單片機(jī)用作通用紅外遙控接收器的設(shè)計(jì)

2 遙控發(fā)射器及其編碼
遙控發(fā)射器專(zhuān)用芯片很多，現(xiàn)以日本NEC的UPD6121G.htm" target="_blank" title="uPD6121G貨源和PDF資料">uPD6121G組成發(fā)射電路為例說(shuō)明編碼原理。當(dāng)發(fā)射器按鍵按下后，即有遙控碼發(fā)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(diào)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(jìn)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(jìn)制的“1”，其波形如圖2所示。

上述“0”和“1”組成的32位二進(jìn)制碼經(jīng)38kHz的載頻進(jìn)行調(diào)制，提高發(fā)射效率，達(dá)到降低電源功耗的目的。然后，再通過(guò)紅外發(fā)射二極管進(jìn)行二次調(diào)制，產(chǎn)生紅外線(xiàn)向空間發(fā)射，如圖3所示。UPD6121G產(chǎn)生的遙控編碼是連續(xù)的32位二進(jìn)制碼組，其中前16位為8位用戶(hù)識(shí)別碼及其反碼，能區(qū)別不同的電器設(shè)備，防止不同機(jī)種遙控碼互相干擾。該芯片的用戶(hù)識(shí)別碼固定為十六進(jìn)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(fā)出同一種32位二進(jìn)制碼，周期約為108ms。一組碼本身的持續(xù)時(shí)間隨它包含的二進(jìn)制“0”和“1”的個(gè)數(shù)不同而不同，大約在45～63ms之間，圖4為發(fā)射波形圖。

3 接收器及解碼
TSOP1738是VISHAY公司推出的一體化紅外線(xiàn)接收器，集紅外線(xiàn)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(xiàn)接收到輸出與TTL電平信號(hào)兼容的所有工作，而體積和普通的塑封三極管大小一樣，其功能如圖1所示的虛線(xiàn)部分。它適合于各種紅外線(xiàn)遙控和紅外線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

解碼就是識(shí)別二進(jìn)制碼“0”和“1”以及遙控信號(hào)起始位。由8051單片機(jī)對(duì)脈沖間隔計(jì)數(shù)，由計(jì)數(shù)值的大小區(qū)別脈沖間隔的時(shí)間，從而識(shí)別出二進(jìn)制碼“0”、“1”和遙控信號(hào)起始位。如前所述，紅外遙控的32位二進(jìn)制串行碼是脈寬調(diào)制的，脈沖寬度固定（0.56ms），而脈沖的間隔不同。因此，只要設(shè)法測(cè)出脈沖隔時(shí)間，即可判斷是二進(jìn)制的“0”還是“1”。考慮到適當(dāng)?shù)娜莶?，可把脈沖間隔為0.256～0.768ms的判為“0”，脈沖間隔為1.28～1.792ms的判為“1”。

3.1 解碼系統(tǒng)配置及接口
解碼單片機(jī)系統(tǒng)由8051、TSOP1739和74LS00等組成，接口電路如圖5所示。TSOP1738的輸出端通過(guò)74LS00的兩個(gè)反相電路接至解碼單片機(jī)8051的INT0和INT1，作為輸入接口。8051解碼單片機(jī)通過(guò)P0口作為輸出接口，傳送解碼所得的指令控制碼去控制電器設(shè)備。8051單片機(jī)的TCON中有一個(gè)控制位，該位由軟件設(shè)置為“1”，設(shè)置INT0和INT1為下降沿觸發(fā)中斷，其相應(yīng)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器0就可以測(cè)量對(duì)應(yīng)的INT引腳上正脈沖的寬度。利用這一特點(diǎn)，用定時(shí)器T0來(lái)測(cè)量INT1引腳上正脈沖的寬度，即前后兩脈沖的間隔時(shí)間，據(jù)此可判斷它對(duì)應(yīng)于二進(jìn)制的是“1”還是“0”。

由圖5可知，TSOP1738送往8051解碼單片機(jī)INT0和INT1兩引腳上的波形相反，由INT0引腳上脈沖的下降沿所觸發(fā)的中斷服務(wù)程序完成啟動(dòng)計(jì)數(shù)器T0，以測(cè)量INT1引腳上正脈沖的寬度。由INT1引腳上脈沖的下降沿所觸發(fā)的中斷服務(wù)程序完成關(guān)計(jì)數(shù)器T0，并根據(jù)計(jì)數(shù)值來(lái)判斷是對(duì)應(yīng)于二進(jìn)制的“0”還是“1”。

3.2 軟件設(shè)計(jì)
解碼單片機(jī)8051的軟件包括主程序、INT0中斷服務(wù)程序和INT1中斷服務(wù)程序等3部分。在8051單片機(jī)內(nèi)部RAM區(qū)建立的工作單元和標(biāo)志位。

*BUF0～BUF3——接收緩沖移位寄存器單元（32bit），每次由INT1中斷服務(wù)程序解出的存于CY的二進(jìn)制位，通過(guò)累加器連同CY的右移操作，傳送到BUF0——BUF3內(nèi)。
*LENG——碼長(zhǎng)計(jì)數(shù)器，用于計(jì)數(shù)器解出的二進(jìn)制位數(shù)。

*（29H）.0——碼間隔標(biāo)志位，當(dāng)收到碼組間隔時(shí)該標(biāo)志被置位。

*（29H）.1——用戶(hù)識(shí)別碼標(biāo)志位，當(dāng)收到一組碼的前8位為01H時(shí)該標(biāo)志被置位
。
以下是主程序的設(shè)計(jì)要點(diǎn)：
*正確地解碼必須從一組碼的起始進(jìn)行。為此程序在初始化后，首先檢測(cè)碼間隔標(biāo)志（29H）.0，如果為1，表明是一組碼的開(kāi)始，程序就將碼長(zhǎng)計(jì)數(shù)器清零，以例從頭開(kāi)始計(jì)數(shù)。

*為防止其它遙控碼的干擾，當(dāng)接收到前8位碼后，要檢查它的值是否為01H。如果是，則置位用戶(hù)碼標(biāo)志（29H）.1。只有用戶(hù)碼標(biāo)志為1時(shí)，收到的后8位碼才作為有效操作碼處理。

*為了得到正確的解碼結(jié)果，要檢查32位遙控編碼中用戶(hù)碼和操作碼各自的反相一致性。正極性的用戶(hù)碼留在BUF3中，負(fù)極性的用戶(hù)碼留在BUF2中；正極性的操作碼留在BUF1中，負(fù)極性的操作碼留在BUF0中。然后比較BUF3和BUF2中的內(nèi)容，比較BUF1和BUF0中的內(nèi)容，如果都滿(mǎn)足反相一致才進(jìn)入下一步，否則，作無(wú)效碼處理。

以上所述方法非常簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)了紅外遙控信號(hào)的接收解碼，極大地節(jié)約了硬件實(shí)現(xiàn)的資源開(kāi)銷(xiāo)。只要修改匯編代碼的部分參數(shù)，就可以適用于多種紅外遙控器信號(hào)的接收和解碼。