紅外遙控文獻(xiàn)綜述(共7頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上杭州電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）文獻(xiàn)綜述畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目基于單片機(jī)的紅外遙控電路設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述題目基于單片機(jī)的紅外遙控編碼方式學(xué) 院電子信息學(xué)院專(zhuān) 業(yè)電子科學(xué)與技術(shù)姓 名劉正國(guó)班 級(jí)班學(xué) 號(hào)指導(dǎo)教師方志華基于單片機(jī)的紅外遙控編碼方式前言隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)因其高可靠性和高性?xún)r(jià)比，在智能化家用電器、儀器儀表等諸多領(lǐng)域內(nèi)得到了極為廣泛的應(yīng)用。當(dāng)前單片機(jī)對(duì)家用電器控制呈現(xiàn)出外型簡(jiǎn)單化、功能多樣化、性能優(yōu)越化的發(fā)展趨向。紅外遙控是目前使用較多的一種遙控手段。紅外線(xiàn)遙控裝置具有體積小、功耗低、功能強(qiáng)、成本低等特點(diǎn)。在家庭生活中，錄音機(jī)、音響設(shè)備、空調(diào)彩電都采用了紅外遙控

2、系統(tǒng)。本文主要研究采用單片機(jī)發(fā)送并接收紅外遙控信號(hào)的方法。主題1 單片機(jī)紅外遙控系統(tǒng)概述紅外遙控有發(fā)送和接收兩個(gè)組成部分。發(fā)送端采用單片機(jī)的定時(shí)中斷功能，由定時(shí)器 T0 產(chǎn)生周期性的 26us 的矩形脈沖,即每隔13us，定時(shí)器 T0 產(chǎn)生中斷輸出一個(gè)相反的信號(hào)使單片機(jī)輸出端產(chǎn)生周期為38KHz的脈沖信號(hào)。脈沖圖如圖 1 所示。將待發(fā)送的二進(jìn)制信號(hào)編碼調(diào)制為一系列的脈沖串信號(hào),通過(guò)紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信號(hào)。紅外接收端普遍采用價(jià)格便宜,性能可靠的一體化紅外接收頭(如HS0038 , 它接收紅外信號(hào)頻率為38KHz ,周期約26s)接收紅外信號(hào),它同時(shí)對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、檢波、整形,得到TTL 電平的編

3、碼信號(hào),再送給單片機(jī),經(jīng)單片機(jī)解碼并執(zhí)行,去控制相關(guān)對(duì)象。整個(gè)系統(tǒng)如圖 2所示。圖 1 38KHz 載波信號(hào)圖 2 紅外線(xiàn)遙控系統(tǒng)框圖2 紅外遙控編碼方式2.1 脈沖個(gè)數(shù)編碼方式該方式中遙控端采用脈沖個(gè)數(shù)編碼，不同的脈沖個(gè)數(shù)代表不同的碼，最小為2個(gè)脈沖，最大為17個(gè)脈沖。為了使接收可靠，在編碼發(fā)射的起始處設(shè)置引導(dǎo)幀，即第一位碼寬為3ms，用來(lái)使接收端判別遙控操作已開(kāi)始。其余為1ms，遙控碼數(shù)據(jù)幀間隔大于10ms，如圖3所示。3ms10ms幀間隙圖3 端口輸出編碼波形圖引導(dǎo)幀2.1.2 遙控碼的發(fā)射系統(tǒng)中可采用89S51 芯片。并用P1口組成鍵盤(pán)，獲取鍵值，用內(nèi)部的定時(shí)器T0產(chǎn)生一個(gè)38KHz的

4、軟件定時(shí)中斷，當(dāng)作紅外遙控的調(diào)制基波，當(dāng)某個(gè)操作按鍵按下時(shí)，單片機(jī)先讀出鍵值，然后根據(jù)鍵值設(shè)定待發(fā)射遙控碼的脈沖個(gè)數(shù)，再調(diào)制成38kHz方波由紅外線(xiàn)發(fā)光管發(fā)射出去。單片機(jī)P3.5端口的輸出調(diào)制波形如圖3所示。2.1.3遙控碼的接收當(dāng)紅外線(xiàn)接收器接收到紅外遙控信號(hào)，并輸出脈沖幀數(shù)據(jù)時(shí)，第一位碼的低電平將啟動(dòng)中斷程序，實(shí)時(shí)接收數(shù)據(jù)幀。在數(shù)據(jù)幀接收時(shí)，將對(duì)第一位（起始位）碼的碼寬進(jìn)行驗(yàn)證。若第一位低電平碼的脈寬小于2ms，將作為錯(cuò)誤碼處理。當(dāng)間隔位的高電平脈寬大于3ms時(shí)，結(jié)束接收，然后根據(jù)累加器A中的脈沖個(gè)數(shù)，執(zhí)行相應(yīng)輸出口的操作。圖4就是紅外線(xiàn)接收器輸出的一幀遙控碼波形圖。10ms10ms1ms

5、3ms1ms第一位圖 4 紅外線(xiàn)接收器輸出的一幀遙控碼波形圖2.2脈沖位置調(diào)制編碼Bit“1”Bi“0”二進(jìn)制脈沖碼的形式有多種，其中最為常用的是PWM碼(脈沖寬度調(diào)制碼)和PPM碼(脈沖位置調(diào)制碼）。前者以寬脈沖表示1，窄脈沖表示0。后者脈沖寬度一樣，但是碼位的寬度不一樣，碼位寬的代表1，碼位窄的代表0。此方法采用不同的脈寬寬度來(lái)實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制信號(hào)的編碼,可由發(fā)送單片機(jī)來(lái)完成。用圖5 (a) 表示二進(jìn)制信號(hào)中的高電平1,其特征是脈沖中低電平與高電平的寬度均等于0. 26ms ;用圖5 (b) 表示二進(jìn)制信號(hào)中的低電平0,其特征是脈沖中高電平的寬度等于0. 26ms ,而低電平的寬度是高電平的二倍

6、,等于0. 52ms。上述脈沖寬度可適當(dāng)調(diào)整,以適應(yīng)不同數(shù)據(jù)傳輸速度的需要。1.685ms0.56ms1.125ms2.25ms圖 5 二進(jìn)制信號(hào)的編碼遙控編碼脈沖信號(hào)由引導(dǎo)碼、系統(tǒng)碼、系統(tǒng)反碼、功能碼、功能反碼等信號(hào)組成。引導(dǎo)碼也叫起始碼，由寬度為9ms的高電平和寬度為4.5ms的低電平組成（不同的紅外家用設(shè)備在高低電平的寬度上有一定區(qū)別），用來(lái)標(biāo)志遙控編碼脈沖信號(hào)的開(kāi)始。如圖6所示。圖 6 信號(hào)引導(dǎo)碼圖系統(tǒng)碼也叫識(shí)別碼，它用來(lái)指示遙控系統(tǒng)的種類(lèi)，以區(qū)別其它遙控系統(tǒng)，防止各遙控系統(tǒng)的誤動(dòng)作。功能碼也叫指令碼，它代表了相應(yīng)的控制功能，接收機(jī)可根據(jù)功能碼的數(shù)值完成各種功能操作。系統(tǒng)反碼與功能反碼

7、分別是系統(tǒng)碼與功能碼的反碼，反碼的加入是為了能在接收端校對(duì)傳輸過(guò)程中數(shù)據(jù)是否產(chǎn)生差錯(cuò)。脈沖位置表示的“0”和“1”組成的 32 位二進(jìn)制碼前 16 位控制指令，控制不同的紅外遙控設(shè)備。而不同的紅外家用電器又有不同的脈沖調(diào)控方式，后 16位分別是 8 位的功能碼和 8 位的功能反碼。串行數(shù)據(jù)碼時(shí)序圖如 7 所示。圖 7 串行數(shù)據(jù)碼時(shí)序圖2.2.1二進(jìn)制信號(hào)的調(diào)制二進(jìn)制信號(hào)的調(diào)制仍由發(fā)送單片機(jī)來(lái)完成,如圖8所示,A是二進(jìn)制信號(hào)的編碼波形,B 是頻率為38KHz (周期為26s) 的連續(xù)脈沖,C 是經(jīng)調(diào)制后的間斷脈沖串(相當(dāng)于C = A ×B) ,用于紅外發(fā)射二極管發(fā)送的波形。圖8 中,待

8、發(fā)送的二進(jìn)制數(shù)據(jù)為101。圖8 二進(jìn)制信號(hào)的調(diào)制2.2.2二進(jìn)制信號(hào)的解調(diào)二進(jìn)制信號(hào)的解調(diào)由一體化紅外接收頭（如HS0038） 來(lái)完成,它把收到的紅外信號(hào)(圖9 中波形D ,也是圖8 中波形C) 經(jīng)內(nèi)部處理并解調(diào)復(fù)原,輸出圖9 中波形E (正好是對(duì)圖8 中波形A 的取反) ,HS0038 的解調(diào)可理解為:在輸入有脈沖串時(shí),輸出端輸出低電平,否則輸出高電平?？芍苯优c單片機(jī)串行輸入口及外中斷相聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)接收遙控信號(hào)產(chǎn)生中斷并解調(diào)為遙控碼。圖 9 紅外接收頭輸入輸出波形2.2.3二進(jìn)制信號(hào)的解碼二進(jìn)制信號(hào)的解碼由接收單片機(jī)來(lái)完成,它把紅外接收頭送來(lái)的二進(jìn)制編碼波形通過(guò)解碼,還原出發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)

9、。如圖9 ,把波形E 解碼還原成數(shù)據(jù)信息101?？偨Y(jié)本文主要介紹了基于單片機(jī)的紅外遙控系統(tǒng)的兩種編碼方式，第一種為脈沖個(gè)數(shù)編碼方式，該方法簡(jiǎn)單易懂，相應(yīng)收發(fā)軟件的編寫(xiě)也較簡(jiǎn)單，容易上手，在一些低端產(chǎn)品中常有采用。但其缺點(diǎn)很明顯：脈沖發(fā)射過(guò)于簡(jiǎn)單，無(wú)編碼校驗(yàn)，易與其他設(shè)備產(chǎn)生干擾，抗干擾能力不足。第二種為脈沖位置調(diào)制編碼，此法能滿(mǎn)足日常應(yīng)用的絕大部分要求。具有編碼校驗(yàn)功能使不同設(shè)備間能相互區(qū)分，具有一定的抗干擾能力。但編碼稍顯復(fù)雜，初學(xué)者難于掌握。綜上第二種方法是較合理的一種編碼方式。在日常生活及工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)得到廣泛應(yīng)用。參考文獻(xiàn)1趙巍，馮娜.單片機(jī)基礎(chǔ)及應(yīng)用M.北京:清華大學(xué)出版社.2009:94-1032高慧芳.單片機(jī)原理及系統(tǒng)設(shè)計(jì)M.杭州:杭州電子科技大學(xué).2008:124-174.3聶