新闻中心

EEPW首页>嵌入式系统>设计应用> 红外遥控系统原理及单片机软件解码程序

红外遥控系统原理及单片机软件解码程序

作者： 时间：2016-11-23 来源：网络 收藏
首先，必须要了解一些基本原理。其实按下遥控器的某一个键，遥控器会发出一连串经过调制后的信号，这个信号经过红外一体化模块接收后，输出解调后的数字脉冲，每个按键对应不同的脉冲，故识别出不同的脉冲就能识别出不同的按键。

本文引用地址： //m.amcfsurvey.com/article/201611/320460.htm

上图就是很常见的车载MP3遥控器，比较小巧，很好用。下面是红外发射和接受原理：

到此读者可能会有疑惑，那么不同的调制解调方法那么出来的脉冲规则是不一样的？是的，的确如此。

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（一般家庭用的DVD、VCD、音响都使用这种编码方式）。当发射器按键按下后，即有遥控码发出，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”，其波形如图所示。

如图可见，0与1前端的低电平持续都是0.56ms，那么就是后面的高电平持续时间不同，0为0.56ms，1为1.685ms，找到不同之处，编程时就有识别的依据了！

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，如图所示。

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。

请看下图，来自网络：



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发射代码由一个引导码（9ms）,一个结果码（4.5ms）,低8位地址码（9ms~18ms）,高8位地址码（9ms~18ms）,8位数据码（9ms~18ms）和这8位数据的反码（9ms~18ms）组成。如果键按下超过108ms仍未松开，接下来发射的代码（连发码）将仅由起始码（9ms）和结束码（2.25ms）组成。（实际上人手的动作是很慢的，即使你快速的按下按键，可能对于芯片来说还是超过108ms，所以如何处理连发码是很关键的）

遥控器在按键按下后，周期性地发出同一种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45～63ms之间，图为发射波形图。

下面是我写的代码，按键编码通过串口发送到电脑端：

由于时间关系，代码注释不多。

其中START_Judge()函数是判断9ms低电平，既是判断有无遥控信号。

BOOT_REPEATING_CODE_Judge()是判断是引导码还是连发码，引导码则进入接受数据环节，连发码表明数据已经接受结束。

H_L_LEVEL_Judge()是接受数据时判断高低电平。

如果乱码，请参考：

http://blog.csdn.net/mhjerry/article/details/6601324

注明：以下代码为纯软件方式，没有用到中断，定时器方式，纯CPU查询，但测试结果倒也可以，至少比较稳定，得到的码值不管对不对，都是那个值。

[cpp]view plaincopy
  1. /*------------------------------------------------------------*-
  2. 红外收发.C
  3. ------------------------------------------------------------
  4. 遥控器测试
  5. -*------------------------------------------------------------*/
  7. #include
  9. //---红外接收一体化输出口----------------------------------
  10. sbitIR_Out=P3^2;
  12. bitSTART_Flag=0;
  13. bitBOOT_REPEATING_CODE_Flag=0;
  14. unsignedcharDATA[4]={0};
  15. bdataunsignedcharTEMP_BIT;
  17. sbitB0=TEMP_BIT^0;
  18. sbitB1=TEMP_BIT^1;
  19. sbitB2=TEMP_BIT^2;
  20. sbitB3=TEMP_BIT^3;
  21. sbitB4=TEMP_BIT^4;
  22. sbitB5=TEMP_BIT^5;
  23. sbitB6=TEMP_BIT^6;
  24. sbitB7=TEMP_BIT^7;
  26. //---有无遥控信号判断函数----------------------------------
  27. bitSTART_Judge();
  29. //---连发码判断函数----------------------------------------
  30. bitBOOT_REPEATING_CODE_Judge();
  32. //---"0"和"1"识别------------------------------------------
  33. bitH_L_LEVEL_Judge();
  35. //---串口初始化--------------------------------------------
  36. voidUART_Initial();
  38. voidDELAY_Us(unsignedintUs)
  39. {
  40. unsignedintx;
  41. for(x=0;x<=(Us/200-1);x++);
  42. }
  43. voidDELAY_Ms(unsignedintMs)
  44. {
  45. unsignedintx,y;
  46. for(x=0;x<=(Ms-1);x++)
  47. {
  48. for(y=0;y<=120;y++);
  49. }
  50. }
  52. voidmain()
  53. {
  54. unsignedchari;
  55. UART_Initial();
  56. IR_Out=1;
  57. while(1)
  58. {
  59. START_Flag=START_Judge();
  60. BOOT_REPEATING_CODE_Flag=BOOT_REPEATING_CODE_Judge();
  61. if(START_Flag&&!BOOT_REPEATING_CODE_Flag)
  62. {
  63. for(i=0;i<4;i++)
  64. {
  65. B0=H_L_LEVEL_Judge();
  66. B1=H_L_LEVEL_Judge();
  67. B2=H_L_LEVEL_Judge();
  68. B3=H_L_LEVEL_Judge();
  69. B4=H_L_LEVEL_Judge();
  70. B5=H_L_LEVEL_Judge();
  71. B6=H_L_LEVEL_Judge();
  72. B7=H_L_LEVEL_Judge();
  73. DATA[i]=TEMP_BIT;
  74. }
  75. for(i=0;i<4;i++)
  76. {
  77. SBUF=DATA[i];
  78. while(TI==0);
  79. TI=0;
  80. }
  81. }
  82. }
  83. }
  85. voidUART_Initial()
  86. {
  87. SCON=0x50;//SCON:模式1,8-bitUART,使能接收
  89. TMOD|=0x20;//TMOD:timer1,mode2,8-bitreload
  91. TH1=0xFD;//TH1:reloadvaluefor9600baud@
  92. //11.0592MHz
  93. TR1=1;//TR1:timer1run
  95. EA=0;//关闭总中断
  96. ES=0;//关闭串口中断
  97. }
  100. bitSTART_Judge()
  101. {
  102. bitTEMP_Flag=1;
  103. unsignedchari=0;
  105. //在正常无遥控信号时，一体化红外接收头输出是高电平，程序一直在循环。
  106. while(IR_Out==1);
  108. //重复10次，目的是检测在6876~8352微秒内如果出现高电平就退出解码程序
  109. for(i=0;i<9;i++)
  110. {
  111. DELAY_Us(800);//测试实际延时约为764~928us
  112. if(IR_Out==1)
  113. {
  114. TEMP_Flag=0;
  115. break;
  116. }
  117. }
  119. returnTEMP_Flag;
  120. }
  122. bitBOOT_REPEATING_CODE_Judge()
  123. {
  124. bitTEMP_Flag=1;
  125. while(IR_Out==0);//等待高电平避开9毫秒低电平引导脉冲
  127. DELAY_Ms(1);//测试实际延时约为1.007ms
  128. DELAY_Ms(1);//测试实际延时约为1.007ms
  129. DELAY_Us(200);//0.086ms
  130. DELAY_Us(200);//0.086ms
  131. DELAY_Us(200);//0.086ms
  132. //共计2.272ms
  134. if(IR_Out==0)
  135. {
  136. TEMP_Flag=1;//是连发码
  137. }
  138. else
  139. {
  140. TEMP_Flag=0;//不是连发码，而是引导码
  141. }
  142. returnTEMP_Flag;
  143. }
  144. bitH_L_LEVEL_Judge()
  145. {
  146. while(IR_Out==0);//等待地址码第一位的高电平信号
  147. DELAY_Us(800);//测试实际延时约为764~928us
  148. if(IR_Out==1)
  149. {
  150. DELAY_Ms(1);//测试实际延时约为1.007ms
  151. return1;
  152. }
  153. else
  154. {
  155. return0;
  156. }
  157. }


编辑如下：

01 FE 8B 74 --- 01 FE 8D 72 --- 01 FE 8F 70

01 FE 89 76 --- 01 FE 81 7E --- 01 FE 87 78

01 FE 0F F0 --- 01 FE 2B D4 --- 01 FE 13 EC

01 FE 2D D2 --- 01 FE 33 CC --- 01 FE 1B E4

01 FE 19 E6 --- 01 FE 31 CE --- 01 FE BD 42

01 FE 11 EE --- 01 FE 39 C6 --- 01 FE B5 4A
以上为对应按键的编码。

过程中存在问题：

一是如何有效的识别引导码和连发码，因为这个能直接影响到长时间按键，单片机的响应与否。这个问题，貌似我以解决，就是长时间按键后，单片机识别一次按键后，如果还是同一按键，就不与理睬。

还有一个问题就是，如果连续按下两次按键，该程序能够识别出，但是如果间隔很短，第二下按键的编码容易出错，容易变成这样：

03 FE 8B 74.。。。就是第一个字节出现误差，这个问题现在还未来得及解决。

还有就是本程序对于延时函数的精度要求很高，因为本身处理的脉冲就是MS级别的。所以需要严格的测试延时函数的实际延时时间：

以上的代码，可以看出许多问题，软件延时不准确，大量的“while( IR_Out == 0 ) ;”代码，抗干扰能力弱，容易进入死循环。

下面介绍的这种解码方法，利用外部中断触发程序，定时器定时（但没有设置定时中断程序，即判断TF的值确定定时结束），在代码过程中，开头的一个7.93ms延时，足以滤掉不合法的红外信号。应该说效率质量更高的。

代码注释很详细，在此不在细述：

[cpp]view plaincopy
  1. /*------------------------------------------------------------*-
  2. IR_Decoder.C(v1.00)
  3. ------------------------------------------------------------
  4. 名称：遥控器红外解码，PO口接LED，显示功能码以供查看
  5. 编写：mhjerry
  6. 日期：20011.7
  7. 内容：按遥控器上的按键，会在PO口LED上显示
  8. -*------------------------------------------------------------*/
  9. #include"reg52.h"
  11. //此口为红外信号输入MCU口
  12. sbitIR_Out=P3^2;
  14. //主程序运行标志位,运行主程序时LED灭，运行中断程序时LED亮
  15. sbitIR_Flag=P3^1;
  17. //LED显示口
  18. #defineLED_PortP1
  20. //用于存放按键码值，初始化为00000000这样接受数据时可以只考虑1了
  21. unsignedchardat[4]={0,0,0,0};
  24. /*............................................................*/
  25. voidmain()
  26. {
  27. IR_Out=1;//此口为MCU输入口，故需要置1
  28. IR_Flag=1;//灭LED灯
  29. TMOD=0x01;//定时器0，方式1
  30. IT0=1;//外部中断0，下降沿触发
  31. EX0=1;//准许外部中断
  32. EA=1;//CPU准许中断
  34. while(1)
  35. {
  36. IR_Flag=1;//执行主程序时,LED灯灭
  37. }
  38. }
  39. /*------------------------------------------------------------*-
  40. 函数名称：Int0()
  41. 函数输入：无(容许中断时，外部触发)
  42. 函数输出：无
  43. 函数说明：外部中断0中断处理
  44. -*------------------------------------------------------------*/
  45. voidInt0()interrupt0
  46. {
  47. unsignedchari,j;
  48. EX0=0;//关闭外部中断0
  49. IR_Flag=0;//执行中断程序时,LED灯亮
  50. i=10;//0.793ms延时，运行10次
  51. while(--i)
  52. {
  53. //定时0.793ms,延时0.793ms*10=7.93ms
  54. TH0=0xfc;
  55. TL0=0xe7;
  56. TR0=1;
  57. while(!TF0);
  58. TF0=0;
  59. TR0=0;
  61. //这7.93ms期间只要IR_Out变高电平,就非合法的红外信号，跳出
  62. if(IR_Out)
  63. {
  64. EX0=1;//准许中断
  65. return;
  66. }
  67. }
  69. //程序进行到这里，表明是合法的红外信号(利用9ms判断)
  70. while(!IR_Out);//等待9ms低电平过去
  72. //程序进行到这里，表明经过9ms低电平
  73. TH0=0xf6;
  74. TL0=0xff;
  75. TR0=1;
  76. while(!TF0);
  77. TF0=0;
  78. TR0=0;//延时2.305ms
  80. //IR_Out为低表明是连发码，不予理睬，跳出
  81. if(!IR_Out)
  82. {
  83. EX0=1;
  84. return;
  85. }
  87. //程序进行到这里，表明是引导码，等待4.5ms高电平的过去
  88. while(IR_Out);
  90. //开始接收用户码
  91. for(i=0;i<4;i++)
  92. {
  93. for(j=0;j<8;j++)
  94. {
  95. while(!IR_Out);//等待低电平过去
  96. dat[i]>>=1;//把上次的数据位右移一位
  98. TH0=0xfc;
  99. TL0=0xe7;
  100. TR0=1;
  101. while(!TF0);
  102. TR0=0;
  103. TF0=0;//延时0.793ms
  105. //若为数据"1"，则延时后IR_Out为高电平
  106. if(IR_Out)
  107. {
  108. dat[i]|=0x80;//所有数据位1放最高位
  109. while(IR_Out);//等待高电平过去
  110. }
  111. }
  112. }
  113. LED_Port=dat[2];
  114. EX0=1;//开中断
  115. return;
  116. }
  117. /*------------------------------------------------------------*-
  118. ----ENDOFFILE-------------------------------------------
  119. -*------------------------------------------------------------*/

关键词：红外遥控系统单片机软件解

评论


相关推荐

技术专区

关闭