avr單片機(jī)捕獲中斷實現(xiàn)紅外線解碼 - 電子設(shè)計技術(shù)

1、AVR單片機(jī)捕獲中斷實現(xiàn)紅外線解碼摘要：AVR單片機(jī)是Atmel公司推出的一個單片機(jī)系列。由于該系列單片機(jī)的集成度高，因此，其軟/硬件設(shè)計都變得更加簡潔。文中介紹通過AVR單片機(jī)的捕獲中斷來實現(xiàn)紅外線通訊解碼的一種方法。關(guān)鍵詞：AVR；紅外線解碼；輸入捕獲中斷1 紅外線編碼紅外線編碼是數(shù)據(jù)傳輸和家用電器遙控常用的一種通訊方法，其實質(zhì)是一種脈寬調(diào)制的串行通訊。家電遙控中常用的紅外線編碼電路有PD6121G型HT622型和7461型等。本文就以這些電路的編碼格式來討論怎樣使用AVR單片機(jī)的捕獲中斷功能來實現(xiàn)其解碼。紅外線通訊的發(fā)送部分主要是把待發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成一定格式的脈沖，然后驅(qū)動紅外發(fā)光管向外

2、發(fā)送數(shù)據(jù)。接收部分則是完成紅外線的接收、放大、解調(diào)，還原成同步發(fā)射格式相同（但高、低電位剛好相反的脈沖信號。這些工作通常由一體化的接收頭來完成，主要輸出TTL兼容電平。最后通過解碼把脈沖信號轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。圖1是一個紅外線遙控制系統(tǒng)的原理框圖。 2 AVR單片機(jī)AVR系列單片機(jī)是Atmel公司于1997年推出的一款全新配置的、采用精簡指令（RISC-Redued Instruction Set CPU）結(jié)構(gòu)的新型8位單片機(jī)。由于AVR單片機(jī)采用單指令操作，所以，在相同時鐘的情況下，AVR的指令周期只有8051型機(jī)的1/2，而且AVR采用兩極指令流水線，可以在執(zhí)行當(dāng)前指令的同時獲

3、取下一條指令，所以具備1MI/s/MHz的調(diào)整處理能力。不同于8051型機(jī)的是AVR采用32個通用工作寄存器，克有了單一累加器數(shù)據(jù)處理帶來的瓶勁現(xiàn)象，從而使得指令代碼更加靈活，編碼更容易。此外，AVR中還集成了A/D、PWM、EEPROM、FLASH、SPI、WTD、IIC、T/C等功能，使外圍電路變得很簡單。3 基于AVR單片機(jī)的硬件實現(xiàn)本文以AVR系列中高性價比的Atmage8為例，利用16位時鐘單元T/C1的捕獲中斷來實現(xiàn)紅外線解碼。T/C1內(nèi)部的輸入捕獲單元可以應(yīng)用于精確捕獲外部發(fā)生的事情，亦即事件發(fā)生的時間印記(time-stamp)。當(dāng)一個輸入捕獲事件發(fā)生在外部引腳ICPI上的邏輯

4、電平也隨之發(fā)生變化時，T/C1的計數(shù)值將被拷貝到捕獲寄存器ICR1并設(shè)置捕獲中斷標(biāo)志，如果捕獲中斷允許并且總中斷IE打開，系統(tǒng)則進(jìn)入中斷服務(wù)程序。這種捕獲中斷通常用于頻率和周期的精確測量，如電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的測量。本文介紹怎樣利用這一功能測量紅外線脈沖的脈寬以實現(xiàn)紅外傳輸?shù)慕獯a。捕獲中斷的觸發(fā)可以是ICP1引腳上電平變化的上升沿，也可以是下降沿。根據(jù)前述脈沖調(diào)制規(guī)則，現(xiàn)以下降沿為觸發(fā)事件來進(jìn)行討論。圖3是該系統(tǒng)的工作時序圖，圖中，一個下降沿到下一個下降沿之間剛好是一個脈沖加一個間隙的時間，這樣，根據(jù)編碼規(guī)則，這個時間長度所對應(yīng)的信號關(guān)系如下： 數(shù)據(jù)頭的時間：Th=9+4.5=13.5ms數(shù)據(jù)“0

5、”的時間：T0=0.565+0.56=1.125ms數(shù)據(jù)“1”的時間：T1=1.685+0.56=2.245ms4 軟件編程基于AVR單片機(jī)的捕獲中斷來實現(xiàn)紅外編碼的軟件程序流程如圖4所示。下面是其C語言程序代碼：C程序代碼：*pragma interrupt_handler IceInt:6 /中斷程序說明void ICEInit(void) /T/C1初始化TIMSK=0X20; /使能捕獲中斷 TCCR1A=0X00； /T/C1時鐘與系統(tǒng)相同，本文使用系統(tǒng)AVR內(nèi)部自帶1MHz振蕩源.T/C1時鐘周期為1sTCCR1B=0X81； /使能噪音抑制，下降沿觸發(fā)中斷void IceInt(

6、void)static nint oldFall;uint temp,newFall;newFall=ICR1;temp=newFall-oldFall; /計算脈沖加間隔的時間oldFall=newFall;if(temp1024 & temp2145 & temp13400 & temp13600) /header信號bitcnt=0;data0=0;data1=0return; /返回，等待下次開始接收else /干擾信號return; bitcnt+;if(bitcnt16) /開始接收前16位data0=data0|(uint)temp;data0=data01;else if(bi

7、tcnt=16)data0=data0|(uint)temp;else if(bitcnt32) /開始接收后16位data1=data1|(uint)temp;data1=data11025 & temp1225)這條語句是辨識“0”的代碼，它是以T0-100T0T0+100為范圍確害的“0”，該范圍的大小決定著接收的準(zhǔn)確度與靈敏度，單位為s，后面兩個兩條語句含義相同。需要補(bǔ)充的是當(dāng)鍵盤按下長達(dá)108ms時，發(fā)射端開始發(fā)送連續(xù)信號，與單次發(fā)送一樣，只是header信號是由9ms的間隔加2.5ms的脈沖組成的。 bitcnt+;if(bitcnt16) /開始接收前16位data0=data0

8、|(uint)temp;data0=data01;else if(bitcnt=16)data0=data0|(uint)temp;else if(bitcnt32) /開始接收后16位data1=data1|(uint)temp;data1=data11025 & temp1225)這條語句是辨識“0”的代碼，它是以T0-100T01024 & temp2145 & temp13400 & temp13600) /header信號bitcnt=0;data0=0;data1=0return; /返回，等待下次開始接收else /干擾信號return; bitcnt+;if(bitcnt16)

9、 /開始接收前16位data0=data0|(uint)temp;data0=data01;else if(bitcnt=16)data0=data0|(uint)temp;else if(bitcnt32) /開始接收后16位data1=data1|(uint)temp;data1=data11025 & temp1225)這條語句是辨識“0”的代碼，它是以T0-100T01024 & temp2145 & temp13400 & temp13600) /header信號bitcnt=0;data0=0;data1=0return; /返回，等待下次開始接收else /干擾信號return;

10、 bitcnt+;if(bitcnt16) /開始接收前16位data0=data0|(uint)temp;data0=data01;else if(bitcnt=16)data0=data0|(uint)temp;else if(bitcnt32) /開始接收后16位data1=data1|(uint)temp;data1=data11025 & temp1225)這條語句是辨識“0”的代碼，它是以T0-100T01024 & temp2145 & temp13400 & temp13600) /header信號bitcnt=0;data0=0;data1=0return; /返回，等待下次開始接收else /干擾信號return; bitcnt+;if(bitcnt16) /開始接收前16位data0=data0|(uint)temp;data0=data01;else if(bitcnt=16)data0=data0|(uint)temp;else if(bitcnt32) /開始接收后16位data1=data1|(uint)temp;data1=data