頻率。自學習型紅外遙控器系統(tǒng)的構成自學習型紅外遙控器相對于傳統(tǒng)遙控器最大的改進在于增加了接收與信號處理部分，能將接收到的信號解調，然后通過測量其脈寬對信號解碼，并存儲于eeprom 中，供發(fā)射指令時調用。設計的電路具有執(zhí)行學習、預存編碼、模擬發(fā)射編碼等功能 本系統(tǒng)電路組成框圖因為這些紅外遙控器的設計沒有遵循統(tǒng)一的紅外遙控標準。所以不同的遙控器發(fā)出的紅外指令中，起始碼各不相同，而且后面的控制指令差別也很大，甚至指令碼的位數(shù)也不相同。通過采用數(shù)字示波器對紅外指令信號進行采集，發(fā)現(xiàn)它們和標準的編碼方式差別較大，但基本的編碼思想是相同的，都是采用不同的周期、不同占空比的脈沖來分

9、別表示0 和1 。不同遙控器的脈沖周期可能不同，占空比也不盡相同。 對多種遙控器的指令信號研究發(fā)現(xiàn)，相同設備的遙控器的遙控信息的起始碼是相同的，而后面的指令信息是不同的。不同遙控器的遙控信息碼起始位則是不同的。在圖4一圖6中還可以分析出，每種遙控器發(fā)射的信息都是以1個一寬一窄的正負脈沖為起始，后面緊跟設備信息，再后面才是控制指令信息。由以上分析發(fā)現(xiàn)，可以將eepr0m 劃分為n個空間，相同設備的指令放在一個空間中，即可以存放n個設備的指令，每個設備的指令由eeprom的地址來去分。同理再把每個設備指令的空間分成m份，每份空間存放一個指令的數(shù)據(jù)。這樣只要檢測用戶按下的設備號及指令號，即可發(fā)出相應

10、指令。未知信號格式遙控器信號碼的識別在應用系統(tǒng)中，要完成對遙控器信號的解碼并實現(xiàn)對系統(tǒng)功能的控制，必須了解遙控器信號碼(即遙控器所發(fā)射脈沖流)的格式，即信號的引導脈沖高低脈沖的寬度、“0”，“1”的表示法，以及遙控器識別碼、各個功能鍵的鍵碼。對信號碼的識別應該從分析脈沖流的各個高、低脈沖的時間人手，通過分析各個高、低脈沖的時間，分析得出信號碼的格式。由于無論遙控器的編碼以哪種編碼調制方式發(fā)出，總可以認為編碼由時間延續(xù)不等的高、低電平組成，因此，可以不斷讀取與接收頭相連的io 口的數(shù)值，用計數(shù)器記錄高、低電平的時間。采用普通的51單片機，24 mhz晶振，紅外接收管為hso038，通過軟件計數(shù)的方法，對未知格式的信號碼進行測試識別。遙控器接收器out端接p14，測得在遙控器空閑的情況下輸出為高?？紤]