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發布時間：2018-04-09 瀏覽量：
紅外線遙控是目前使用最廣泛的一種通信和遙控手段。由于紅外線遙控裝置具有體積小、功耗低、功能強、成本低等特點，因而，繼彩電、錄像機之后，在錄音機、音響設備、空凋機以及玩具等其它小型電器裝置上也紛紛采用紅外線遙控。工業設備中，在高壓、輻射、有毒氣體、粉塵等環境下，采用紅外線遙控不僅完全可靠而且能有效地隔離電氣干擾。
1 紅外遙控系統
通用紅外遙控系統由發射和接收兩大部分組成，應用編/解碼專用集成電路芯片來進行控制操作，如圖1所示。發射部分包括鍵盤矩陣、編碼調制、LED紅外發送器；接收部分包括光、電轉換放大器、解調、解碼電路。
2 遙控發射器及其編碼
遙控發射器專用芯片很多，根據編碼格式可以分成兩大類，這里我們以運用比較廣泛，解碼比較容易的一類來加以說明，現以日本NEC的uPD6121G組成發射電路為例說明編碼原理。當發射器按鍵按下后，即有遙控碼發出，所按的鍵不同遙控編碼也不同。這種遙控碼具有以下特征：
采用脈寬調制的串行碼，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的組合表示二進制的“1”，其波形如圖2所示。
UPD6121G產生的遙控編碼是連續的32位二進制碼組，其中前16位為用戶識別碼，能區別不同的電器設備，防止不同機種遙控碼互相干擾。該芯片的用戶識別碼固定為十六進制01H；后16位為8位操作碼（功能碼）及其反碼。UPD6121G最多額128種不同組合的編碼。
遙控器在按鍵按下后，周期性地發出同一種32位二進制碼，周期約為108ms。一組碼本身的持續時間隨它包含的二進制“0”和“1”的個數不同而不同，大約在45～63ms之間，圖4為發射波形圖。
當一個鍵按下超過36ms，振蕩器使芯片激活，將發射一組108ms的編碼脈沖,這108ms發射代碼由一個起始碼（9ms）,一個結果碼（4.5ms）,低8位地址碼（9ms~18ms）,高8位地址碼（9ms~18ms）,8位數據碼（9ms~18ms）和這8位數據的反碼（9ms~18ms）組成。如果鍵按下超過108ms仍未松開，接下來發射的代碼（連發代碼）將僅由起始碼（9ms）和結束碼（2.5ms）組成。
代碼格式（以接收代碼為準，接收代碼與發射代碼反向）
①位定義
②單發代碼格式
③連發代碼格式
注：代碼寬度算法：
16位地址碼的最短寬度：1.12×16=18ms 16位地址碼的最長寬度：2.24ms×16=36ms
易知8位數據代碼及其8位反代碼的寬度和不變：（1.12ms+2.24ms）×8=27ms
所以32位代碼的寬度為（18ms+27ms）~(36ms+27ms)
1． 解碼的關鍵是如何識別“0”和“1”，從位的定義我們可以發現“0”、“1”均以0.56ms的低電平開始，不同的是高電平的寬度不同，“0”為0.56ms,“1”為1.68ms,所以必須根據高電平的寬度區別“0”和“1”。如果從0.56ms低電平過后，開始延時，0.56ms以后，若讀到的電平為低，說明該位為“0”，反之則為“1”，為了可靠起見，延時必須比0.56ms長些，但又不能超過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左右均可。
2． 根據碼的格式，應該等待9ms的起始碼和4.5ms的結果碼完成后才能讀碼。
接收器及解碼
一體化紅外線接收器是一種集紅外線接收和放大于一體，不需要任何外接元件，就能完成從紅外線接收到輸出與TTL電平信號兼容的所有工作，而體積和普通的塑封三極管大小一樣，它適合于各種紅外線遙控和紅外線數據傳輸。
下面是一個對51實驗板配套的紅外線遙控器的解碼程序，它可以把上圖32鍵的紅外遙控器每一個按鍵的鍵值讀出來，并且通過實驗板上P1口的8個LED顯示出來，在解碼成功的同時并且能發出“嘀嘀嘀”的提示音。
紅外遙控器軟件解碼原理及程序
紅外一開始發送一段13.5ms的引導碼，引導碼由9ms的高電平和4.5ms的低電平組成，跟著引導碼是系統碼，系統反碼，按鍵碼，按鍵反碼，如果按著鍵不放，則遙控器則發送一段重復碼，重復碼由9ms的高電平，2.25ms的低電平，跟著是一個短脈沖，本程序經過試用，能解大部分遙控器的編碼！
#include "at89x52.h"
#define NULL 0x00//數據無效
#define RESET 0X01//程序復位
#define REQUEST 0X02//請求信號
#define ACK 0x03//應答信號，在接收數據后發送ACK信號表示數據接收正確，
也位請求信號的應答信號
#define NACK 0x04//應答信號，表示接收數據錯誤
#define BUSY 0x05//忙信號，表示正在忙
#define FREE 0x06//空閑信號，表示處于空閑狀態
#define READ_IR 0x0b//讀取紅外
#define STORE_IR 0x0c//保存數據
#define READ_KEY 0x0d//讀取鍵值
#define RECEIVE 0Xf400//接收緩沖開始地址
#define SEND 0xfa00//發送緩沖開始地址
#define IR 0x50//紅外接收緩沖開始地址
#define HEAD 0xaa//數據幀頭
#define TAIL 0x55//數據幀尾
#define SDA P1_7
#define SCL P1_6
unsigned char xdata *buf1; //接受數據緩沖
unsigned int buf1_length; //接收到的數據實際長度
unsigned char xdata *buf2; //發送數據緩沖
unsigned int buf2_length; //要發送的數據實際長度
bit buf1_flag; //接收標志，1表示接受到一個數據幀，0表示沒有接受到數據幀或數據幀為空
bit buf2_flag; //發送標志，1表示需要發送或沒發送完畢，0表示沒有要發送的數據或發送完畢
unsigned char state1,state2; //用來標志接收字符的狀態，state1用來表示接收狀態，state2用來表示發送狀態
unsigned char data *ir;
union{
unsigned char a[2];
unsigned int b;
unsigned char data *p1[2];
unsigned int data *p2[2];
unsigned char xdata *p3; //紅外緩沖的指針
unsigned int xdata *p4;
}p;
//union{ //
// unsigned char a[2]; //
// unsigned int b;
// unsigned char data *p1[2];
// unsigned int data *p2[2];
// unsigned char xdata *p3;
// unsigned int xdata *p4; //地址指針
//}q; //
union{
unsigned char a[2];
unsigned int b;
}count;
union{
unsigned char a[2];
unsigned int b;
}temp;
union{
unsigned char a[4];
unsigned int b[2];
unsigned long c;
}ir_code;
union{
unsigned char a[4];
unsigned int b[2];
unsigned long c;
unsigned char data *p1[4];
unsigned int data *p2[4];
unsigned char xdata *p3[2];
unsigned int xdata *p4[2];
}i;
unsigned char ir_key;
bit ir_flag; //紅外接收標志，0為緩沖區空，1為接收成功，2為緩沖溢出
void sub(void);
void delay(void);
void ie_0(void);
void tf_0(void);
void ie_1(void);
void tf_1(void);
void tf_2(void);
void read_ir(void);
void ir_jiema(void);
void ir_init(void);
void ir_exit(void);
void store_ir(void);
void read_key(void);
void reset_iic(void);
unsigned char read_byte_ack_iic(void);
unsigned char read_byte_nack_iic(void);
bit write_byte_iic(unsigned char a);
void send_ack_iic(void);
void send_nack_iic(void);
bit receive_ack_iic(void);
void start_iic(void);
void stop_iic(void);
void write_key_data(unsigned char a);
unsigned int read_key_data(unsigned char a);
void ie0(void) interrupt 0{ie_0();}
void tf0(void) interrupt 1{tf_0();}
void ie1(void) interrupt 2{ie_1();}
void tf1(void) interrupt 3{tf_1();tf_2();}
void tf2(void) interrupt 5{ //采用中斷方式跟查詢方式相結合的辦法解
碼
EA=0; //禁止中斷
if(TF2){ //判斷是否是溢出還是電平變化產生的中斷
TF2=0; //如果是溢出產生的中斷則清除溢出位，重
新開放中斷退出
EA=1;
goto end;
}
EXF2=0; //清除電平變化產生的中斷位
*ir=RCAP2H; //把捕捉的數保存起來
ir++;
*ir=RCAP2L;
*ir++;
F0=1;
TR0=1; //開啟計數器0
loop:
TL0=0; //將計數器0重新置為零
TH0=0;
while(!EXF2){ //查詢等待EXF2變為1
if(TF0)goto exit; //檢查有沒超時，如果超時則退出
};
EXF2=0; //將EXF2清零
if(!TH0) //判斷是否是長低電平脈沖過來了
{ //不是長低電平脈沖而是短低電平
if(F0)count.b++; //短脈沖數加一
temp.a[0]=RCAP2H; //將捕捉數臨時存放起來
temp.a[1]=RCAP2L;
goto loop; //返回繼續查詢
}
else{ //是低電平脈沖，則進行處理
F0=0;
*ir=temp.a[0]; //把連續的短脈沖總時間記錄下來
ir++;
*ir=temp.a[1];
ir++;
*ir=RCAP2H; //把長電平脈沖時間記錄下來
ir++;
*ir=RCAP2L;
ir++;
if(ir>=0xda) {
goto exit; //判斷是否溢出緩沖，如果溢出則失敗退出
}
goto loop; //返回繼續查詢
}
exit:
ir_flag=1; //置ir_flag為1表示接收成功
end:
;
}
void rs232(void) interrupt 4{
static unsigned char sbuf1,sbuf2,rsbuf1,rsbuf2; //sbuf1,sbuf2用來接收發送臨時用，rsbuf1,rsbuf2用來分別用來存放接收發送的半字節
EA=0; //禁止中斷
if(RI){
RI=0; //清除接收中斷標志位
sbuf1=SBUF; //將接收緩沖的字符復制到sbuf1
if(sbuf1==HEAD){ //判斷是否幀開頭
state1=10; //是則把state賦值為10
buf1=RECEIVE; //初始化接收地
址
}
else{
switch(state1){
case 10:sbuf2=sbuf1>>4; //把高半字節右移到的半字節
sbuf2=~sbuf2; //把低半字節取反
if((sbuf2&0x0f)!=(sbuf1&0x0f)) //判斷接收是否正確
{ //接收錯誤，有可能接收的是數據幀尾，也有可能是接收錯誤
if(sbuf1==TAIL) //判斷是否接收到數據幀尾
{ //是接收到數據幀尾
buf1=RECEIVE; //初始化接收的地址
if(*buf1==RESET) //判斷是否為復位命令
{
ES=0;
sbuf2=SP+1;
for(p.p1[0]=SP-0x10;p.p1[0]<=sbuf2;p.p1
[0]++)*p.p1[0]=0;
}
state1=0; //將接收狀態標志置為零，接收下一個數據幀
buf1_flag=1; //置接收標志為1，表示已經接收到一個數據幀
REN=0; //禁止接收
}
else
{ //不是接受到數據幀尾，表明接收錯誤
state1=0; // 將接收狀態標志置為零，重新接收
buf1=RECEIVE; //初始化發送的地址
*buf1=NACK; //把NACK信號存入接收緩沖里
buf1_flag=1; //置標志位為1，使主程序能對接收錯誤進行處理
REN=0; //禁止接收
}
}
else
{ //接收正確
rsbuf1=~sbuf1; //按位取反，使高半字節變原碼
rsbuf1&=0xf0; //僅保留高半字節，低半字節去掉
state1=20; //將狀態標志置為20，準備接收低半字節
}
break;
case 20:sbuf2=sbuf1>>4; //把高半字節右移到的半字節
sbuf2=~sbuf2; //將低半字節取反
if((sbuf2&0x0f)!=(sbuf1&0x0f)) //判斷接收是否正確
{ //接受錯誤
state1=0; // 將接收狀態標志置為零，重新接收
buf1=RECEIVE; //初始化接收的地址
*buf1=NACK; //把NACK信號存入發送緩沖里
buf1_flag=1; //置標志位為1，使主程序能對接收錯誤進行處理
REN=0; //禁止接收
}
else
{
sbuf1&=0x0f; //僅保留低半字節，去掉高半字節
rsbuf1|=sbuf1; //高低半字節合并
*buf1++=rsbuf1; //將接收的數據保存至接收緩沖里,并且數據指針加一
buf1_length++; //接收數據長度加一
state1=10; //將state1置為10，準備接收下個字節的高半字節
}
break;
}
}
}
else{
TI=0; //清除發送中斷標志
if(buf2_length) //判斷發送長度是否為零
{ //發送長度不為零
if(state2==0) //判斷是否發送高半字節
{ //發送高半字節
sbuf2=*buf2; //將要發送的字節送到sbuf2
rsbuf2=~sbuf2; //取反，使高半字節變為反碼
sbuf2>>=4; //將高半字節右移到低半字節
rsbuf2&=0xf0; //保留高半字節，去掉低半字節
sbuf2&=0x0f; //保留低半字節，去掉高半字節
rsbuf2|=sbuf2; //合并高低半字節
SBUF=rsbuf2; //發送出去
state2=10; //將state2置為10準備發送下半字節
}
else
{ //發送低半字節
sbuf2=*buf2; //將要發送的字節送到sbuf2
buf2++; //指針加一
buf2_length--; //發送數據長度減一
rsbuf2=~sbuf2; //取反，使低半字節變為反碼
rsbuf2<<=4; //將低半字節反碼左移到高半字節
rsbuf2&=0xf0; //保留高半字節，去掉低半字節
sbuf2&=0x0f; //保留低半字節，去掉高半字節
rsbuf2|=sbuf2; //合并高低半字節
SBUF=rsbuf2; //發送出
state2=0;
}
}
else
{ //如果發送數據長度為零則發送數據幀尾
if(buf2_flag){ //判斷是否發過數據幀尾
SBUF=TAIL; //將數據幀尾發送出去
while(TI==0);
TI=0;
buf2_flag=0; //置發送標志為零，表示發送完畢
}
}
}
EA=1; //開放中斷
}