介紹

紅外遙控作為一種應(yīng)用廣泛的遙控方式，紅外遙控裝置具有體積小、功耗低、功能強(qiáng)、成本低的特點(diǎn)。 錄音機(jī)、空調(diào)、音響等大型家用電器大多采用紅外遙控器。 控制住。 在這篇文章中，我將詳細(xì)講解紅外遙控信號(hào)的解碼方法。 這里只是簡(jiǎn)單了解一下紅外信號(hào)的發(fā)送和接收原理。 紅外遙控系統(tǒng)必須有發(fā)射端和接收端。 發(fā)射端通過(guò)芯片調(diào)制信號(hào)，然后紅外發(fā)光晶閘管將信號(hào)以紅外光的形式發(fā)送出去。 接收端通過(guò)紅外檢測(cè)晶閘管接收紅外信號(hào)，然后通過(guò)放大、濾波、解調(diào)等操作輸出高低電平，從而完成紅外信號(hào)的發(fā)送和接收。本教程中我選擇的是紅外遙控器右圖傳輸紅外信號(hào)

選擇集成紅外接收頭作為紅外信號(hào)的接收端。 這是一種特殊的紅外接收電路。 它將紅外接收管和放大電路集成為一體。 外觀上只有二極管大小，如圖所示。

集成紅外接收頭共有三個(gè)引腳。 將突出的一側(cè)與自身對(duì)齊，從左到右依次為信號(hào)輸出、GND、VCC。 其工作電流為5V。 您可以選擇集成紅外接收模塊。 我們?cè)谑褂脮r(shí)，只需要將其連接到5V電源，接地，然后將信號(hào)輸出引腳連接到單片機(jī)即可使用。 在本文中，我使用51單片機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 51單片機(jī)足以解碼紅外信號(hào)，而且簡(jiǎn)單易懂。 文章主要講解解碼原理。

硬件連接

第一步是硬件連接，所用的硬件非常簡(jiǎn)單，只有集成紅外接收頭和單片機(jī)的最小系統(tǒng)。 首先我們將電源連接到單片機(jī)和紅外接收器的最小系統(tǒng)，注意共地，然后將紅外接收器的信號(hào)輸出引腳連接到單片機(jī)的外部中斷引腳單片機(jī)，從而完成硬件連接。 信號(hào)輸出引腳之所以與單片機(jī)的外部中斷引腳相連，是因?yàn)槿缟纤觯t外接收器接收到紅外信號(hào)后會(huì)輸出高低電平。 連接外部中斷引腳后，單片機(jī)可以快速響應(yīng)，旁邊的程序也是由中斷程序?qū)崿F(xiàn)的。

NEC合同

后面會(huì)提到紅外收發(fā)二極管電路，紅外接收器接收到紅外信號(hào)后會(huì)輸出高低電平，然后我們可以通過(guò)我們的程序分析電平變化來(lái)識(shí)別接收到的信號(hào)內(nèi)容。 為了在接收端對(duì)信號(hào)進(jìn)行解碼紅外收發(fā)二極管電路，我們需要知道發(fā)送端的數(shù)據(jù)是如何編碼的。 本文使用的紅外遙控器采用的是NEC編碼合約，所以我們首先需要解釋一下NEC合約的相關(guān)信息。 NEC合約是用于紅外通信的合約。 通過(guò)NEC合約發(fā)送的信息格式如右圖所示：

信息的開(kāi)頭是一個(gè)9ms的高電平加上一個(gè)4.5ms的低電平引導(dǎo)代碼，用于告訴設(shè)備通信已經(jīng)開(kāi)始，信號(hào)已經(jīng)發(fā)送。 然后是8位地址碼和原來(lái)的8位地址碼。 地址碼的作用是區(qū)分不同的接收部件，實(shí)現(xiàn)對(duì)某個(gè)部件的單獨(dú)控制。 最后是8位數(shù)據(jù)碼和8位原始數(shù)據(jù)碼。 數(shù)據(jù)代碼就是功能代碼。 我們可以為不同的數(shù)據(jù)代碼設(shè)置不同的功能。 原代碼的作用是檢查接收到的數(shù)據(jù)是否正確。 里面的信息中，‘0’用560us高電平加560us低電平表示，‘1’用560us高電平加低電平表示。 需要注意的是，里面的波形圖是發(fā)送端的波形。 我們的紅外接收端接收到的信號(hào)高低電平與上圖相反。 還需要注意的是，發(fā)送端是從最高位開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)的，所以我們接收到的信號(hào)也是從最高位開(kāi)始的。 另外，當(dāng)我們持續(xù)按下同一個(gè)按鈕時(shí)，發(fā)射器不會(huì)重復(fù)發(fā)送地址碼和數(shù)據(jù)碼，而是發(fā)送一次后每隔一段時(shí)間發(fā)送一次啟動(dòng)碼（重復(fù)），間隔約為108ms。 右圖為接收端導(dǎo)頻碼、導(dǎo)頻碼（重復(fù)）、‘0’、‘1’的波形：

了解了NEC合約的信息后，我們就可以開(kāi)始編寫(xiě)程序來(lái)控制MCU解碼紅外信號(hào)了。 首先解釋一下解碼程序的思路。 之前，我們將紅外接收器的信號(hào)輸出引腳連接到單片機(jī)的外部中斷引腳。 我們?cè)O(shè)置外部中斷的觸發(fā)方式為邊沿觸發(fā)。 當(dāng)接收器收到信號(hào)后，會(huì)輸出低電平，低電平觸發(fā)外部中斷。 我們?cè)谥袛喑绦蛑袉?dòng)定時(shí)器，這樣在下一次低電平觸發(fā)中斷之前，我們可以比較這段時(shí)間定時(shí)器設(shè)定的時(shí)間來(lái)確定脈沖。 值的長(zhǎng)度決定數(shù)據(jù)是“0”還是“1”。 那我就根據(jù)具體代碼來(lái)介紹一下。

#include"reg52.h"#define uint unsigned int #define uchar unsigned charuchar IRtime;        //儲(chǔ)存檢測(cè)紅外高低電平持續(xù)時(shí)間uchar IRcord[4];    //儲(chǔ)存解碼后的4個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)uchar IRdata[33];    //包含起始碼在內(nèi)的33位數(shù)據(jù)bit IRpro_ok;        //解碼后4個(gè)數(shù)據(jù)接收完成標(biāo)志位bit IRok;            //33位數(shù)據(jù)接收完成標(biāo)志位

在前面的函數(shù)中，我們添加了相應(yīng)的頭文件和一些宏定義，然后我們定義了一些變量和鏈表作為一些標(biāo)志位和一些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。 每個(gè)定義前面都有注釋來(lái)解釋相應(yīng)的功能。 這里我就不重復(fù)了。

void init(){    TMOD |= 0x02;    //設(shè)置定時(shí)器0工作模式2    TL0 = TH0 = 0;    //初始化定時(shí)器0寄存器    EA = 1;    ET0 = 1;    TR0 = 1;    IT0 = 1;    EX0 = 1;    TMOD |= 0x20;    //設(shè)置定時(shí)器1工作模式2    TL1 = TH1 = 0xfd;    //比特率9600    SM1 = 1;    //設(shè)置串口工作模式1，10位異步收發(fā)    TR1 = 1;    //啟動(dòng)定時(shí)器1    }

然后我們定義一個(gè)初始化函數(shù)，用于定時(shí)器和中斷的初始化。 我們使用定時(shí)器0來(lái)估算紅外信號(hào)高低電平的時(shí)間，并使用定時(shí)器1通過(guò)并口發(fā)送數(shù)據(jù)。

void T0_ISR(void) interrupt 1    //定時(shí)器0中斷一次277.76us{    IRtime++;}

上一段是定時(shí)器0的程序，用于估算上面的時(shí)間。 定時(shí)器0的中斷時(shí)間為277.76us，我們可以通過(guò)它來(lái)估算紅外信號(hào)的持續(xù)時(shí)間。

void int0(void) interrupt 0{    static uchar i;        //靜態(tài)變量用于存入33次數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)    static bit startflag;    //開(kāi)始存儲(chǔ)脈寬標(biāo)志位    if(startflag)    {        if((IRtime < 53) && (IRtime >= 32))        //判斷是否為引導(dǎo)碼 若為引導(dǎo)碼則從起始碼開(kāi)始存        {i = 0;}        IRdata[i] = IRtime;        //以T0溢出的次數(shù)來(lái)計(jì)算脈寬把這個(gè)時(shí)間存放在數(shù)組中            IRtime = 0;        //計(jì)數(shù)清零        i++;    //計(jì)數(shù)脈寬存入次數(shù)自加        if(i == 30)        {            IRok = 1;    //脈寬檢查完成            i = 0;        //把脈寬計(jì)數(shù)清零準(zhǔn)備下次存入        }    }    else    {        IRtime = 0;        //定時(shí)器0計(jì)數(shù)清零        startflag = 1;        //開(kāi)始處理標(biāo)志位置1    }}

上述程序是外部中斷處理程序。 當(dāng)紅外接收頭接收到紅外信號(hào)時(shí)，會(huì)輸出相應(yīng)的高低電平變化。 接收端波形圖中已經(jīng)畫(huà)出了導(dǎo)頻碼和“1”、“0”的波形。 這樣，當(dāng)接收端為高電平時(shí)，就會(huì)觸發(fā)外部中斷。 這是將要檢查的值。 根據(jù)這個(gè)值來(lái)判斷是否是9ms的啟動(dòng)代碼。 如果是引導(dǎo)碼，則先清零，然后保存后續(xù)的脈沖時(shí)間，如果不是則清零，這樣紅外接收頭接收到的33個(gè)脈沖的長(zhǎng)度就會(huì)保存在[]字段中。

void IRcordpro(){    uchar i;    //用于計(jì)數(shù)處理4個(gè)字節(jié)    uchar j;    //用于計(jì)數(shù)處理1個(gè)字節(jié)的8位數(shù)據(jù)    uchar k;    //用于計(jì)數(shù)處理33次脈寬    k = 1;        //從第一位開(kāi)始處理 丟掉起始碼    for(i = 0;i < 4;i++)    {        for(j = 0;j <8;j++)        {            if(IRdata[k] > 5)    //如果脈寬大于數(shù)據(jù)0標(biāo)準(zhǔn)的1125us就判定為數(shù)據(jù)1            {                IRcord[i] |= 0x80;        //置于最高位            }            if(j < 7)    //從最高位移位置低位            {                IRcord[i] >>= 1;            }            k++;    //處理下一次脈寬        }    }    IRpro_ok = 1;    //解碼完成}

前面的函數(shù)是用來(lái)處理我們之前保存的33個(gè)脈沖長(zhǎng)度，轉(zhuǎn)換成4個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)存放在[]字段中。 具體操作是根據(jù)脈沖時(shí)間判斷是“1”還是“0”。 大家可以按照程序旁邊的注釋來(lái)了解函數(shù)的內(nèi)容。

void main(){    uchar i;    //計(jì)數(shù)串口發(fā)送字節(jié)數(shù)    init();        //初始化    while(1)    {        if(IRok)    //判斷33次脈寬是否提取完成        {            IRcordpro();    //根據(jù)脈寬解碼出4字節(jié)數(shù)據(jù)            IRok = 0;        //清零脈寬檢查完成標(biāo)志位等待下一次脈寬檢查            if(IRpro_ok)    //判斷解碼是否完成            {                for(i = 0;i < 4;i++)                {                    SBUF = IRcord[i];                    while(!TI);                    TI = 0;                }                           IRpro_ok = 0;        //清零解碼標(biāo)志位            }        }    }}

最后我們?cè)谥骱瘮?shù)中調(diào)用前面的函數(shù)，但是等待解碼完成后，我們將解碼后的4字節(jié)數(shù)據(jù)通過(guò)并口發(fā)送給筆記本。 最后我們來(lái)看看實(shí)際效果。 首先打開(kāi)并口助手，將碼率設(shè)置為9600，接收模式設(shè)置為HEX模式，這樣當(dāng)按下紅外遙控器的按鈕時(shí)，就會(huì)返回遙控器的通配符。

好了，本教程就到此結(jié)束，感謝您的觀看。

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