使用單片機設計紅外遙控器的資料說明

紅外線遙控是目前使用很廣泛的一種通信和遙控技術。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*而且能有效地隔離電氣干擾。

紅外線是太陽光線中眾多不可見光線中的一種，由德國科學家霍胥爾于1800年發現，又稱為紅外熱輻射，他將太陽光用三棱鏡分解開，在各種不同顏色的色帶位置上放置了溫度計，試圖測量各種顏色的光的加熱效應。結果發現，位于紅光外側的那支溫度計升溫最快。因此得到結論：太陽光譜中，紅光的外側必定存在看不見的光線，這就是紅外線。也可以當作傳輸之媒界。 太陽光譜上紅外線的波長大于可見光線，波長為0.75～1000μm。紅外線可分為三部分，即近紅外線，波長為0.75～1.50μm之間；中紅外線，波長為1.50～6.0μm之間；遠紅外線，波長為6.0～l000μm 之間。

真正的紅外線夜視儀是光電倍增管成像，與望遠鏡原理全完不同，白天不能使用，價格昂貴且需電源才能工作。

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。

紅外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。

上述“0”和“1”組成的32位二進制碼經38kHz的載頻進行二次調制以提高發射效率，達到降低電源功耗的目的。然后再通過紅外發射二極管產生紅外線向空間發射，如圖3所示，連發波形如圖4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。

當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

已知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

∴ 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*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*，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。

【紅外遙控解碼實驗硬件】

一體化紅外線接收器是一種集紅外線接收和放大整形于一體，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，而體積又很小巧，它適合于各種紅外線遙控和紅外線數據傳輸，廣泛用于電視機、衛星接收機、VCD、DVD、音響、空調等家用電器中接收紅外信號，圖5是一體化接收頭的引腳排列圖，圖6是本站產品配套的采用屏蔽線焊接的一體化紅外接收頭，采用屏蔽線焊接，抗干擾能力強，接收更可*。沒有購買實驗板配套的一體化紅外接收頭的網友可以根據圖2所示接收頭引腳排列圖自己焊接一個。

圖5：一體化紅外接收頭

（引腳排列圖） 圖6：本站產品配套一體化紅外接收頭（已經用屏蔽線焊接好，抗干擾能力強，插入實驗板即可使用）

下面就是我們將要進行紅外遙控解碼實驗所要用到的硬件設備：S51增強型實驗板、ISP編程器、AT89S51實驗芯片、豪華型多功能紅外線遙控器。

圖7：S51增強型單片機實驗板及防插反紅外遙控接口

圖8：豪華型多功能紅外遙控器 ＋ 高靈敏度一體化紅外接收頭（23元）

圖9：32鍵豪華型紅外遙控器原理圖

圖10：ISP編程器燒寫實驗單片機芯片AT89S51

【紅外遙控解碼實驗】

我們經過對前面的遙控編解碼知識的學習，對紅外遙控有了基本的了解，下面我們馬上進行解碼實驗。本紅外遙控解碼實驗的的功能是：程序對遙控器發射的遙控碼進行解碼，解碼成功時蜂鳴器發出“嘀嘀”的解碼成功提示音，如果按壓的是數字鍵“0～9”就將按鍵值在實驗板上的5位數碼管上顯示出按鍵值，同時將按鍵的十六進制值用P1口的8位發光二極管指示出來；如果按壓的不是數字鍵“0～9”，就直接從P1口輸出鍵值；下面是遙控解碼匯編源程序。

實驗時將先連接好硬件設備，將配套的一體化紅外遙控接收頭插入實驗板上的“紅外遙控”接口內，在Keil單片機集成開發環境中新建工程，通過Keil將源程序編譯得到HEX格式目標文件yk.hex，最后使用ISP編程器將目標文件燒寫到AT89S51單片機中，插到S51增強型實驗板上運行，拿出配套的紅外遙控器進行解碼測試，看看實驗結果是否和程序相同。。。

》》》 點此下載HEX格式目標文件 yk.hex 》》》

》》》 點此下載遙控解碼源程序和Keil工程文件 》》》

ORG 0000H

MAIN： MOV SP，#60H

MOV P0，#0FFH

MOV P1，#0FFH

MOV P2，#0FFH

MOV P3，#0FFH

JNB P3.2，$;等待遙控信號出現

MOV R6，#10

SB： ACALL YS1 ;調用882微秒延時子程序

JBP3.2，MAIN ;延時882微秒后判斷P3.2腳是否出現高電平如果有就退出解碼程序

DJNZR6， SB;重復10次，目的是檢測在8820微秒內如果出現高電平就退出解碼程序

;以上完成對遙控信號的9000微秒的初始低電平信號的識別。

JNB P3.2， $ ;等待高電平避開9毫秒低電平引導脈沖

ACALL YS2 ;延時4.74毫秒避開4.5毫秒的結果碼

MOV R1，#1AH ;設定1AH為起始RAM區

MOV R2，#4

PP： MOV R3，#8

JJJJ： JNB P3.2，$;等待地址碼第一位的高電平信號

LCALL YS1 ;高電平開始后用882微秒的時間尺去判斷信號此時的高低電平狀態

MOV C，P3.2;將P3.2引腳此時的電平狀態0或1存入C中

JNC UUU ;如果為0就跳轉到UUU

JBP3.2，$;如果為1就等待高電平信號結束

UUU： MOV A，@R1 ;將R1中地址的給A

RRC A ;將C中的值0或1移入A中的最低位

MOV @R1，A ;將A中的數暫時存放在R1中

DJNZR3，JJJJ ;接收地址碼的高8位

INC R1;對R1中的值加1，換成下一個RAM

DJNZR2，PP ;接收完16位地址碼和8位數據碼和8位數據反碼，存放在1AH/1BH/1CH/1DH的RAM中

;以下對代碼是否正確和定義進行識別

MOV A，1AH ;比較高8位地址碼

XRL A，#00000000B;判斷1AH的值是否等于00000000，相等的話A為0

JNZ MAIN;如果不相等說明解碼失敗退出解碼程序

MOV A，1BH ;比較低8位地址

XRL A，#11111111B;再判斷高8位地址是否正確

JNZ MAIN;如果不相等說明解碼失敗退出解碼程序

MOV A，1CH ;比較數據碼和數據反碼是否正確？

CPL A

XRL A，1DH ;將1CH的值取反后和1DH比較 不同則無效丟棄，核對數據是否準確

JNZ MAIN;如果不相等說明解碼失敗退出解碼程序

LCALL SOUND ;解碼成功，聲音提示

MOV A，1AH

CPL A

MOV P1，A;遙控碼十六進制值通過P1口LED顯示出來

;-------- 下面為0～9鍵碼判斷并在實驗板的5位數碼管中顯示鍵值 --------

JZPD： MOV A，1AH

IRD0： CJNEA，#00H，IRD1 ;按鍵“0”判斷顯示

MOV P0，#0C0H

MOV P2，#11100000B

AJMPMAIN

IRD1： CJNEA，#01H，IRD2 ;按鍵“1”判斷顯示

MOV P0，#0F9H

MOV P2，#11100000B

AJMPMAIN

IRD2： CJNEA，#02H，IRD3 ;按鍵“2”判斷顯示

MOV P0，#0A4H

MOV P2，#11100000B

AJMPMAIN

IRD3： CJNEA，#03H，IRD4 ;按鍵“3”判斷顯示

MOV P0，#0B0H

MOV P2，#11100000B

AJMPMAIN

IRD4： CJNEA，#04H，IRD5 ;按鍵“4”判斷顯示

MOV P0，#99H

MOV P2，#11100000B

AJMPMAIN

IRD5： CJNEA，#05H，IRD6 ;按鍵“5”判斷顯示

MOV P0，#92H

MOV P2，#11100000B

AJMPMAIN

IRD6： CJNEA，#06H，IRD7 ;按鍵“6”判斷顯示

MOV P0，#82H

MOV P2，#11100000B

AJMPMAIN

IRD7： CJNEA，#07H，IRD8 ;按鍵“7”判斷顯示

MOV P0，#0F8H

MOV P2，#11100000B

AJMPMAIN

IRD8： CJNEA，#08H，IRD9 ;按鍵“8”判斷顯示

MOV P0，#80H

MOV P2，#11100000B

AJMPMAIN

IRD9： CJNEA，#09H，IRDOR ;按鍵“9”判斷顯示

MOV P0，#90H

MOV P2，#11100000B

AJMPMAIN

IRDOR：MOV P2，#0FFH ;關閉數碼管使能?！?～9”以外的非數字功能按鍵鍵值不采用數碼管顯示，直接從P1口輸出鍵值

AJMPMAIN

YS1： MOV R4，#19 ;延時子程序1

D1： MOV R5，#18

DJNZR5，$

DJNZR4，D1

RET

YS2： MOV R4，#10 ;延時子程序2

D2： MOV R5，#216

DJNZR5，$

DJNZR4，D2

RET

SOUND：MOV R7，#228 ;音效延時子程序

SDL1： CPL P3.7

MOV R6，#0FFH

SDL0： DJNZR6，SDL0

DJNZR7，SDL1

RET

把上面程序寫入at89S51單片機中，一個簡單的單片機紅外遙控器設計就完成了哈哈，是不是很有興趣了，通電后，按壓遙控器上的0～9按鍵，則實驗板上的數碼管上就顯示出對應的按鍵值，同時解碼成功后發出聲音指示。。。