紅外通用多址遙控系統(tǒng)設(shè)計(圖)

1、通用多址遙控系統(tǒng)設(shè)計(圖)來源：作者：湖南大眾傳媒職業(yè)技術(shù)學(xué)院羅湘運紅外遙控在家用電器、安全保衛(wèi)、工業(yè)控制以及人們?nèi)粘Ｉ钪袕V泛應(yīng)用，特別是家用電器、 安全保衛(wèi)。當(dāng)家里的電視或者vcd、dvd較多時，有時候用遙控器遙控它們，會產(chǎn)生沖突，發(fā)生誤操 作。木來只想遙控當(dāng)屮的一臺機器，但是兩臺電視機或者一臺vcd (dvd)和一臺電視機 同時受到遙控。仔細(xì)分析，這兩個設(shè)備產(chǎn)生沖突是由紅外編碼的問題引起的，由于它們有相 同的地址編碼，所以會同時發(fā)生動作，這就造成了上述麻煩。解決問題的關(guān)鍵在于，給每個 電器設(shè)置不同的地址編碼，當(dāng)遙控時，先發(fā)送地址編碼，地址相同的才能接受動作，接受后 續(xù)發(fā)來的數(shù)據(jù)，先選樣要

2、遙控的對象，而后再按鍵執(zhí)行相應(yīng)的動作。在木文介紹的設(shè)計中，川單片機模擬紅外遙控器編碼，從矩陣鍵盤輸入要遙控的地址，然后 通過紅外發(fā)光二極管發(fā)射編碼信號，接收部分先把發(fā)射部分發(fā)射的編碼信號接收下來，再和 自己本身的地址作比較，如果地址相同，則點亮一只二極管，表示地址相同，遙控成功；否 則二極管仍舊是熄滅的。此設(shè)計是根據(jù)紅外線遙控的原理設(shè)計的，可以在此基礎(chǔ)上設(shè)計出解決家用電器“打架”現(xiàn)象的 電路系統(tǒng)，應(yīng)用到實際生產(chǎn)中，因此具備一定的實用性。紅外遙控的基本原理紅外線遙控系統(tǒng)一般由發(fā)射器和接收器兩部分紐成。發(fā)射器市指令鍵、指令信號產(chǎn)牛電路、 調(diào)制電路、驅(qū)動電路及紅外線發(fā)射器組成。當(dāng)指令鍵被按下時，指令

3、信號產(chǎn)生電路便產(chǎn)生所 需要的控制信號，控制指令信號經(jīng)調(diào)制電路調(diào)制后，最終由驅(qū)動電路驅(qū)動紅外線發(fā)射器，發(fā) 出紅外線遙控指令信號。接收器山紅外線接收器件、詢置放人電路、解調(diào)電路、指令信號檢出電路、記憶及驅(qū)動電路、執(zhí)行電路組成。當(dāng)紅外接收器件收到發(fā)射器的紅外指令信號時，它將紅外光信號變成電信號 并送到前査放大電路進行放人，再經(jīng)過解調(diào)器后，由信號檢出電路將指令信號檢出，最后由 記憶電路和驅(qū)動電路驅(qū)動執(zhí)行電路，實現(xiàn)各種操作。控制信號一般以某些不同的特征來區(qū)分，常用的區(qū)分指令信號的特征是頻率和碼組特征，即 用不同的頻率或者編碼的電信號代表不同的指令信號來實現(xiàn)遙控。所以紅外遙控系統(tǒng)通常按 照產(chǎn)牛和區(qū)分控制指

4、令信號的方式和特征分類，常分為頻分制紅外線遙控和碼分制紅外線遙 控。«§矩陣圖1遙控發(fā)射部分組成1紅外遙控系統(tǒng)發(fā)射部分紅外遙控發(fā)射器山鍵盤矩陣、遙控專用集成電路、驅(qū)動電路和紅外發(fā)光二極管三部分組成, 結(jié)構(gòu)如圖1所示。當(dāng)有鍵按下時，系統(tǒng)延時一段時間防止t擾，然后啟動振蕩器，鍵編碼器取得鍵碼后從r0m中取得相應(yīng)的指令代碼（由0和1組成的代碼），遙控器一般采用電池供電，為了節(jié)省 電量和提高抗干擾能力，指令代碼都是經(jīng)3256khz范圍內(nèi)的載波調(diào)制后輸岀到放大電路, 驅(qū)動紅外發(fā)射管發(fā)射0! 940nm的紅外光。當(dāng)發(fā)送結(jié)束時振蕩器也關(guān)閉，系統(tǒng)處于低功耗休 眠狀態(tài)。載波的頻率、調(diào)制頻率在

5、不同的場合會冇不同，不過家川電器多采川的是38khz 的，也就是用455khz的振蕩器經(jīng)過12分頻得到的。遙控發(fā)射器的信號是山一串0和1的二進制代碼組成的，不同的芯片対0和1的編碼有所 不同，現(xiàn)有的紅外遙控包括兩種方式：脈沖寬度調(diào)制(pww)和脈沖位置調(diào)制(ppm或曼 徹斯特編碼)。兩種形式編碼的代表分別是nec和philips的rc5。2紅外遙控系統(tǒng)接收部分接收部分是山放大器、限幅器、帶通濾波器、解調(diào)器、積分器、比較器等組成的，比如采用 較早的紅外接收二極管加專用的紅外處理電路的方法，如cxa20106,此種方法電路復(fù)朵, 現(xiàn)在一般不采用。但是在實際應(yīng)用中，以上所有的電路都集成在一個電路中，

6、也就是我們常 說的一體化紅外接收頭。一體化紅外接收頭按載波頻率的不同，型號也不一樣。rh于與cp u的接口的問題，大部分接收電路都是反碼輸出，也就是說當(dāng)沒有紅外信號時輸出為1,有 信號輸出時為0,它只有三個引腳，分別是+5v電源、地、信號輸出。系統(tǒng)的設(shè)計1單片機編碼發(fā)射部分鍵盤部分紅外遙控器的發(fā)射器電路比較簡單，由一個4x4矩形鍵盤、一個pnp驅(qū)動三極管、一個紅 外線發(fā)光二極管和兩個限流電阻組成。要遙控哪臺接收器由鍵盤輸入，即由鍵盤輸入要紅外 遙控的地址，地址經(jīng)過編碼、調(diào)制后通過紅外發(fā)光二極管發(fā)射出去。矩陣鍵盤部分由16個輕觸按鍵按照4行4列排列，將行線所接的單片機的i/o 口作為輸出 端，而

7、列線所接的作為輸入。當(dāng)沒有鍵被按下時，所有輸出端都是高電平，代表沒有鍵按下。冇鍵按下時，則輸入線就會被拉抵，這樣，通過讀入輸入線的狀態(tài)就可以知道是否冇鍵被按鍵盤的列線接到p1 口的低4位，行線接到p1 口的高4位，列線p1.0p1.3設(shè)置為輸入 線，行線p1.4p1.7設(shè)置為輸出線。圖2載波調(diào)制示意圖檢測當(dāng)前是否有鍵被按下。檢測的方法是使p1.4p1.7輸出為0,讀取p1.0p1.3的 狀態(tài)，若p1.0p1.3為全1,則無鍵閉合，否則有鍵閉合。去除鍵抖動。當(dāng)檢測到有鍵按卜后，延時一段時間再做下一步檢測判斷。若有鍵按下，應(yīng)該識別出是哪-個鍵閉合。方法是對鍵盤的行線進行掃描。p1.4p1.7 按下

8、面4種組合依次輸出1110, 1101, 1011, 0111,在每組行輸出時讀取p1.0p1.3, 若全為1,則表示0這行沒有鍵輸入，否則有鍵閉合。由此得到閉合鍵的行值和列值，然后 采用計算的方法或者查表的方法將閉合鍵的行值和列值轉(zhuǎn)換成所定義的值。為了保證每閉合一次cpu僅作一次處理，必須去除鍵釋放時的抖動。產(chǎn)生的鍵值放在發(fā) 送數(shù)據(jù)庫區(qū)，30h存放的是產(chǎn)生的鍵值，即耍遙控的8位地址共1字節(jié)，31h放的是和30 h中的相同的8位地址，地址碼重發(fā)了一次，主要是加強遙控器的可靠性，如果兩次地址碼 不相同，則說明木幀數(shù)據(jù)冇錯，應(yīng)該丟棄。32h放的是00h （為了編程簡單）,33h放的 是offh,

9、共32位數(shù)據(jù)。要發(fā)送數(shù)據(jù)時，只要到那里讀取數(shù)據(jù)即口j,然后調(diào)川發(fā)射了程 序發(fā)送。載波部分根據(jù)前面介紹的紅外遙控的基本原理，紅外遙控器編碼調(diào)制的方法具實很簡單，只要牛成一 定時間長的電平就可以。再通過一個38khz載波調(diào)制便可以發(fā)射編碼。載波的產(chǎn)生方法有 多種,可以由cmos i' j電路rc振蕩器構(gòu)成,或者由555時基電路構(gòu)成等。在此次設(shè)計中采用的是cpu延時，即用定時器中斷完成，用單片機的to定時產(chǎn)生38khz 載波。設(shè)定定時器為方式2,即自動恢復(fù)初值的8位計數(shù)器。tlo作為8位計數(shù)器，th0 作為計數(shù)初值寄存器，當(dāng)tlo計數(shù)溢出時，一方而置1溢出標(biāo)志位tf0,向cpu請求中斷, 同

10、時將th0內(nèi)容送入tlo,使tlo從初值開始重新加1計數(shù)。因此to工作于方式2,定 時精度比較高。根據(jù)計算，設(shè)定38khz的泄時初值，采用12khz晶振的定時初值為0f3h, 用11.0592khz晶振時的初值為0f4h,設(shè)定好定時器屮斷，在屮斷程序屮只寫入取反p2. 0 (cpl p2.0),當(dāng)要發(fā)送數(shù)據(jù)1時，前面560ps高電平發(fā)送時，先打開定時器中斷，再 啟動定時器，允許定時器工作，延時560ps再關(guān)定時器，后® 1690ps的低電平因為不發(fā)送 信號，所以可以肓接置p2.0高電平示，延時1690ps即可；數(shù)據(jù)0前而的560ps高電平和 數(shù)據(jù)1的一樣，后面560|js的低電平因為

11、不發(fā)送信號，所以町以直接置p2.0高電平后，延 時560|js即可。2紅外接收解碼電路紅外遙控接收采用一體化紅外接收頭，它將紅外接收二極管、放人器、解調(diào)、整形等電路安 裝在一起，只冇三個引腳。紅外接收頭的信號輸出端接單片機的into端，單片機中斷int 0在紅外脈沖下降沿時產(chǎn)生中斷。電路如圖3.3所示，圖中增加一只pnp三極管對輸出信 號放大，r和c組成去耦電路抑制電源干擾。3遙控信號的解碼算法平時，遙控器無鍵按下時，紅外發(fā)射二極管不發(fā)出信號，遙控接收頭輸出信號1,冇鍵按下 時，0和1的編碼的高電平經(jīng)遙控接收頭反相后會輸出信號0,由于與單片機的中斷腳相連, 將會引起單片機中斷（單片機預(yù)先設(shè)定為

12、下降沿產(chǎn)生屮斷）。遙控碼發(fā)射時由9ms的高電平和4.5ms的低電平表示引導(dǎo)碼，用560ps的高電平和560p s的低電平表示數(shù)據(jù)“0”，用560ps的高電平和1690ps的低電平表示數(shù)據(jù)“t,引導(dǎo)碼后面 是4字節(jié)的數(shù)據(jù)。接收碼是發(fā)射碼的反向，所以判斷數(shù)據(jù)中的高電平的長度是讀出數(shù)據(jù)的 要點，在這里用882ps （5601690ps之間）作為標(biāo)尺，如果882ps之示還是高電平則 表示是數(shù)據(jù)1,將1寫入寄存器即可（數(shù)據(jù)為1時還需要再延時一段時間使電平變低，用來 檢測下一個低電平的開始）。882ps后電平為低電平則表示是數(shù)據(jù)0,則將0寫入寄存器中, 之后再等待下一個低電平的到來。繼續(xù)接收下面的數(shù)據(jù)，當(dāng)接收到32位數(shù)據(jù)時，說明一幀數(shù)據(jù)接收完畢，然后判斷本次接收 是否有效，如果兩次地址碼相同并且等于木系統(tǒng)的地址碼，數(shù)據(jù)碼和數(shù)據(jù)反碼之和等于0f fh,則接收的木幀數(shù)據(jù)有效，點亮一只發(fā)光二極管，否則丟棄本次接收到