单片机红外线遥控通信和遥控技术.docx
- 文档编号:8866008
- 上传时间:2023-02-02
- 格式:DOCX
- 页数:9
- 大小:251.77KB
单片机红外线遥控通信和遥控技术.docx
《单片机红外线遥控通信和遥控技术.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《单片机红外线遥控通信和遥控技术.docx(9页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
单片机红外线遥控通信和遥控技术
红外线遥控是目前使用很广泛的一种通信和遥控技术。
由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点,因而,继彩电、录像机之后,在录音机、音响设备、空凋机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。
工业设备中,在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下,采用红外线遥控不仅完全可*而且能有效地隔离电气干扰。
红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种,由德国科学家霍胥尔于1800年发现,又称为红外热辐射,他将太阳光用三棱镜分解开,在各种不同颜色的色带位置上放置了温度计,试图测量各种颜色的光的加热效应。
结果发现,位于红光外侧的那支温度计升温最快。
因此得到结论:
太阳光谱中,红光的外侧必定存在看不见的光线,这就是红外线。
也可以当作传输之媒界。
太阳光谱上红外线的波长大于可见光线,波长为0.75~1000μm。
红外线可分为三部分,即近红外线,波长为0.75~1.50μm之间;中红外线,波长为1.50~6.0μm之间;远红外线,波长为6.0~l000μm之间。
真正的红外线夜视仪是光电倍增管成像,与望远镜原理全完不同,白天不能使用,价格昂贵且需电源才能工作。
【红外遥控系统】
通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成,应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作,如图1所示。
发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器;接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。
图1a《红外发射原理图》
图1b《红外接受原理图》
【遥控发射器及其编码】
红外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。
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2所示。
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3所示,连发波形如图4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。
当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4为发射波形图。
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发射代码由一个起始码(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(连发代码)将仅由起始码(9ms)和结束码(2.5ms)组成。
代码格式(以接收代码为准,接收代码与发射代码反向)
①位定义
②单发代码格式
③连发代码格式
注:
代码宽度算法:
16位地址码的最短宽度:
1.12×16=18ms16位地址码的最长宽度:
2.24ms×16=36ms
已知8位数据代码及其8位反代码的宽度和不变:
(1.12ms+2.24ms)×8=27ms
∴32位代码的宽度为(18ms+27ms)~(36ms+27ms)
1.解码的关键是如何识别“0”和“1”,从位的定义我们可以发现“0”、“1”均以0.56ms的低电平开始,不同的是高电平的宽度不同,“0”为0.56ms,“1”为1.68ms,所以必须根据高电平的宽度区别“0”和“1”。
如果从0.56ms低电平过后,开始延时,0.56ms以后,若读到的电平为低,说明该位为“0”,反之则为“1”,为了可*起见,延时必须比0.56ms长些,但又不能超过1.12ms,否则如果该位为“0”,读到的已是下一位的高电平,因此取(1.12ms+0.56ms)/2=0.84ms最为可*,一般取0.84ms左右均可。
2.根据码的格式,应该等待9ms的起始码和4.5ms的结果码完成后才能读码。
图7:
S51增强型单片机实验板及防插反红外遥控接口
【红外遥控解码实验硬件】
一体化红外线接收器是一种集红外线接收和放大整形于一体,不需要任何外接元件,就能完成从红外线接收到输出与TTL电平信号兼容的所有工作,而体积又很小巧,它适合于各种红外线遥控和红外线数据传输,广泛用于电视机、卫星接收机、VCD、DVD、音响、空调等家用电器中接收红外信号,图5是一体化接收头的引脚排列图,图6是本站产品配套的采用屏蔽线焊接的一体化红外接收头,采用屏蔽线焊接,抗干扰能力强,接收更可*。
没有购买实验板配套的一体化红外接收头的网友可以根据图2所示接收头引脚排列图自己焊接一个。
图5:
一体化红外接收头
(引脚排列图)
图6:
产品配套一体化红外接收头(已经用屏蔽线焊接好,抗干扰能力强,插入实验板即可使用)
下面就是我们将要进行红外遥控解码实验所要用到的硬件设备:
S51增强型实验板、ISP编程器、AT89S51实验芯片、豪华型多功能红外线遥控器。
图8:
豪华型多功能红外遥控器+高灵敏度一体化红外接收头
图9:
32键豪华型红外遥控器原理图
图10:
ISP编程器烧写实验单片机芯片AT89S51
【红外遥控解码实验】
我们经过对前面的遥控编解码知识的学习,对红外遥控有了基本的了解,下面我们马上进行解码实验。
本红外遥控解码实验的的功能是:
程序对遥控器发射的遥控码进行解码,解码成功时蜂鸣器发出"嘀嘀"的解码成功提示音,如果按压的是数字键"0~9"就将按键值在实验板上的5位数码管上显示出按键值,同时将按键的十六进制值用P1口的8位发光二极管指示出来;如果按压的不是数字键"0~9",就直接从P1口输出键值;下面是遥控解码汇编源程序。
实验时将先连接好硬件设备,将配套的一体化红外遥控接收头插入实验板上的"红外遥控"接口内,在Keil单片机集成开发环境中新建工程,通过Keil将源程序编译得到HEX格式目标文件yk.hex,最后使用ISP编程器将目标文件烧写到AT89S51单片机中,插到S51增强型实验板上运行,拿出配套的红外遥控器进行解码测试,看看实验结果是否和程序相同。
。
。
>>>点此下载HEX格式目标文件yk.hex>>>
>>>点此下载遥控解码源程序和Keil工程文件>>>
ORG 0000H
MAIN:
MOV SP,#60H
MOV P0,#0FFH
MOV P1,#0FFH
MOV P2,#0FFH
MOV P3,#0FFH
JNB P3.2,$ ;等待遥控信号出现
MOV R6,#10
SB:
ACALL YS1 ;调用882微秒延时子程序
JB P3.2,MAIN ;延时882微秒后判断P3.2脚是否出现高电平如果有就退出解码程序
DJNZ R6,SB ;重复10次,目的是检测在8820微秒内如果出现高电平就退出解码程序
;以上完成对遥控信号的9000微秒的初始低电平信号的识别。
JNB P3.2,$ ;等待高电平避开9毫秒低电平引导脉冲
ACALL YS2 ;延时4.74毫秒避开4.5毫秒的结果码
MOV R1,#1AH ;设定1AH为起始RAM区
MOV R2,#4
PP:
MOV R3,#8
JJJJ:
JNB P3.2,$ ;等待地址码第一位的高电平信号
LCALL YS1 ;高电平开始后用882微秒的时间尺去判断信号此时的高低电平状态
MOV C,P3.2 ;将P3.2引脚此时的电平状态0或1存入C中
JNC UUU ;如果为0就跳转到UUU
JB P3.2,$ ;如果为1就等待高电平信号结束
UUU:
MOV A,@R1 ;将R1中地址的给A
RRC A ;将C中的值0或1移入A中的最低位
MOV @R1,A ;将A中的数暂时存放在R1中
DJNZ R3,JJJJ ;接收地址码的高8位
INC R1 ;对R1中的值加1,换成下一个RAM
DJNZ R2,PP ;接收完16位地址码和8位数据码和8位数据反码,存放在1AH/1BH/1CH/1DH的RAM中
;以下对代码是否正确和定义进行识别
MOV A,1AH ;比较高8位地址码
XRL A,#00000000B ;判断1AH的值是否等于00000000,相等的话A为0
JNZ MAIN ;如果不相等说明解码失败退出解码程序
MOV A,1BH ;比较低8位地址
XRL A,#11111111B ;再判断高8位地址是否正确
JNZ MAIN ;如果不相等说明解码失败退出解码程序
MOV A,1CH ;比较数据码和数据反码是否正确?
CPL A
XRL A,1DH ;将1CH的值取反后和1DH比较不同则无效丢弃,核对数据是否准确
JNZ MAIN ;如果不相等说明解码失败退出解码程序
LCALL SOUND ;解码成功,声音提示
MOV A,1AH
CPL A
MOV P1,A ;遥控码十六进制值通过P1口LED显示出来
;--------下面为0~9键码判断并在实验板的5位数码管中显示键值--------
JZPD:
MOV A,1AH
IRD0:
CJNE A,#00H,IRD1 ;按键"0"判断显示
MOV P0,#0C0H
MOV P2,#11100000B
AJMP MAIN
IRD1:
CJNE A,#01H,IRD2 ;按键"1"判断显示
MOV P0,#0F9H
MOV P2,#11100000B
AJMP MAIN
IRD2:
CJNE A,#02H,IRD3 ;按键"2"判断显示
MOV P0,#0A4H
MOV P2,#11100000B
AJMP MAIN
IRD3:
CJNE A,#03H,IRD4 ;按键"3"判断显示
MOV P0,#0B0H
MOV P2,#11100000B
AJMP MAIN
IRD4:
CJNE A,#04H,IRD5 ;按键"4"判断显示
MOV P0,#99H
MOV P2,#11100000B
AJMP MAIN
IRD5:
CJNE A,#05H,IRD6 ;按键"5"判断显示
MOV P0,#92H
MOV P2,#11100000B
AJMP MAIN
IRD6:
CJNE A,#06H,IRD7 ;按键"6"判断显示
MOV P0,#82H
MOV P2,#11100000B
AJMP MAIN
IRD7:
CJNE A,#07H,IRD8 ;按键"7"判断显示
MOV P0,#0F8H
MOV P2,#11100000B
AJMP MAIN
IRD8:
CJNE A,#08H,IRD9 ;按键"8"判断显示
MOV P0,#80H
MOV P2,#11100000B
AJMP MAIN
IRD9:
CJNE A,#09H,IRDOR ;按键"9"判断显示
MOV P0,#90H
MOV P2,#11100000B
AJMP MAIN
IRDOR:
MOV P2,#0FFH ;关闭数码管使能。
"0~9"以外的非数字功能按键键值不采用数码管显示,直接从P1口输出键值
AJMP MAIN
YS1:
MOV R4,#19;延时子程序1
D1:
MOV R5,#18
DJNZ R5,$
DJNZ R4,D1
RET
YS2:
MOV R4,#10;延时子程序2
D2:
MOV R5,#216
DJNZ R5,$
DJNZ R4,D2
RET
SOUND:
MOV R7,#228;音效延时子程序
SDL1:
CPL P3.7
MOV R6,#0FFH
SDL0:
DJNZ R6,SDL0
DJNZ R7,SDL1
RET
把上面程序写入at89S51单片机中,一个简单的单片机红外遥控器设计就完成了哈哈,是不是很有兴趣了,通电后,按压遥控器上的0~9按键,则实验板上的数码管上就显示出对应的按键值,同时解码成功后发出声音指示。
。
。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 单片机 红外线 遥控 通信 技术
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)