[转载]红外遥控
1编码格式
现有的红外遥控包括两种方式:PWM(脉冲宽度调制)和PPM(脉冲位置调制)。
两种形式编码的代表分别为NEC和PHILIPS的RC-5、RC-6以及将来的RC-7。
PWM(脉冲宽度调制):以发射红外载波的占空比代表“0”和“1”。为了节省能量,一般情况下,发射红外载波的时间固定,通过改变不发射载波的时间来改变占空比。例如常用的电视遥控器,使用NEC upd6121,其“0”为载波发射0.56ms,不发射0.56ms;其“1”为载波发射0.56ms,不发射1.68ms;此外,为了解码的方便,还有引导码,upd6121的引导码为载波发射9ms,不发射4.5ms。upd6121总共的编码长度为108ms。
但并不是所有的编码器都是如此,比如TOSHIBA的TC9012,其引导码为载波发射4.5ms,不发射4.5ms,其“0”为载波发射0.52ms,不发射0.52ms,其“1”为载波发射0.52ms,不发射1.04ms。
PPM(脉冲位置调制):以发射载波的位置表示“0”和“1”。从发射载波到不发射载波为“0”,从不发射载波到发射载波为“1”。其发射载波和不发射载波的时间相同,都为0.68ms,也就是每位的时间是固定的。
通过以上对编码的分析,可以得出以某种固定格式的“0”和“1”去学习红外,是很有可能不成功的。即市面上所宣传的可以学习64位、128位必然是不可靠的。
另外,由于空调的状态远多于电视、音像,并且没有一个标准,所以各厂家都按自己的格式去做一个,造成差异更大。比如:美的的遥控器采用PWM编码,码长120ms左右;新科的遥控器也采用PWM编码,码长500ms左右。如此大的差异,如果按“位”的概念来讲,应该是多少位呢?64?128?显然都不可能包含如此长短不一的编码。
2、学习模式
现在用来学习红外的CPU,无外乎以下几种:
MCS-51系列、microchip pic16系列、winbond w741系列、holtek ht48系列
以上的CPU由于价格便宜、使用量大,被广泛使用在遥控器上。
以上的CPU的基本点是:执行速度在1us左右,数据存储器一般为256个字节。如果按固定格式学习,一般可以学到128位(其他程序会占用一些数据存储器);如果不按固定的格式,需要找出编码的最小公约数作为基本单位,则可以学习到的位数大大降低,达不到实用的效果。但是,即使如此,找到的最小公约数不可能满足所有的红外设备,除非最小单位为26us(1000000/38k)。如果达到这个速度,以上CPU的速度远远不够,并且由于存储量的加大,数据存储器也远远不够用。
 

PWM 码是一种脉宽调制码,它的组成为9MS 高电平和4MS 低电平引导脉冲,16 位系统识别码,8 位数据正码和8 位数据反码。我们要解的就数据码。一个PWM码的0是由一个0.58ms的低电平和一个0.58ms的高电平组成,1 是由一个0.58ms 的低电平地和一个1.58ms 的高电平组成。解码原理是这样的。首先通过延时来丢开引导码,然后通过解码丢掉16 位系统识别码,{zh1}解系统正码和反码。解开后将正码取反看是否与反码相同,如果相同,即解开保存其值。解码0 或1是这样的。在低电平的时候等待,直到为高了后,用一个0.882ms 的延时去量,量完后,如果为低了,证明前面是一个0.58ms 低电平和一个0.58ms 高电平地组成,即保存一个0.如果为高,则证明是由一个0.58ms 低电平地和一个1.58ms 高电平组成,即保存一个1 .为1则再调一个延时,让它延到低电平。等待到高电平后重复上述过程解码。遥控器解码程序介绍:通过上述的解码原理,利用单片机的中断口来测PWM码的宽度,通过本实验仪配备的遥控,单片机解码在数码管上显示。实际应用例如:红外遥控。

           

在讲红外线遥控之前,首先讲一讲什么是红外线。我们知道,人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列,依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。其中红光的波长范围为0.62~0.76μm;紫光的波长范围为0.38~0.46μm。比紫光波长还短的光叫紫外线,比红光波长还长的光叫红外线。红外线遥控就是利用波长为0.76~1.5μm之间的近红外线来传送控制信号的。


红外遥控系统

  常用的红外遥控系统一般分发射和接收两个部分。发射部分的主要元件为红外发光二极管。它实际上是一只特殊的发光二极管,由于其内部材料不同于普通发光二极管,因而在其两端施加一定电压时,它便发出的是红外线而不是可见光。目前大量使用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右,外形与普通5发光二极管相同,只是颜色不同。红外发光二极管一般有黑色、深蓝、透明三种颜色。判断红外发光二极管好坏的办法与判断普通二极管一样:用万用表电阻挡量一下红外发光二极管的正、反向电阻即可。红外发光二极管的发光效率要用专门的仪器才能xx测定,而业余条件下只能用拉距法来粗略判定。


  接收部分的红外接收管是一种光敏二极管。在实际应用中要给红外接收二极管加反向偏压,它才能正常工作,亦即红外接收二极管在电路中应用时是反向运用,这样才能获得较高的灵敏度。红外接收二极管一般有圆形和方形两种。
  由于红外发光二极管的发射功率一般都较小(100mW左右),所以红外接收二极管接收到的信号比较微弱,因此就要增加高增益放大电路。前些年常用μPC1373H、CX20106A等红外接收专用放大电路。最近几年不论是业余制作还是正式产品,大多都采用成品红外接收头。成品红外接收头的封装大致有两种:一种采用铁皮屏蔽;一种是塑料封装。均有三只引脚,即电源正(VDD)、电源负(GND)和数据输出(VO或OUT)。红外接收头的引脚排列因型号不同而不尽相同,可参考厂家的使用说明。成品红外接收头的优点是不需要复杂的调试和外壳屏蔽,使用起来如同一只三极管,非常方便。但在使用时注意成品红外接收头的载波频率。红外遥控常用的载波频率为38kHz,这是由发射端所使用的455kHz晶振来决定的。在发射端要对晶振进行整数分频,分频系数一般取12,所以455kHz÷12≈37.9 kHz≈38kHz。也有一些遥控系统采用36kHz、40kHz、56kHz等,一般由发射端晶振的振荡频率来决定。


  红外遥控的特点是不影响周边环境、不干扰其它电器设备。由于其无法穿透墙壁,故不同房间的家用电器可使用通用的遥控器而不会产生相互干扰;电路调试简单,只要按给定电路连接无误,一般不需任何调试即可投入工作;编解码容易,可进行多路遥控。
由于各生产厂家生产了大量红外遥控专用集成电路,需要时按图索骥即可。因此,现在红外遥控在家用电器、室内近距离(小于10米)遥控中得到了广泛的应用。

多路控制的红外遥控系统

  多路控制的红外发射部分一般有许多按键,代表不同的控制功能。当发射端按下某一按键时,相应地在接收端有不同的输出状态。接收端的输出状态大致可分为脉冲、电平、自锁、互锁、数据五种形式。“脉冲”输出是当按发射端按键时,接收端对应输出端输出一个“有效脉冲”,宽度一般在100ms左右。“电平”输出是指发射端按下键时,接收端对应输出端输出“有效电平”,发射端松开键时,接收端“有效电平”消失。此处的“有效脉冲”和“有效电平”,可能是高、也可能是低,取决于相应输出脚的静态状况,如静态时为低,则“高”为有效;如静态时为高,则“低”为有效。大多数情况下“高”为有效。“自锁”输出是指发射端每按一次某一个键,接收端对应输出端改变一次状态,即原来为高电平变为低电平,原来为低电平变为高电平。此种输出适合用作电源开关、静音控制等。有时亦称这种输出形式为“反相”。“互锁”输出是指多个输出互相xx,在同一时间内只有一个输出有效。电视机的选台就属此种情况,其它如调光、调速、音响的输入选择等。“数据”输出是指把一些发射键编上号码,利用接收端的几个输出形成一个二进制数,来代表不同的按键输入。一般情况下,接收端除了几位数据输出外,还应有一位“数据有效”输出端,以便后级适时地来取数据。这种输出形式一般用于与单片机或微机接口。
  除以上输出形式外,还有“锁存”和“暂存”两种形式。所谓“锁存”输出是指对发射端每次发的信号,接收端对应输出予以“储存”,直至收到新的信号为止;“暂存”输出与上述介绍的“电平”输出类似。

 

(The following is coming from XIQIANG'blog)

红外一开始发送一段13.5ms的引导码,引导码由9ms的高电平和4.5ms的低电平组成,跟着引导码是系统码,系统反码,按键码,按键反码,如果按着键不放,则遥控器则发送一段重复码,重复码由9ms的高电平,2.25ms的低电平,跟着是一个短脉冲,本程序是免费给大家,版权所有,不得用于商业目的,如需用到本程序到商业上请与小强同志联系。
遥控器的编码!

#include "at89x52.h"
#define NULL 0x00//数据无效
#define RESET 0X01//程序复位
#define REQUEST 0X02//请求信号
#define ACK 0x03//应答信号,在接收数据后发送ACK信号表示数据接收正确,
也位请求信号的应答信号
#define NACK 0x04//应答信号,表示接收数据错误
#define BUSY 0x05//忙信号,表示正在忙
#define FREE 0x06//空闲信号,表示处于空闲状态
#define READ_IR 0x0b//读取红外
#define STORE_IR 0x0c//保存数据
#define READ_KEY 0x0d//读取键值
#define RECEIVE 0Xf400//接收缓冲开始地址
#define SEND 0xfa00//发送缓冲开始地址
#define IR 0x50//红外接收缓冲开始地址
#define HEAD 0xaa//数据帧头
#define TAIL 0x55//数据帧尾
#define SDA P1_7
#define SCL P1_6



unsigned char xdata *buf1; //接受数据缓冲
unsigned int buf1_length; //接收到的数据实际长度
unsigned char xdata *buf2; //发送数据缓冲
unsigned int buf2_length; //要发送的数据实际长度
bit buf1_flag; //接收标志,1表示接受到一个数据帧,0表示没有接受到数据帧或数据
帧为空
bit buf2_flag; //发送标志,1表示需要发送或没发送完毕,0表示没有要发送的数据或
发送完毕
unsigned char state1,state2; //用来标志接收字符的状态,state1用来表示接
收状态,state2用来表示发送状态
unsigned char data *ir;
union{
unsigned char a[2];
unsigned int b;
unsigned char data *p1[2];
unsigned int data *p2[2];
unsigned char xdata *p3; //红外缓冲的指针
unsigned int xdata *p4;
}p;
//union{ //
// unsigned char a[2]; //
// unsigned int b;
// unsigned char data *p1[2];
// unsigned int data *p2[2];
// unsigned char xdata *p3;
// unsigned int xdata *p4; //地址指针
//}q; //

union{
unsigned char a[2];
unsigned int b;
}count;
union{
unsigned char a[2];
unsigned int b;
}temp;
union{
unsigned char a[4];
unsigned int b[2];
unsigned long c;
}ir_code;

union{
unsigned char a[4];
unsigned int b[2];
unsigned long c;
unsigned char data *p1[4];
unsigned int data *p2[4];
unsigned char xdata *p3[2];
unsigned int xdata *p4[2];
}i;
unsigned char ir_key;
bit ir_flag; //红外接收标志,0为缓冲区空,1为接收成功,2为缓冲溢出
void sub(void);
void delay(void);
void ie_0(void);
void tf_0(void);
void ie_1(void);
void tf_1(void);
void tf_2(void);
void read_ir(void);
void ir_jiema(void);
void ir_init(void);
void ir_exit(void);
void store_ir(void);
void read_key(void);
void reset_iic(void);
unsigned char read_byte_ack_iic(void);
unsigned char read_byte_nack_iic(void);
bit write_byte_iic(unsigned char a);
void send_ack_iic(void);
void send_nack_iic(void);
bit receive_ack_iic(void);
void start_iic(void);
void stop_iic(void);
void write_key_data(unsigned char a);
unsigned int read_key_data(unsigned char a);
void ie0(void) interrupt 0{ie_0();}
void tf0(void) interrupt 1{tf_0();}
void ie1(void) interrupt 2{ie_1();}
void tf1(void) interrupt 3{tf_1();tf_2();}
void tf2(void) interrupt 5{ //采用中断方式跟查询方式相结合的办法解

EA=0; //禁止中断
if(TF2){ //判断是否是溢出还是电平变化产生的中断
TF2=0; //如果是溢出产生的中断则xx溢出位,重
新开放中断退出
EA=1;
goto end;
}
EXF2=0; //xx电平变化产生的中断位
*ir=RCAP2H; //把捕捉的数保存起来
ir ;
*ir=RCAP2L;
*ir ;
F0=1;
TR0=1; //开启计数器0
loop:
TL0=0; //将计数器0重新置为零
TH0=0;
while(!EXF2){ //查询等待EXF2变为1
if(TF0)goto exit; //检查有没超时,如果超时则退出
};
EXF2=0; //将EXF2清零
if(!TH0) //判断是否是长低电平脉冲过来了
{ //不是长低电平脉冲而是短低电平
if(F0)count.b ; //短脉冲数加一
temp.a[0]=RCAP2H; //将捕捉数临时存放起来
temp.a[1]=RCAP2L;
goto loop; //返回继续查询
}
else{ //是低电平脉冲,则进行处理

F0=0;
*ir=temp.a[0]; //把连续的短脉冲总时间记录下来
ir ;
*ir=temp.a[1];
ir ;
*ir=RCAP2H; //把长电平脉冲时间记录下来
ir ;
*ir=RCAP2L;
ir ;
if(ir>=0xda) {
goto exit; //判断是否溢出缓冲,如果溢出则失败退出
}
goto loop; //返回继续查询
}
exit:
ir_flag=1; //置ir_flag为1表示接收成功
end:
;
}


void rs232(void) interrupt 4{
static unsigned char sbuf1,sbuf2,rsbuf1,rsbuf2; //sbuf1,sbuf2用来接收
发送临时用,rsbuf1,rsbuf2用来分别用来存放接收发送的半字节
EA=0; //禁止中断
if(RI){
RI=0; //xx接收中断标志位
sbuf1=SBUF; //将接收缓冲的字符复制到sbuf1
if(sbuf1==HEAD){ //判断是否帧开头
state1=10; //是则把state赋值为10
buf1=RECEIVE; //初始化接收地

}
else{
switch(state1){
case 10:sbuf2=sbuf1>>4; //把高半字节右移到的半字节
sbuf2=~sbuf2; //把低半字节取反
if((sbuf2&0x0f)!=(sbuf1&0x0f)) //判断接收是否正确
{ //接收错误,有可能接收的是数
据帧尾,也有可能是接收错误
if(sbuf1==TAIL) //判断是否接收到数据帧尾
{ //是接收到数据帧尾
buf1=RECEIVE; //初始化接收的地址
if(*buf1==RESET) //判断是否为复位命令
{
ES=0;
sbuf2=SP 1;
for(p.p1[0]=SP-0x10;p.p1[0]<=sbuf2;p.p1
[0] )*p.p1[0]=0;
}
state1=0; //将接收状态标志置为零,接收
下一个数据帧
buf1_flag=1; //置接收标志为1,表示已经接收
到一个数据帧
REN=0; //禁止接收
}
else
{ //不是接受到数据帧尾,表明接
收错误
state1=0; // 将接收状态标志置为零,重新
接收
buf1=RECEIVE; //初始化发送的地址
*buf1=NACK; //把NACK信号存入接收缓冲里
buf1_flag=1; //置标志位为1,使主程序能对接
收错误进行处理
REN=0; //禁止接收
}

}
else
{ //接收正确
rsbuf1=~sbuf1; //按位取反,使高半字节变原码
rsbuf1&=0xf0; //仅保留高半字节,低半字节去

state1=20; //将状态标志置为20,准备接收
低半字节
}
break;
case 20:sbuf2=sbuf1>>4; //把高半字节右移到的半字节
sbuf2=~sbuf2; //将低半字节取反
if((sbuf2&0x0f)!=(sbuf1&0x0f)) //判断接收是否正确
{ //接受错误
state1=0; // 将接收状态标志置为零,重新
接收
buf1=RECEIVE; //初始化接收的地址
*buf1=NACK; //把NACK信号存入发送缓冲里
buf1_flag=1; //置标志位为1,使主程序能对接
收错误进行处理
REN=0; //禁止接收
}
else
{
sbuf1&=0x0f; //仅保留低半字节,去掉高半字

rsbuf1|=sbuf1; //高低半字节合并
*buf1 =rsbuf1; //将接收的数据保存至接收缓冲
里,并且数据指针加一
buf1_length ; //接收数据长度加一
state1=10; //将state1置为10,准备接收下
个字节的高半字节
}
break;

}
}



}
else{

TI=0; //xx发送中断标志
if(buf2_length) //判断发送长度是否为零
{ //发送长度不为零
if(state2==0) //判断是否发送高半字节
{ //发送高半字节
sbuf2=*buf2; //将要发送的字节送到sbuf2
rsbuf2=~sbuf2; //取反,使高半字节变为反码
sbuf2>>=4; //将高半字节右移到低半字节
rsbuf2&=0xf0; //保留高半字节,去掉低半字节
sbuf2&=0x0f; //保留低半字节,去掉高半字节
rsbuf2|=sbuf2; //合并高低半字节
SBUF=rsbuf2; //发送出去
state2=10; //将state2置为10准备发送下半
字节
}
else
{ //发送低半字节
sbuf2=*buf2; //将要发送的字节送到sbuf2
buf2 ; //指针加一
buf2_length--; //发送数据长度减一
rsbuf2=~sbuf2; //取反,使低半字节变为反码
rsbuf2<<=4; //将低半字节反码左移到高半字

rsbuf2&=0xf0; //保留高半字节,去掉低半字节
sbuf2&=0x0f; //保留低半字节,去掉高半字节
rsbuf2|=sbuf2; //合并高低半字节
SBUF=rsbuf2; //发送出
state2=0;
}
}
else
{ //如果发送数据长度为零则发送
数据帧尾
if(buf2_flag){ //判断是否发过数据帧尾
SBUF=TAIL; //将数据帧尾发送出去
while(TI==0);
TI=0;
buf2_flag=0; //置发送标志为零,表示发送完

}
}
}
EA=1; //开放中断
}
下面是一个对51实验板配套的红外线遥控器的解码程序,它可以把红外遥控器每一个按键的键值读出来,并且通过实验板上P1口的8个LED显示出来,在解码成功的同时并且能发出“嘀嘀嘀”的提示音。
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