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1、单片机红外遥控器设计作者 :mcu110来源 :51hei点击数 :9672更新时间： 2007 年 08 月 01 日【字体：大中小】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
2、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 1000m红外线可分为三部分，即近红外线，波长为0.75 1.50 m之间；中红外线，波长为1.50 6.0 m之间；远红外线，波长为6.0 l000 m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，
3、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1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
4、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。2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
5、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（ 9ms18ms） ,高 8 位地址码（ 9ms18ms） ,8 位数据码（ 9ms18ms）和这 8 位数据的反码（9ms18ms）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
6、码格式（以接收代码为准，接收代码与发射代码反向） 位定义 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=18ms 16 位地址码的最长宽度：2.24ms16=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”
7、 “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。【红外遥控解码实验硬件】4一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
8、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 6：本站产品配套一体化红外接收头（已经用屏图 5：一体化红外接收头蔽线焊接好，抗干扰能力强，插入实验板即可使（引脚排列图）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
9、验芯片、豪华型多功能红外线遥控器。5图 7： S51 增强型单片机实验板及防插反红外遥控接口图 8：豪华型多功能红外遥控器高灵敏度一体化红外接收头（23 元）6图 9： 32 键豪华型红外遥控器原理图7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
10、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ORG0000H8MAIN:MOVSP,#60HMOVP0,#
11、0FFHMOVP1,#0FFHMOVP2,#0FFHMOVP3,#0FFHJNBP3.2,$; 等待遥控信号出现MOVR6,#10SB:ACALLYS1;调用 882 微秒延时子程序JBP3.2,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DJNZR6, 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。JNBP3.2, $; 等待高电平避开9 毫秒低电平引导脉冲ACALLYS2;延时 4.74 毫秒避开4.5 毫秒的结果码MOVR1,#1AH;设定 1AH 为起始 RA
12、M 区MOVR2,#4PP:MOVR3,#8JJJJ:JNBP3.2,$;等待地址码第一位的高电平信号LCALLYS1;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MOVC,P3.2;将 P3.2 引脚此时的电平状态 0 或 1 存入 C 中JNCUUU;如果为0 就跳转到 UUUJBP3.2,$;如果为 1 就等待高电平信号结束UUU:MOVA,R1;将 R1 中地址的给 ARRCA; 将 C 中的值 0 或 1 移入 A 中的最低位MOVR1,A;将 A 中的数暂时存放在 R1 中DJNZR3,JJJJ;接收地址码的高8 位INCR1;对 R1 中的值加1，换成下一个
13、RAMDJNZR2,PP;接收完 16 位地址码和8 位数据码和 8 位数据反码，存放在 1AH/1BH/1CH/1DH 的 RAM 中;以下对代码是否正确和定义进行识别MOVA,1AH;比较高 8 位地址码9XRLA,#00000000B;判断 1AH 的值是否等于00000000，相等的话 A 为 0JNZMAIN;如果不相等说明解码失败退出解码程序MOVA,1BH;比较低 8 位地址XRLA,#B ;再判断高8 位地址是否正确JNZMAIN;如果不相等说明解码失败退出解码程序MOVA,1CH;比较数据码和数据反码是否正确 ?CPLAXRLA,1DH;将 1CH 的值取反后和1DH 比较
14、不同则无效丢弃，核对数据是否准确JNZMAIN;如果不相等说明解码失败退出解码程序LCALLSOUND; 解码成功，声音提示MOVA,1AHCPLAMOVP1,A;遥控码十六进制值通过P1 口 LED 显示出来;-下面为0 9 键码判断并在实验板的5 位数码管中显示键值 -JZPD:MOVA,1AHIRD0:CJNEA,#00H,IRD1;按键 0 判断显示MOVP0,#0C0HMOVP2,#BAJMPMAINIRD1:CJNEA,#01H,IRD2;按键 1 判断显示MOVP0,#0F9HMOVP2,#BAJMPMAINIRD2:CJNEA,#02H,IRD3;按键 2 判断显示MOVP0,
15、#0A4HMOVP2,#BAJMPMAINIRD3:CJNEA,#03H,IRD4;按键 3 判断显示MOVP0,#0B0H10MOVP2,#BAJMPMAINIRD4:CJNEA,#04H,IRD5;按键 4 判断显示MOVP0,#99HMOVP2,#BAJMPMAINIRD5:CJNEA,#05H,IRD6;按键 5 判断显示MOVP0,#92HMOVP2,#BAJMPMAINIRD6:CJNEA,#06H,IRD7;按键 6 判断显示MOVP0,#82HMOVP2,#BAJMPMAINIRD7:CJNEA,#07H,IRD8;按键 7 判断显示MOVP0,#0F8HMOVP2,#BAJM
16、PMAINIRD8:CJNEA,#08H,IRD9;按键 8 判断显示MOVP0,#80HMOVP2,#BAJMPMAINIRD9:CJNEA,#09H,IRDOR;按键 9 判断显示MOVP0,#90HMOVP2,#BAJMPMAINIRDOR:MOVP2,#0FFH;关闭数码管使能。0 9以外的非数字功能按键键值不采用数码管显示，直接从P1 口输出键值AJMPMAIN11YS1:MOVR4,#19 ; 延时子程序1D1:MOVR5,#18DJNZR5,$DJNZR4,D1RETYS2:MOVR4,#10 ; 延时子程序2D2:MOVR5,#216DJNZR5,$DJNZR4,D2RETSOUND:MOVR7,#228 ;音效延时子程序SDL1:CPLP3.7MOVR6,#0FFHSDL0:DJNZR6,SDL0DJNZR7,SDL1RET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。12