這里我們以紅外線遙控編碼芯片為uPD6121G(或者是 HT622、7461等芯片)為例來說明用單片機實現紅外遙控解碼的詳細過程,站長琢磨這個解碼程序花了相當多的精力,期間幾經修改逐步完善,后來還用它開發了幾個小產品,希望能對網友學習單片機有所幫助。 　 紅外線遙控是目前使用最廣泛的一種通信和遙控手段。由于紅外線遙控裝置具有體積小、功耗低、功能強、成本低等特點,因而,繼彩電、錄像機之后,在錄音機、音響設備、空凋機以及玩具等其它小型電器裝置上也紛紛采用紅外線遙控。工業設備中,在高壓、輻射、有毒氣體、粉塵等環境下,采用紅外線遙控不僅完全可靠而且能有效地隔離電氣干擾。 1 紅外遙控系統 通用紅外遙控系統由發射和接收兩大部分組成,應用編/解碼專用集成電路芯片來進行控制操作,如圖1所示。發射部分包括鍵盤矩陣、編碼調制、LED紅外發送器;接收部分包括光、電轉換放大器、解調、解碼電路。 2 遙控發射器及其編碼 遙控發射器專用芯片很多,根據編碼格式可以分成兩大類,這里我們以運用比較廣泛,解碼比較容易的一類來加以說明,現以日本NEC的uPD6121G組成發射電路為例說明編碼原理。當發射器按鍵按下后,即有遙控碼發出,所按的鍵不同遙控編碼也不同。這種遙控碼具有以下特征: 采用脈寬調制的串行碼,以脈寬為0.565ms、間隔0.56ms、周期為1.125ms的組合表示二進制的“0”;以脈寬為0.565ms、間隔1.685ms、周期為2.25ms的組合表示二進制的“1”,其波形如圖2所示。 上述“0”和“1”組成的32位二進制碼經38kHz的載頻進行二次調制以提高發射效率,達到降低電源功耗的目的。然后再通過紅外發射二極管產生紅外線向空間發射,如圖3所示。 UPD6121G產生的遙控編碼是連續的32位二進制碼組,其中前16位為用戶識別碼,能區別不同的電器設備,防止不同機種遙控碼互相干擾。該芯片的用戶識別碼固定為十六進制01H;后16位為8位操作碼(功能碼)及其反碼。UPD6121G最多額128種不同組合的編碼。 遙控器在按鍵按下后,周期性地發出同一種32位二進制碼,周期約為108ms。一組碼本身的持續時間隨它包含的二進制“0”和“1”的個數不同而不同,大約在45~63ms之間,圖4為發射波形圖。 當一個鍵按下超過36ms,振蕩器使芯片激活,將發射一組108ms的編碼脈沖,這108ms發射代碼由一個起始碼(9ms),一個結果碼(4.5ms),低8位地址碼(9ms~18ms),高8位地址碼(9ms~18ms),8位數據碼(9ms~18ms)和這8位數據的反碼(9ms~18ms)組成。如果鍵按下超過108ms仍未松開,接下來發射的代碼(連發代碼)將僅由起始碼(9ms)和結束碼(2.5ms)組成。 代碼格式(以接收代碼為準,接收代碼與發射代碼反向) ①位定義 　 　 　 　 　 　 ②單發代碼格式 　 　 　 　 　 ③連發代碼格式 注:代碼寬度算法: 16位地址碼的最短寬度:1.12×16=18ms 16位地址碼的最長寬度:2.24ms×16=36ms 易知8位數據代碼及其8位反代碼的寬度和不變:(1.12ms+2.24ms)×8=27ms ∴32位代碼的寬度為(18ms+27ms)~(36ms+27ms) 1． 解碼的關鍵是如何識別“0”和“1”,從位的定義我們可以發現“0”、“1”均以0.56ms的低電平開始,不同的是高電平的寬度不同,“0”為0.56ms,“1”為1.68ms,所以必須根據高電平的寬度區別“0”和“1”。如果從0.56ms低電平過后,開始延時,0.56ms以后,若讀到的電平為低,說明該位為“0”,反之則為“1”,為了可靠起見,延時必須比0.56ms長些,但又不能超過1.12ms,否則如果該位為“0”,讀到的已是下一位的高電平,因此取(1.12ms+0.56ms)/2=0.84ms最為可靠,一般取0.84ms左右均可。 2． 根據碼的格式,應該等待9ms的起始碼和4.5ms的結果碼完成后才能讀碼。 　 如果郵購我們開發的51單片機試驗板和擴展元件的網友,可以獲得如上圖所示的紅外遙控手柄,這種遙控器的編碼格式符合上面的描述規律,而且價格低廉,有32個按鍵,按鍵外形比較統一,如果用于批量開發,可以把遙控器上貼膜換成你需要的字符,這為開發產品提供了便利。 接收器及解碼 一體化紅外線接收器是一種集紅外線接收和放大于一體,不需要任何外接元件,就能完成從紅外線接收到輸出與TTL電平信號兼容的所有工作,而體積和普通的塑封三極管大小一樣,它適合于各種紅外線遙控和紅外線數據傳輸。 下面是一個對51實驗板配套的紅外線遙控器的解碼程序,它可以把上圖32鍵的紅外遙控器每一個按鍵的鍵值讀出來,并且通過實驗板上P1口的8個LED顯示出來,在解碼成功的同時并且能發出“嘀嘀嘀”的提示音。 這是站長最新用單片機AT89C51制作的30路紅外遙控器,遙控器就是自家的VCD遙控器,接收板用了5片CD4069作為輸出緩沖隔離,當按下遙控器30個按鍵中的一個,接收板對應的一個觸點會變成高電平,松開按鍵,立即恢復成低電平,和TTL兼容。