紅外遙控技術(shù)

紅外遙控系統(tǒng)的組成
紅外遙控系統(tǒng)主要由遙控發(fā)射器、一體化接收頭、單片機(jī)、接口電路組成，如圖一所示。遙控器用來(lái)產(chǎn)生遙控編碼脈沖，驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管輸出紅外遙控信號(hào)，遙控接收頭完成對(duì)遙控信號(hào)的放大、檢波、整形、解調(diào)出遙控編碼脈沖。遙控編碼脈沖是一組串行二進(jìn)制碼，對(duì)于一般的紅外遙控系統(tǒng)，此串行碼輸入到微控制器，由其內(nèi)部CPU完成對(duì)遙控指令解碼，并執(zhí)行相應(yīng)的遙控功能。使用遙控器作為控制系統(tǒng)的輸入，需要解決如下幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：如何接收紅外遙控信號(hào)；如何識(shí)別紅外遙控信號(hào)以及解碼軟件的設(shè)計(jì)、控制程序的設(shè)計(jì)。

紅外遙控信號(hào)的接收
接收電路使用集成一體化紅外接收頭SM0038（1 ）。

圖一紅外遙控系統(tǒng)組成方框圖

SM0038對(duì)外只有3個(gè)引腳：VS、GND和1個(gè)脈沖信號(hào)輸出引腳OUT，外形引腳如圖二所示。與單片機(jī)接口非常方便，如圖三所示。VCC接電源+5V并經(jīng)電容進(jìn)行濾波，以避免電源干擾; GND接系統(tǒng)的地線（0V）；脈沖信號(hào)輸出接CPU的中斷輸入引腳（例如8051的13腳INT1）。采取這種連接方法，軟件解碼既可工作于查詢方式，也可工作于中斷方式。

圖二紅外接收頭SM0038 圖三SM0038與單片機(jī)接口電路

紅外遙控編碼規(guī)律
目前應(yīng)用中的各種紅外遙控系統(tǒng)的原理都大同小異，區(qū)別只是在于各系統(tǒng)的信號(hào)編碼格式不同。遙控專用集成電路的編碼格式是公開(kāi)的，可以查閱到。下面就以TC9012組成的遙控器說(shuō)明它的編碼體制規(guī)律。當(dāng)按下遙控器上任一按鍵時(shí)，TC9012即產(chǎn)生一串脈沖編碼如圖四所示。TC9012形成的遙控編碼脈沖對(duì)40kHz載波進(jìn)行脈沖幅度調(diào)制后便形成遙控信號(hào)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路由紅外發(fā)射管發(fā)射出去。編碼體制規(guī)律如下:
（1）一次按鍵動(dòng)作的遙控編碼信息包含一引導(dǎo)脈沖和32 位串行二進(jìn)制碼。前16 位碼為用戶碼，不隨按鍵的不同而變化。它是為了表示特定用戶而設(shè)置的一個(gè)辨識(shí)標(biāo)志，以區(qū)別不同機(jī)種和不同用戶發(fā)射的遙控信號(hào)，防止誤操作。后16位碼隨著按鍵的不同而改變，是按鍵的識(shí)別碼。前8位為鍵碼的正碼，后8位為鍵碼的反碼。
（2）遙控信號(hào)不是用高電平或低電平來(lái)表示“1”或“0”的，而是通過(guò)脈寬來(lái)表示的，對(duì)于二進(jìn)制信號(hào)“0”，一個(gè)脈沖占1.2ms；對(duì)于二進(jìn)制信號(hào)“1”，一個(gè)脈沖占2.4ms，而每一脈沖內(nèi)低電平均為0.6ms。

圖四一幀碼的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖

按鍵識(shí)別程序的設(shè)計(jì)
要使用一個(gè)遙控器進(jìn)行遙控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，必需首先了解不同的按鍵編碼脈沖是怎樣和遙控器上不同的按鍵一一對(duì)應(yīng)的。筆者用軟件的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖流的分析，使用如圖三所示的接口電路接收信號(hào)。如果沒(méi)有紅外遙控信號(hào)到來(lái)，接收器的輸出端口OUT 保持高電平；當(dāng)接收到紅外遙控信號(hào)時(shí)，接收頭將信號(hào)解調(diào)下來(lái)并轉(zhuǎn)換成脈沖序列加到CPU的中斷輸入引腳。用軟件測(cè)試引腳的邏輯電平，同時(shí)啟動(dòng)T計(jì)時(shí)器，測(cè)量該引腳分別為邏輯“0”和邏輯“1”情況下的時(shí)間值，存儲(chǔ)起來(lái)，然后分析。其規(guī)律如下（仿真機(jī)CPU晶振為6MHz）:
①引導(dǎo)脈沖是一個(gè)時(shí)間值為1137H～1157H的低電平和時(shí)間值為084FH～086FH的高電平;
②數(shù)據(jù)脈沖的低電平時(shí)間值約為0127H～0177H;
③高電平時(shí)間值有2種情況：00BBH～00FFH（窄：表示“0”）利0301H～0333H（寬：表示“1”）;
④同時(shí)通過(guò)分析能從中了解各鍵的鍵碼值，供編寫(xiě)應(yīng)用程序時(shí)使用。

紅外解碼技術(shù)的應(yīng)用
紅外遙控系統(tǒng)的組成及紅外接收電路如圖一、圖三所示，在這主要介紹系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)軟件主要由主程序、各控制處理程序、遙控接收解碼中斷程序、顯示控制等模塊組成。