单片机红外遥控键盘系统

单 片 机 红 外 遥 控 键 盘 系 统胡 云 龙(合 肥 学 院 电 子 信 息 与 电 气 工 程 系 ,合 肥 230022)摘 要 :介 绍 红 外 遥 控 器 在 单 片 机 系 统 中 的 应 用 ,提 出 了 一 种 利 用 彩 电 遥 控 器 来 扩 展 单 片 机 键 盘 系 统 的 方 法 ,介绍 并 给 出 了 详 细 的 红 外 遥 控 发 射 和 接 收 电 路 及 其 与 单 片 机 的 接 口 技 术 。 该 实 现 方 法 接 口 简 单 ,经 济 实 用 。关 键 词 :红 外 遥 控 器 ;单 片 机 ;编 码 ;解 码中 图 分 类 号 : 2 文 献 标 识 码 : A 文 章 编 号 : 1673 - 162X (2005) 01 - 0050 - 03对 单 片 机 应 用 系 统 来 说 ,键 盘 在 大 多 数 应 用 系 统 中 都 是 必 不 可 少 的 ,键 盘 接 口 设 计 的 方 法 也 很 多 。 利用 市 场 上 最 为 常 见 的 彩 色 电 视 机 遥 控 器 所 用 的 编 码 芯 片 来 设 计 51系 列 单 片 机 系 统 的 遥 控 键 盘 。1 红 外 遥 控 发 送 电 路遥 控 器 可 选 编 码 芯 片 的 种 类 较 多 ,如 708, 编 码 组 成 各 不 相 同 ,可 产 生 的 单 键码 的 数 目 一 般 为 32, 64, 128个 ,亦 能 产 生 数 量 不 等 的 双 键 码 。 本 文 选 择 一 种 目 前 使 用 较 多 的 编 码 芯 片 介 绍 。1. 1 点 种 通 用 型 红 外 遥 控 信 号 发 送 用 的 模 集 成 电 路 ,其 为 4位专 用 微 控 制 器 。 当 无 操 作 键 按 下 时 ,其 内 部 455 钟 振 荡 器 停 止 工 作 ,以 减 少 电 池 损 耗 ;在 有 操 作键 按 下 时 ,振 荡 器 开 始 工 作 ,并 产 生 一 系 列 相 应 的 动 作 。 其 特 点 如 下 :图 1 红 外 遥 控 信 号 发 送 器 电 路1) 工 作 于 低 电 压 ,电 源 电 压 为 2 4V;2) 耗 电 少 ,在 “ 待 机 ” 状 态 下 ,电 流 在 10 ,工 作 时 电 流 在 20 ;3) 片 内 有 时 钟 振 荡 器 的 振 荡 回 路 ;4) 可 接 32个 操 作 键 ,有 双 键 操 作 功 能 ;5) 用 户 码 (或 系 统 码 )为 8位 ,可 提 供 256种用 户 码 ;6) 具 有 较 高 的 发 射 效 率 ,连 续 发 射 时 发 光 二极 管 的 占 空 比 为 1. 8% ;7) 具 有 发 射 显 示 输 出 端 子 。1. 2 的 红 外 遥 控 信 号 发 送 器 电 路图 1所 示 电 路 即 为 由 的 红 外 遥控 信 号 发 送 器 电 路 , 用 20引 脚 双 列直 插 式 塑 封 结 构 。该 电 路 为 典 型 的 发 送 电 路 连 接 方 式 ,由 两 节干 电 池 提 供 电 源 ,外 接 晶 振 及 单 管 驱 动 的 红 外 发射 电 路 ,键 位 扫 描 输 入 位 扫 描 输 出 按 键 阵 列 。 当 某 按 键 按 下 时 ,电 路 工 作 ,并 将 该 按 键 的 编 码 信 息 调 制 到 38 上 ,该 已 调 波 经 遥 控 信 号 输 出 端 励 级 驱 动 发 光 二 极 管发 送 出 去 。端 口 户 码 选 择 端 ,通 过 该 端 子 仅 与 某 一 个 端 子 相 连 ,而 选 择 用 户 码 的 低 3收 稿 日 期 : 2004 - 10 - 27作 者 简 介 :胡 云 龙 (1965 - ) ,男 ,安 徽 阜 阳 人 ,合 肥 学 院 电 子 信 息 与 电 气 工 程 系 讲 师 ,硕 士 ;研 究 方 向 :控 制 电 路 系 统 。合 肥 学 院 学 报 (自 然 科 学 版 ) 005年 3月 第 15卷 第 1期 2005 15 1 1995o., 用 户 码 的 高 5位 由 相 应 的 母 片 规 定 ,这 样 就 可 将 控 制 不 同 装 置 的 遥 控 器 区 别 开 来 。图 2 遥 控 信 号 的 波 形1. 3 遥 控 信 号 的 组 成 该 遥 控 信 号 发 送器 电 路 产 生 的 遥 控 输 出 信 号 为 38冲 载 波 被 遥 控 编 码 脉 冲 调 制 的 已 调 波 。 波形 如 图 2 ( a)所 示 。 遥 控 编 码 脉 冲 有 引 导码 、 用 户 码 、 功 能 码 和 功 能 码 的 反 码 组 成 ,其 中 用 户 码 是 同 一 组 码 发 送 两 次 ,波 形 如图 2 ( b)所 示 。 用 户 码 为 8位 ,功 能 码 也 为8位 ,所 以 脉 冲 码 为 32位 。 引 导 码 由 84. 5m 电 平 和 8 4. 5m 电平 组 成 ,用 来 作 为 接 收 数 据 的 准 备 脉 冲 。用 户 码 和 功 能 码 采 用 脉 冲 位 置 调 制 ( 方 式 编 码 ,根 据 脉 冲 之 间 的 时 间 间 隔 来 区分 码 值 的 “ 0 ” 或 “ 1 ” 。 “ 0 ” 为 21. 125m s,“ 1” 为 4 2. 25m s,而 每 一 脉冲 的 宽 度 均 为 0. 5626m s,波 形 如 图 2( c)所 示 。2 红 外 遥 控 接 收 电 路构 成 红 外 遥 控 接 收 电 路 可 选 的 核 心 芯 片 的 种 类 也 很 多 ,如 2 ,该 类 芯片 所 具 有 的 功 能 相 近 ,一 般 为 图 3所 示 。图 3 红 外 遥 控 接 收 电 路 内 部 功 能 框 图光 电 二 极 管 接 收 到 遥 控 器 发 射 的 红 外 信 号 时 ,转 变 为 电 信 号 送 入 自 动 偏 置 限 制 电 路 (,以 防 止强 光 的 冲 击 干 扰 和 提 高 对 弱 信 号 的 放 大 能 力 。 经 前 置 和 限 幅 两 级 放 大 的 遥 控 信 号 通 过 38 通 滤波 器 滤 除 其 它 频 率 成 分 的 噪 声 干 扰 ,该 带 通 滤 波 器 的 中 心 频 率 般 可 以 通 过 外 接 元 件 微 调 。 然 后 再 经峰 值 检 波 器 ,滤 出 38 ,检 出 遥 控 信 号 的 外 包 络 脉 冲 ,此 即 为 脉 位 调 制 的 编 码 脉 冲 。 最 后 由 整 形 电路 进 行 整 形 将 其 转 换 为 标 准 型 的 编 码 脉 冲 ,以 便 与 控 制 器 要 求 的 波 形 统 一 ,此 输 出 即 为 遥 控 编 码 脉 冲 。 该波 形 如 图 2 ( c)所 示 。由 光 电 二 极 管 和 遥 控 接 收 集 成 芯 片 的 红 外 遥 控 信 号 接 收 电 路 如 图 4所 示 。 该 类 电 路体 积 较 小 ,一 般 封 装 于 金 属 屏 蔽 盒 内 或 塑 封 为 一 三 端 子 器 件 。2. 1 接 口 电 路 设 计 上 述 遥 控 系 统 与 51单 片 机 的 接 口 电 路 如 图 5所 示 。 该 电 路 的 构 成 极 为 简单 ,51单 片 机 控 制 系 统 仅 需 开 启 一 个 外 部 中 断 ,与 红 外 遥 控 信 号 接 收 电 路 相 连 接 即 可 。图 4 红 外 遥 控 信 号 接 收 电 路 图 5 红 外 遥 控 单 片 机 系 统 组 成2. 2 解 码 软 件 设 计 经 红 外 遥 控 信 号 接 收 电 路 还 原 的 遥 控 编 码 脉 冲 要 被 单 片 机 解 码 并 执 行 相 应 的 指 令 ,这 样 在 识 别 过 程 中 就 必 须 对 每 个 脉 宽 进 行 测 量 来 判 断 ,脉 宽 的 测 量 是 由 对 脉 宽 的 时 间 计 数 来 实 现 的 。 通过 分 析 的 如 图 2 ( c)所 示 的 脉 冲 序 列 ,即 可 随 时 响 应 并 由 解 码 程 序 解 读 外 部 通 过 红 外 遥 控 器 输15第 1期 胡 云 龙 :单 片 机 红 外 遥 控 键 盘 系 统 1995o., 来 的 键 值 ,执 行 键 操 作 ,完 成 解 码 。3 小 结单 片 机 应 用 系 统 加 接 这 种 红 外 遥 控 键 盘 ,接 口 简 单 ,操 作 方 便 ,性 能 稳 定 ,经 济 实 用 ,并 且 节 约 了 单 片机 应 用 系 统 的 硬 件 资 源 ,该 系 统 具 有 很 强 的 灵 活 性 和 实 用 性 。参 考 文 献 : 1 王 锡 胜 . 彩 色 电 视 机 遥 控 电 路 分 析 检 修 M :电 子 工 业 出 版 社 , 1993. 2 刘 文 孝 . 彩 色 电 视 机 遥 控 系 统 电 路 分 析 与 检 修 M . 北 京 :人 民 邮 电 出 版 社 , 1995. 3 何 立 民 . 单 片 机 应 用 系 统 设 计 M :北 京 航 空 航 天 大 学 出 版 社 , 1990. 4 胡 汉 才 . 单 片 机 原 理 及 系 统 设 计 M . 北 京 :清 华 大 学 出 版 社 , 2002.责 任 编 校 :罗 季 重 em on s on n 30022, m is in s, a of of of CU of is p of is le m 词 的 选 取1 关 键 词 的 意 义 关 键 词 是 文 献 检 索 语 言 的 一 种 ,是 从 论 文 的 标 题 、 摘 要 和 正 文 中 挑 选 出 来 能 反 映 论 文主 题 的 名 词 或 词 组 ,它 是 表 达 文 献 主 题 概 念 的 自 然 语 言 。 关 键 词 选 用 恰 当 与 否 ,关 系 到 该 文 被 检 索 的 概 率和 该 成 果 的 利 用 率 。2 关 键 词 的 选 取 1)对 文 章 主 题 进 行 分 析 ,找 出 反 映 文 章 中 心 内 容 和 主 要 观 点 、 创 新 观 点 和 主 题 概 念 的 词 汇 。2)从 标 题 、 摘 要 、 正 文 主 要 内 容 的 部 分 选 出 重 要 的 词 (学 科 专 业 词 汇 、 情 报 语 言 词 汇 )。3)参 考 有 关 手 册 中 的 词 表 ,如 汉 语 主 题 词 表 中 的 对 应 规 范 的 词 汇 ,尽 量 吸 纳 这 些 规 范 词 汇 ,尽 量 采纳 文 章 中 的 有 效 词 ,不 要 随 意 用 其 它 词 汇 代 替 。4)剔 除 意 义 不 明 确 、 无 专 指 性 、 无 检 索 价 值 的 词 ,删 减 同 义 词 和 近 义 词 。 冠 词 、 代 词 、 介 词 、 连 词 、 感 叹词 和 某 些 动 词 (联 系 动 词 、 情 感 动 词 )等 不 用 ;副 词 、 形 容 词 慎 用 。 理 论 、 报 告 、 实 验 、 学 习 、 方 法 、 问 题 、 对策 、 途 径 、 特 点 、 目 的 、 概 念 、 发 展 等 没 有 专 指 性 概 念 性 词 汇 ,评 价 词 ,非 公 知 公 用 的 词 不 用 。 数