手把手教你红外遥控解码实验

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红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，因而，继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空凋机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。
【红外遥控系统】
通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作，如图1所示。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。
图1a

图1b

【遥控发射器及其编码】
遥控发射器专用芯片很多，根据编码格式可以分成两大类，这里我们以运用比较广泛，解码比较容易的一类来加以说明，现以日本NEC的uPD6121G组成发射电路为例说明编码原理。当发射器按键按下后，即有遥控码发出，所按的键不同遥控编码也不同。这种遥控码具有以下特征：
采用脉宽调制的串行码，以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms的组合表示二进制的“0”；以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms的组合表示二进制的“1”，其波形如图2所示。

上述“0”和“1”组成的32位二进制码经38kHz的载频进行二次调制以提高发射效率，达到降低电源功耗的目的。然后再通过红外发射二极管产生红外线向空间发射，如图3所示，连发波形如图4所示。


UPD6121G产生的遥控编码是连续的32位二进制码组，其中前16位为用户识别码，能区别不同的电器设备，防止不同机种遥控码互相干扰。该芯片的用户识别码固定为十六进制01H；后16位为8位操作码（功能码）及其反码。UPD6121G最多额128种不同组合的编码。
当遥控器在按键按下后，周期性地发出同一种32位二进制码，周期约为108ms。一组码本身的持续时间随它包含的二进制“0”和“1”的个数不同而不同，大约在45～63ms之间，图4为发射波形图。
当一个键按下超过36ms，振荡器使芯片激活，将发射一组108ms的编码脉冲,这108ms发射代码由一个起始码（9ms）,一个结果码（4.5ms）,低8位地址码（9ms~18ms）,高8位地址码（9ms~18ms）,8位数据码（9ms~18ms）和这8位数据的反码（9ms~18ms）组成。如果键按下超过108ms仍未松开，接下来发射的代码（连发代码）将仅由起始码（9ms）和结束码（2.5ms）组成。
代码格式（以接收代码为准，接收代码与发射代码反向）
①位定义
  

② 单发代码格式

③ 连发代码格式

注：代码宽度算法：
16位地址码的最短宽度：1.12×16=18ms 16位地址码的最长宽度：2.24ms×16=36ms
已知8位数据代码及其8位反代码的宽度和不变：（1.12ms+2.24ms）×8=27ms
∴ 32位代码的宽度为（18ms+27ms）~(36ms+27ms)
1． 解码的关键是如何识别“0”和“1”，从位的定义我们可以发现“0”、“1”均以0.56ms的低电平开始，不同的是高电平的宽度不同，“0”为0.56ms,“1”为1.68ms,所以必须根据高电平的宽度区别“0”和“1”。如果从0.56ms低电平过后，开始延时，0.56ms以后，若读到的电平为低，说明该位为“0”，反之则为“1”，为了可靠起见，延时必须比0.56ms长些，但又不能超过1.12ms,否则如果该位为“0”，读到的已是下一位的高电平，因此取（1.12ms+0.56ms）/2=0.84ms最为可靠，一般取0.84ms左右均可。
2． 根据码的格式，应该等待9ms的起始码和4.5ms的结果码完成后才能读码。

【红外遥控解码实验硬件】
一体化红外线接收器是一种集红外线接收和放大整形于一体，不需要任何外接元件，就能完成从红外线接收到输出与TTL电平信号兼容的所有工作，而体积又很小巧，它适合于各种红外线遥控和红外线数据传输，广泛用于电视机、卫星接收机、VCD、DVD、音响、空调等家用电器中接收红外信号，图5是一体化接收头的引脚排列图，图6是本站产品配套的采用屏蔽线焊接的一体化红外接收头，采用屏蔽线焊接，抗干扰能力强，接收更可靠。没有购买实验板配套的一体化红外接收头的网友可以根据图2所示接收头引脚排列图自己焊接一个。


图5：一体化红外接收头
（引脚排列图）


图6：本站产品配套一体化红外接收头（已经用屏蔽线焊接好，抗干扰能力强，插入实验板即可使用）


下面就是我们将要进行红外遥控解码实验所要用到的硬件设备：S51增强型实验板、ISP编程器、AT89S51实验芯片、豪华型多功能红外线遥控器。

  

图7：S51增强型单片机实验板及防插反红外遥控接口



图8：豪华型多功能红外遥控器 ＋ 高灵敏度一 体化红外接收头（23元）



图9：32键豪华型红外遥控器原理图



图10：ISP编程器烧写实验单片机芯片AT89S51

【红外遥控解码实验】
         我们经过对前面的遥控编解码知识的学习，对红外遥控有了基本的了解，下面我们马上进行解码实验。本红外遥控解码实验的的功能是：程序对遥控器发射的遥控码进行解码，解码成功时蜂鸣器发出"嘀嘀"的解码成功提示音，如果按压的是数字键"0～9"就将按键值在实验板上的5位数码管上显示出按键值，同时将按键的十六进制值用P1口的8位发光二极管指示出来；如果按压的不是数字键"0～9"，就直接从P1口输出键值；下面是遥控解码汇编源程序。
实验时将先连接好硬件设备，将配套的一体化红外遥控接收头插入实验板上的"红外遥控"接口内，在Keil单片机集成开发环境中新建工程，通过Keil将源程序编译得到HEX格式目标文件yk.hex，最后使用ISP编程器将目标文件烧写到AT89S51单片机中，插到S51增强型实验板上运行，拿出配套的红外遥控器进行解码测试，看看实验结果是否和程序相同。。。
>>> 点此下载HEX格式目标文件 yk.hex >>>
>>> 点此下载遥控解码源程序和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,$　;等待遥控信号出现
MOV　R6,#10
SB: ACALL　YS1　;调用882微秒延时子程序
JB　P3.2,MAIN　;延时882微秒后判断P3.2脚是否出现高电平如果有就退出解码程序
DJNZ　R6, SB　;重复10次，目的是检测在8820微秒内如果出现高电平就退出解码程序
;以上完成对遥控信号的9000微秒的初始低电平信号的识别。
JNB　P3.2, $ ;等待高电平避开9毫秒低电平引导脉冲
ACALL　YS2 ;延时4.74毫秒避开4.5毫秒的结果码
MOV　R1,#1AH ;设定1AH为起始RAM区
MOV　R2,#4
PP: MOV　R3,#8
JJJJ: JNB　P3.2,$　;等待地址码第一位的高电平信号
LCALL　YS1　;高电平开始后用882微秒的时间尺去判断信号此时的高低电平状态
MOV　C,P3.2　;将P3.2引脚此时的电平状态0或1存入C中
JNC　UUU　;如果为0就跳转到UUU
JB　P3.2,$　;如果为1就等待高电平信号结束
UUU: MOV　A,@R1　;将R1中地址的给A
RRC　A　;将C中的值0或1移入A中的最低位
MOV　@R1,A　;将A中的数暂时存放在R1中
DJNZ　R3,JJJJ　;接收地址码的高8位
INC　R1　;对R1中的值加1，换成下一个RAM
DJNZ　R2,PP ;接收完16位地址码和8位数据码和8位数据反码，存放在1AH/1BH/1CH/1DH的RAM中
;以下对代码是否正确和定义进行识别
MOV　A,1AH　;比较高8位地址码
XRL　A,#00000000B　;判断1AH的值是否等于00000000，相等的话A为0
JNZ　MAIN　;如果不相等说明解码失败退出解码程序
MOV　A,1BH　;比较低8位地址
XRL　A,#11111111B　;再判断高8位地址是否正确
JNZ　MAIN　;如果不相等说明解码失败退出解码程序
MOV　A,1CH　;比较数据码和数据反码是否正确?
CPL　A
XRL　A,1DH ;将1CH的值取反后和1DH比较 不同则无效丢弃，核对数据是否准确
JNZ　MAIN　;如果不相等说明解码失败退出解码程序
LCALL　SOUND　;解码成功，声音提示
MOV　A,1AH
CPL　A
MOV　P1,A　;遥控码十六进制值通过P1口LED显示出来
;-------- 下面为0～9键码判断并在实验板的5位数码管中显示键值 --------
JZPD: MOV　A,1AH
IRD0: CJNE　A,#00H,IRD1　;按键"0"判断显示
MOV　P0,#0C0H
MOV　P2,#11100000B
AJMP　MAIN
IRD1: CJNE　A,#01H,IRD2　;按键"1"判断显示
MOV　P0,#0F9H
MOV　P2,#11100000B
AJMP　MAIN
IRD2:　CJNE　A,#02H,IRD3　;按键"2"判断显示
MOV　P0,#0A4H
MOV　P2,#11100000B
AJMP　MAIN
IRD3:　CJNE　A,#03H,IRD4　;按键"3"判断显示
MOV　P0,#0B0H
MOV　P2,#11100000B
AJMP　MAIN
IRD4: CJNE　A,#04H,IRD5　;按键"4"判断显示
MOV　P0,#99H
MOV　P2,#11100000B
AJMP　MAIN
IRD5: CJNE　A,#05H,IRD6　;按键"5"判断显示
MOV　P0,#92H
MOV　P2,#11100000B
AJMP　MAIN
IRD6: CJNE　A,#06H,IRD7　;按键"6"判断显示
MOV　P0,#82H
MOV　P2,#11100000B
AJMP　MAIN
IRD7:　CJNE　A,#07H,IRD8　;按键"7"判断显示
MOV　P0,#0F8H
MOV　P2,#11100000B
AJMP　MAIN
IRD8: CJNE　A,#08H,IRD9　;按键"8"判断显示
MOV　P0,#80H
MOV　P2,#11100000B
AJMP　MAIN
IRD9:　CJNE　A,#09H,IRDOR　;按键"9"判断显示
MOV　P0,#90H
MOV　P2,#11100000B
AJMP　MAIN
IRDOR:　MOV　P2,#0FFH　;关闭数码管使能。"0～9"以外的非数字功能按键键值不采用数码管显示，直接从P1口输出键值
AJMP　MAIN
YS1: MOV　R4,#19 ;延时子程序1
D1: MOV　R5,#18
DJNZ　R5,$
DJNZ　R4,D1
RET
YS2: MOV　R4,#10 ;延时子程序2
D2: MOV　R5,#216
DJNZ　R5,$
DJNZ　R4,D2
RET
SOUND:　MOV　R7,#228 ;音效延时子程序
SDL1: CPL　P3.7
MOV　R6,#0FFH
SDL0: DJNZ　R6,SDL0
DJNZ　R7,SDL1
RET
      
       把上面程序写入89S51单片机中，通电后，按压遥控器上的0～9按键，则实验板上的数码管上就显示出对应的按键值，同时解码成功后发出声音指示。