单片机红外遥控器设计

1、单片机红外遥控器设计m红外线遥控是目前使用很广泛的一种通信和遥控技术。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。红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种，由德国科学家霍胥尔于1800年发现，又称为红外热辐射，他将太阳光用三棱镜分解开，在各种不同颜色的色带位置上放置了温度计，试图测量各种颜色的光的加热效应。结果发现，位于红光外侧的那支温度计升温最快。因此得到结论：太阳光谱中，

2、红光的外侧必定存在看不见的光线，这就是红外线。也可以当作传输之媒界。太阳光谱上红外线的波长大于可见光线，波长为0.751000 m。红外线可分为三部分，即近红外线，波长为0.751.50 z之间；中红外线，波长为 1.506.0 z之间；远红外线，波长为 6.01000卩m之间。真正的红外线夜视仪是光电倍增管成像，与望远镜原理全完不同，白天不能使用，价格昂贵且需电源才能工作。【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。红外遥控发射原

3、郎框图图1a红外发射原理图为电/施科一砂|一楓红外遥控接收以理框图图1b红外接受原理图【遥控发射器及其编码】红外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，即有遥控码发岀，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。I J25ms

4、bitbit 1Ohm笛N1| 0.56ms i2.25ms2 遥控码的F 和ir1 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。i f岀摘理靖團3爲控信号堀码識厢團4 屆嗟侶=的同梱性莊匪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

5、器在按键按下后，周期性地发岀同一种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 4563ms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（9ms18ms），高8位地址码（9ms18ms） ,8位数据码（9ms18ms）和这8位数据的反码（9ms18ms）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

6、为准，接收代码与发射代码反向） 位定义inrdb4-_ fGq 或 112uu )i 单发代码格式 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=佃ms 16位地址码的最长宽度：2.24msX16=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”

7、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岀与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

8、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

9、单片机实验板及防插反红外遥控接口加ULI:L3H1SSASdsE:豪华型多功能红外遥控器+高灵敏度一体化红外接收头（23兀）10UFnR苹r-JIULIHlKD KBC4 CJ OUT VM TEST OSCLDSC2 GUTU JCi CLCO 苣M KD1 3KD4KXEEX 了图9: 32键豪华型红外遥控器原理图酗1点此下载遥控解码源程序和Keil工程文件图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

10、功时蜂鸣器发岀”嘀嘀的解码成功提示音，如果按压的是数字键09就将按键值在实验板上的 5位数码管上显示岀按键值，同时将按键的十六进制值用P1口的8位发光二极管指示岀来；如果按压的不是数字键09，就直接从P1 口输岀键值；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，拿岀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

11、式目标文件 yk.hex ORG 0000HMAIN:MOVSP,#60HMOVP0,#0FFHMOVP1,#0FFHMOVP2,#0FFHMOVP3,#0FFHJNBP3.2,$;等待遥控信号出现MOVR6,#10SB:ACALLYS1; 调用 882 微秒延时子程序JBP3.2,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DJNZR6, 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。JNBP3.2, $;等待高电平避开 9 毫秒低电平引导脉冲ACALLYS

12、2; 延时 4.74 毫秒避开 4.5 毫秒的结果码MOVR1,#1AH;设定 1AH 为起始 RAM 区MOVR2,#4PP:MOVR3,#8JJJJ:JNBP3.2,$;等待地址码第一位的高电平信号LCALLYS1;高电平开始后用 882 微秒的时间尺去判断信号此时的高低电平状态MOVC,P3.2;将P3.2引脚此时的电平状态0或1存入C中JNCUUU; 如果为 0 就跳转到 UUUJBP3.2,$;如果为 1 就等待高电平信号结束UUU:MOVA,R1;将R1中地址的给ARRCA；将C中的值0或1移入A中的最低位MOVR1,A;将 A 中的数暂时存放在 R1 中DJNZR3,JJJJ;接

13、收地址码的高 8 位INCR1;对 R1 中的值加 1，换成下一个 RAMDJNZR2,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MOVA,1AH;比较高 8 位地址码XRLA,#00000000B;判断 1AH 的值是否等于 00000000，相等的话 A 为 0JNZMAIN;如果不相等说明解码失败退出解码程序MOVA,1BH;比较低 8 位地址XRLA,#11111111B;再判断高 8 位地址是否正确JNZMAIN;如果不相等说明解码失败退出解码程序MOVA,1CH;比较数据码和数

14、据反码是否正确 ?CPLAXRLA,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JNZMAIN;如果不相等说明解码失败退出解码程序LCALLSOUND;解码成功，声音提示MOVA,1AHCPLAMOVP1,A；遥控码十六进制值通过 P1 口 LED显示出来J下面为09键码判断并在实验板的 5位数码管中显示键值JZPD:MOVA,1AHIRD0:CJNEA,#00H,IRD1；按键 0判断显示MOVP0,#0C0HMOVP2,#11100000BAJMPMAINIRD1:CJNEA,#01H,IRD2；按键 1判断显示MOVP0,#0F9HMOVP2,#11

15、100000BAJMPMAINIRD2:CJNEA,#02H,IRD3；按键 2判断显示MOVP0,#0A4HMOVP2,#11100000BAJMPMAINIRD3:CJNEA,#03H,IRD4；按键 3判断显示MOVP0,#0B0HMOVP2,#11100000BAJMPMAINIRD4:CJNEA,#04H,IRD5;按键 4判断显示MOVP0,#99HMOVP2,#11100000BAJMPMAINIRD5:CJNEA,#05H,IRD6;按键 5判断显示MOVP0,#92HMOVP2,#11100000BAJMPMAINIRD6:CJNEA,#06H,IRD7;按键 6判断显示MO

16、VP0,#82HMOVP2,#11100000BAJMPMAINIRD7:CJNEA,#07H,IRD8;按键 7判断显示MOVP0,#0F8HMOVP2,#11100000BAJMPMAINIRD8:CJNEA,#08H,IRD9;按键 8判断显示MOVP0,#80HMOVP2,#11100000BAJMPMAINIRD9:CJNEA,#09H,IRDOR;按键 9判断显示MOVP0,#90HMOVP2,#11100000BAJMPMAINIRDOR:MOVP2,#0FFH；关闭数码管使能。09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AJMPMAINYS1:MOVR4,#19 ;延时子程序 1D1:MOVR5,#18DJ