紅外數(shù)據(jù)傳輸

1、紅外數(shù)據(jù)傳輸一、     紅外通信原理紅外遙控有發(fā)送和接收兩個(gè)組成部分。發(fā)送端采用單片機(jī)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)。紅外接收完成對(duì)紅外信號(hào)的接收、放大、檢波、整形，并解調(diào)出遙控編碼脈沖。為了減少干擾，采用的是價(jià)格便宜性能可靠的一體化紅外接收頭(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。如圖1 所示：紅外發(fā)送部分由51單片機(jī)、鍵盤(pán)、紅外發(fā)光二極管和7段數(shù)碼管組成。鍵

2、盤(pán)用于輸入指令， 51單片機(jī)檢測(cè)鍵盤(pán)上按鍵的狀態(tài)，并對(duì)紅外信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，發(fā)光二極管產(chǎn)生紅外線，數(shù)碼管用來(lái)顯示發(fā)送的鍵值。圖2紅外發(fā)射電路紅外接收部分由51單片機(jī)、一體化紅外接收頭HS0038和7段數(shù)碼管組成。51單片機(jī)檢測(cè)HS0038，并對(duì)HS0038接收到的數(shù)據(jù)解碼，通過(guò)數(shù)碼管顯示接收到的鍵值。圖 3紅外接收電路二、     編碼、解碼(1) 二進(jìn)制信號(hào)的調(diào)制 二進(jìn)制信號(hào)的調(diào)制由單片機(jī)來(lái)完成，它把編碼后的二進(jìn)制信號(hào)調(diào)制成頻率為38kHz 的間斷脈沖串，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)得到的間斷脈沖串，即是調(diào)制后用于紅外發(fā)射二極管

3、發(fā)送的信號(hào)如圖4 二進(jìn)制碼的調(diào)制所示(2) 紅外接收需先進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)的過(guò)程是通過(guò)紅外接收管進(jìn)行接收的。其基本工作過(guò)程為：當(dāng)接收到調(diào)制信號(hào)時(shí)，輸出高電平，否則輸出為低電平，是調(diào)制的逆過(guò)程（圖5 解調(diào)）。HS0038是一體化集成的紅外接收器件，直接就可以輸出解調(diào)后的高低電平信號(hào)；紅外接收器HS0038的應(yīng)用電路（圖6）。（3）紅外遙控發(fā)射芯片采用 PPM 編碼方式,當(dāng)發(fā)射器按鍵按下后 ,將發(fā)射一組 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、 8 位地址碼的反碼）和16位操作碼（8 位操作碼、 8 位操作碼的反碼）組成。通過(guò)對(duì)用戶(hù)碼的檢驗(yàn)，每個(gè)遙控器只能控制一個(gè)設(shè)備

4、動(dòng)作，這樣可以有效地防止多個(gè)設(shè)備之間的干擾。編碼后面還要有編碼的反碼，用來(lái)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。以脈寬為 0. 56ms 、周期為 1. 12ms 的組合表示二進(jìn)制的 “0” ；以脈寬為 1. 68ms 、周期為 2. 24ms 的組合表示二進(jìn)制的 “1” 。（4）單片機(jī)采用外部中斷 INT0 管腳和紅外接收頭的信號(hào)線相連，中斷方式為邊沿觸發(fā)方式。計(jì)算中斷的間隔時(shí)間，來(lái)區(qū)分前導(dǎo)碼、二進(jìn)制的 “1” 、 “0” 碼。并

5、將 8 位操作碼提取出來(lái)在數(shù)碼管上顯示。紅外接收頭輸出的原始遙控?cái)?shù)據(jù)信號(hào),正好和發(fā)射端倒向.也就是以前發(fā)射端原始信號(hào)是高電平,那接收頭輸出的就是低電平,反之.軟件原理：開(kāi)始時(shí)發(fā)射一個(gè)特定的同步碼頭，對(duì)于接收端而言就是一個(gè)9ms的低電平,和一個(gè)4.5ms的高電平，這個(gè)同步碼頭可以使程序知道從這個(gè)同步碼頭以后可以開(kāi)始接收數(shù)據(jù)。采用脈寬調(diào)制的串行碼，以脈寬為0.565ms、間隔0.56ms、周期為1.125ms的組合表示二進(jìn)制的“0”；以脈寬為0.565ms、間隔1.685ms、周期為2.25ms 的組合表示二進(jìn)制的“1”。解碼的關(guān)鍵是如何識(shí)別“0”和“1”，從位的定義我們可以發(fā)現(xiàn)“0”、“1”均以

6、0.56ms的高電平開(kāi)始，不同的是低電平的寬度不同，“0”為0.56ms,“1”為1.685ms,所以必須根據(jù)高電平的寬度區(qū)別“0”和“1”。如果從0.56ms低電平過(guò)后，開(kāi)始延時(shí)，0.56ms以后，若讀到的電平為低，說(shuō)明該位為“0”，反之則為“1”，為了可靠起見(jiàn)，延時(shí)必須比0.56ms長(zhǎng)些，但又不能超過(guò)1.12ms,否則如果該位為“0”，讀到的已是下一位的高電平，因此?。?.12ms+0.56ms）/2=0.84ms最為可靠，一般取0.84ms 左右即可。根據(jù)紅外編碼的格式，程序應(yīng)該等待9ms的起始碼和4.5ms的結(jié)果碼完成后才能讀碼。HS0038紅外接收器，接收紅外遙控器發(fā)射的信號(hào)，輸出D

7、ATA口和單片機(jī)的外部中斷0P3.2口相連。當(dāng)有紅外信號(hào)時(shí)，觸發(fā)中斷查詢(xún)中斷時(shí)間，并和紅外起始碼，“0”、“1”、終止碼的時(shí)間進(jìn)行比較。從而檢測(cè)紅外的操作碼。整體流程圖（1）發(fā)射部分：通過(guò)中斷產(chǎn)生38K 的載波，TX 端口產(chǎn)生發(fā)送的數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過(guò)與門(mén)放大經(jīng)發(fā)射管發(fā)射數(shù)據(jù)：38k 載波 第一列有效發(fā)送數(shù)據(jù) 第二列對(duì)管發(fā)射數(shù)據(jù) 第三列2）接受部分：HS0038A2接受到38k載波時(shí)，會(huì)輸出低電平，否則輸出高電平。將HS0038A2產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)過(guò)非門(mén)后得的原來(lái)的信號(hào)。HS0038A2 產(chǎn)生信號(hào) 第一列經(jīng)過(guò)非門(mén)后得到原來(lái)數(shù)據(jù) 第二列經(jīng)過(guò)與門(mén) （3）設(shè)計(jì)思想簡(jiǎn)介：1：對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。2：對(duì)編碼進(jìn)行

8、脈沖調(diào)制。3：信號(hào)放大后，通過(guò)發(fā)射管發(fā)送38khz信號(hào)。4：接收信號(hào)，進(jìn)行解碼。5：讓51對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理（顯示，統(tǒng)計(jì)，分析）。51可參考的程序（1）發(fā)送程序 #include <reg52.h> static bit OP; /紅外發(fā)射管的亮滅 static unsigned int count; /延時(shí)計(jì)數(shù)器 static unsigned int endcount; /終止延時(shí)計(jì)數(shù) static unsigned int temp; /按鍵 static unsigned char flag; /紅外發(fā)送標(biāo)志 static unsigned char num; sbit ir_

9、in=P34; char iraddr1; /十六位地址的第一個(gè)字節(jié) char iraddr2; /十六位地址的第二個(gè)字節(jié) unsigned char code table=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e; /共陽(yáng)數(shù)碼管 0f void SendIRdata(char p_irdata); void delay(unsigned int); void keyscan(); /*主函數(shù)*/ void main(void) num=0; P2=0x3f; count =

10、0; flag = 0; OP = 0; ir_in= 0; EA = 1; /允許CPU中斷 TMOD = 0x11; /設(shè)定時(shí)器0和1為16位模式1 ET0 = 1; /定時(shí)器0中斷允許 TH0 = 0xFF; TL0 = 0xE6; /設(shè)定時(shí)值0為38K 也就是每隔26us中斷一次 TR0 = 1;/開(kāi)始計(jì)數(shù) iraddr1=3;/00000011 iraddr2=252;/11111100 dokeyscan(); while(1); /*定時(shí)器0中斷處理 */ void timeint(void) interrupt 1 TH0=0xFF; TL0=0xE6; /設(shè)定時(shí)值為38K 也

11、就是每隔26us中斷一次 count+; if (flag=1) OP=OP; else OP = 0; ir_in= OP; void SendIRdata(char p_irdata) int i; char irdata=p_irdata; /發(fā)送9ms的起始碼 endcount=223; flag=1; count=0; dowhile(count<endcount); /*發(fā)送4.5ms的結(jié)果碼*/ endcount=117; flag=0; count=0; dowhile(count<endcount); /*發(fā)送十六位地址的前八位*/ irdata=iraddr1;

12、 for(i=0;i<8;i+) /*先發(fā)送0.56ms的38KHZ紅外波（即編碼中0.56ms的低電平）*/ endcount=10; flag=1; count=0; dowhile(count<endcount); /*停止發(fā)送紅外信號(hào)（即編碼中的高電平）*/ if(irdata-(irdata/2)*2) /判斷二進(jìn)制數(shù)個(gè)位為1還是0 endcount=41; /1為寬的高電平 else endcount=15; /0為窄的高電平 flag=0; count=0; dowhile(count<endcount); irdata=irdata>>1; /*發(fā)

13、送十六位地址的后八位*/ irdata=iraddr2; for(i=0;i<8;i+) endcount=10; flag=1; count=0; dowhile(count<endcount); if(irdata-(irdata/2)*2) endcount=41; else endcount=15; flag=0; count=0; dowhile(count<endcount); irdata=irdata>>1; /*發(fā)送八位數(shù)據(jù)*/ irdata=p_irdata; for(i=0;i<8;i+) endcount=10; flag=1; co

14、unt=0; dowhile(count<endcount); if(irdata-(irdata/2)*2) endcount=41; else endcount=15; flag=0; count=0; dowhile(count<endcount); irdata=irdata>>1; /*發(fā)送八位數(shù)據(jù)的反碼*/ irdata=p_irdata; for(i=0;i<8;i+) endcount=10; flag=1; count=0; dowhile(count<endcount); if(irdata-(irdata/2)*2) endcount=

15、41; else endcount=15; flag=0; count=0; dowhile(count<endcount); irdata=irdata>>1; endcount=10; flag=1; count=0; dowhile(count<endcount); flag=0; void delay(unsigned int z) unsigned char x,y; for(x=z;x>0;x-) for(y=110;y>0;y-); /*4×4鍵盤(pán)掃描按下按鍵發(fā)射數(shù)據(jù)*/ void keyscan() P1=0xfe; temp=P1

16、; temp=temp&0xf0; while(temp!=0xf0) temp=P1; switch(temp) case 0xee:num=1; break; case 0xde:num=2; break; case 0xbe:num=3; break; case 0x7e:num=4; break; while(temp!=0xf0) temp=P1; temp=temp&0xf0; P2=tablenum-1; SendIRdata(tablenum-1); P1=0xfd; temp=P1; temp=temp&0xf0; while(temp!=0xf0)

17、temp=P1; switch(temp) case 0xed:num=5; break; case 0xdd:num=6; break; case 0xbd:num=7; break; case 0x7d:num=8;break; while(temp!=0xf0) temp=P1; temp=temp&0xf0; P2=tablenum-1; SendIRdata(tablenum-1); P1=0xfb; temp=P1; temp=temp&0xf0; while(temp!=0xf0) temp=P1; switch(temp) case 0xeb:num=9; br

18、eak; case 0xdb:num=10; break; case 0xbb:num=11; break; case 0x7b:num=12; break; while(temp!=0xf0) temp=P1; temp=temp&0xf0; P2=tablenum-1; SendIRdata(tablenum-1); P1=0xf7; temp=P1; temp=temp&0xf0; while(temp!=0xf0) temp=P1; switch(temp) case 0xe7:num=13; break; case 0xd7:num=14; break; case 0

19、xb7:num=15; break; case 0x77:num=16; break; while(temp!=0xf0) temp=P1; temp=temp&0xf0; P2=tablenum-1; SendIRdata(tablenum-1); （2）接收程序 #include"reg52.h" #define uchar unsigned char #define uint unsigned int uchar dis_num,num,num1,num2,num3; sbit led=P10; unsigned char code table= 0xc0,0

20、xf9,0xa4,0xb0, 0x99,0x92,0x82,0xf8, 0x80,0x90,0x88,0x83, 0xc6,0xa1,0x86,0x8e; /共陽(yáng)數(shù)碼管 0f sbit prem =P32; /定義遙控頭的接收腳 uchar ram4=0,0,0,0;/存放接受到的4個(gè)數(shù)據(jù) 地址碼16位+按鍵碼8位+按鍵碼取反的8位 void delaytime(uint time) /延遲90uS uchar a,b; for(a=time;a>0;a-) for(b=40;b>0;b-); void rem()interrupt 0 /中斷函數(shù) uchar ramc=0; /定

21、義接收了4個(gè)字節(jié)的變量 uchar count=0; /定義現(xiàn)在接收第幾位變量 uint i=0; /此處變量用來(lái)在下面配合連續(xù)監(jiān)測(cè)9MS 內(nèi)是否有高電平 prem=1; for(i=0;i<1100;i+) /以下FOR語(yǔ)句執(zhí)行時(shí)間為8MS左右 if(prem) /進(jìn)入遙控接收程序首先進(jìn)入引導(dǎo)碼的前半部判斷,即:是否有9MS左右的低電平 return; /引導(dǎo)碼錯(cuò)誤則退出 while(prem!=1); /等待引導(dǎo)碼的后半部 4.5 MS 高電平開(kāi)始的到來(lái)。 delaytime(50); /延時(shí)大于4.5MS時(shí)間，跨過(guò)引導(dǎo)碼的后半部分，來(lái)到真正遙控?cái)?shù)據(jù)32位中/第一位數(shù)據(jù)的0.56MS

22、開(kāi)始脈沖 for(ramc=0;ramc<4;ramc+)/循環(huán)4次接收4個(gè)字節(jié) for(count=0;count<8;count+) /循環(huán)8次接收8位（一個(gè)字節(jié)） while(prem!=1); /開(kāi)始判斷現(xiàn)在接收到的數(shù)據(jù)是0或者1 ，首先在這行本句話時(shí)， /保已經(jīng)進(jìn)入數(shù)據(jù)的0.56MS 低電平階段 /等待本次接受數(shù)據(jù)的高電平的到來(lái)。 delaytime(9);/高電平到來(lái)后，數(shù)據(jù)0 高電平最多延續(xù)0.56MS，而數(shù)據(jù)1，高電平可/延續(xù)1.66MS大于0.8MS 后我們可以再判斷遙控接收腳的電平， if(prem) /如果這時(shí)高電平仍然在繼續(xù)那么接收到的數(shù)據(jù)是1的編碼 ramramc=(ramramc<<1)+1;/將目前接收到的數(shù)據(jù)位1放到對(duì)應(yīng)的字節(jié)中 delaytime(11); /如果本次接受到的數(shù)據(jù)是1，那么要繼續(xù)延遲1MS，這樣才能跨入/下個(gè)位編碼的低電平中（即是開(kāi)始的0.56MS中） else /否則