基于89C52的PWM红外解码研讨.doc

基于89C52的PWM红外解码的研究摘要：由于红外遥控的实用与经济性，本文研究PWM方式调制的红外解码的实现。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。1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，如下所示：（一）发射部分 键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器红外LED发射（38KHz的载波）编码调制键盘 研究中应用三洋（LC7461）彩电遥控器（实物图如下：） （二）接收部分52单片机解码解调光/电放大 研究中应用VS0038一体化红外接收头（实物图如下：）红外接收头 VS0038能够正常接收的角度2 遥控发射器及其编码（1）遥控发射器专用芯片很多（2）根据编码格式可以分成：脉冲宽度调制和脉冲相位调制两大类现在我们研究以运用比较广泛，解码比较容易实现的脉冲宽度调制来加以说明，用LC7461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：（a） 采用脉宽调制的串行码（b） 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”（c） 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”遥控器发出由“0”和“1”组成的42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，LC7461产生的遥控编码是连续的42位二进制码组，其中前26位为用户识别码，能区别不同的红外遥控设备，防止不同机种遥控码互相干扰。后16位为8位的操作码和8位的操作反码用于核对数据是否接收正确。（其中的地址码为用户识别码，它又分为用户码与用户反码）当遥控器上任意一个按键按下超过36ms时，LC7461芯片的振荡器使芯片激活，将发射一个特定的同步码头，对于接收端而言就是一个9ms的低电平,和一个4.5ms的高电平，这个同步码头可以使程序知道从这个同步码头以后可以开始接收数据。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左右即可。根据红外编码的格式，程序应该等待9ms的起始码和4.5ms的结果码完成后才能读码。接收器及解码VS0038是塑封一体化红外线接收器，它是一种集红外线接收、放大、整形于一体的集成电路，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，没有红外遥控信号时为高电平，收到红外信号时为低电平，而体积和普通的塑封三极管大小一样，它适合于各种红外线遥控和红外线数据传输。下图是按照红外遥控器按键的实际位置给出的32个按键的键值（16进制）下面是一个52单片机对红外线遥控器的解码程序，它可以把遥控器的32键的红外遥控器每一个按键的键值读出来，并且通过12864点阵液晶显示按下了哪个按键，在解码成功的同时并且能发出“嘀嘀嘀”的提示音。软件设计思想及流程：（1）程序使用到的52单片机的IO口主要有P0与P2（用于12864液晶驱动）P3的INT0与P3.3（分别用来实现红外数据的接收和蜂鸣器的控制）。（2）程序的关键部分是红外解码，而根据红外线发出的红外信号编码的规则可以看出，二进制码“0”和“1”最主要的区别在于脉冲时间的长短，所以根据判断脉冲时间便可以判断是“1”还是“0”。其流程如下：开机NYN显示并返回Y解码正确？开始解码是否有红外接收中断程序初始化红外线遥控器解码程序 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。1 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。2 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脉冲宽度调制和脉冲相位调制两大类，这里我们以运用比较广泛，解码比较容易的脉冲宽度调制来加以说明，现以LC7461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”上述“0”和“1”组成的42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，7461产生的遥控编码是连续的42位二进制码组，其中前26位为用户识别码，能区别不同的红外遥控设备，防止不同机种遥控码互相干扰。后16位为8位的操作码和8位的操作反码用于核对数据是否接收准确。当遥控器上任意一个按键按下超过36ms时，LC7461芯片的振荡器使芯片激活，将发射一个特定的同步码头，对于接收端而言就是一个9ms的低电平,和一个4.5ms的高电平，这个同步码头可以使程序知道从这个同步码头以后可以开始接收数据。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左右即可。 根据红外编码的格式，程序应该等待9ms的起始码和4.5ms的结果码完成后才能读码。接收器及解码LT0038是塑封一体化红外线接收器，它是一种集红外线接收、放大、整形于一体的集成电路，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，没有红外遥控信号时为高电平，收到红外信号时为低电平，而体积和普通的塑封三极管大小一样，它适合于各种红外线遥控和红外线数据传输。下面是一个对51实验板配套的红外线遥控器的解码程序，它可以把上图32键的红外遥控器每一个按键的键值读出来，并且通过实验板上P1口的8个LED显示出来，在解码成功的同时并且能发出“嘀嘀嘀”的提示音。ORG 0000HAJMP MAIN;转入主程序ORG 0003H ;外部中断P3.2脚INT0入口地址AJMP INT ;转入外部中断服务子程序（解码程序）;以下为主程序进行CPU中断方式设置MAIN:SETB EA ;打开CPU总中断请求SETB IT0 ;设定INT0的触发方式为脉冲负边沿触发SETB EX0 ;打开INT0中断请求;以下对单片机的所有引脚进行初始化，全部设置成高电平MOV P2,#11100111BAJMP $;以下为进入P3.2脚外部中断子程序，也就是解码程序INT: CLR EA ;暂时关闭CPU的所有中断请求MOV R6,#10SB: ACALL YS1;调用882微秒延时子程序JB P3.2,EXIT;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 R7,#26;忽略前26位系统识别码JJJJA:JNB P3.2,$;等待地址码第一位的高电平信号LCALL YS1;高电平开始后用882微秒的时间尺去判断信号此时的高低电平状态MOV C,P3.2;将P3.2引脚此时的电平状态0或1存入C中JNC UUUA;如果为0就跳转到UUUALCALL YS3;检测到高电平1的话延时1毫秒等待脉冲高电平结束UUUA: DJNZ R7,JJJJAMOV R1,#1AH ;设定1AH为起始RAM区MOV R2,#2;接收从1AH到1BH的2个内存,用于存放操作码和操作反码PP: MOV R3,#8;每组数据为8位JJJJ: JNB P3.2,$;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UUULCALL YS3;检测到高电平1的话延时1毫秒等待脉冲高电平结束UUU: MOV A,R1;将R1中地址的给ARRC 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数值的内存中DJNZ R3,JJJJ;接收满8位换一个内存INC R1;对R1中的值加1，换下一个RAMDJNZ R2,PP ;接收完8位数据码和8位数据反码，存放在1AH/1BH中MOV A,1AHCPL A;对1AH取反后和1BH比较CJNE A,1BH,EXIT;如果不等表示接收数据发生错误,放弃MOV P1,1AH;将按键的键值通过P1口的8个LED显示出来!CLR P2.5;蜂鸣器鸣响嘀嘀嘀的声音，表示解码成功LCALL YS2LCALL YS2LCALL YS2SETB P2.5;蜂鸣器停止EXIT: SETB EA ;允许中断RETI ;退出解码子程序YS1: MOV R4,#20 ;延时子程序1，精确延时882微秒D1: MOV R5,#20DJNZ R5,$DJNZ R4,D1RETYS2: MOV R4,#10 ;延时子程序2，精确延时474