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手把手教你用增强型51实验板的红外遥控功能

作者:佚名   来源:不详   点击数:x  更新时间:2014年08月17日   【字体:

    红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。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靠而且能有效地隔离电气干扰。

1 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。


2 遥控发射器及其编码

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。

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。

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=18ms 16位地址码的最长宽度:2.24ms×16=36ms

易知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”,为了可靠起见,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最为可靠,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。

接收器及解码

一体化红外线接收器是一种集红外线接收和放大于一体,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,而体积和普通的塑封三极管大小一样,它适合于各种红外线遥控和红外线数据传输。

以下是用数字示波器来察看红外线遥控器波形的过程图。与传统的示波器不同,数字示波器可以记录下一定时间内的波形变化,因此,用来分析红外线编码非常方便。



示波器前面板照片



设置好示波器上相应的捕捉功能,同时设置一下DELAY延值功能,不设问题也不大。



LCD显示屏中各参数及功能项显示。



按红外线遥控器上的按钮,可以看到示波器屏幕上出现脉冲波形。在此,站长要特别说明一点,红外线遥控器的发射和接收端的电平状态为反相的关系,即发射是“1”的话,则接收端的数据为“0”。



从示波器的屏幕中,我们可以清楚地看到,红外遥控信号的编码组成规律,最前面的是引导码,其次是地址码,最后是数据码。图中下方放大的波形不全,还有一部分数据不在显示之内,可以通过示波器旋钮来移动左右位置。示波器屏幕第一行即为速串完整的红外线编码。

下图所示是我们将要进行红外线解码实验所要用到的增强型51实验板、A51编程器、AT89S51单片机芯片和红外线遥控器(SAA3010T编码芯片)

我们实验的功能是:通过按遥控器上的数字键,分别在增强型51实验板上通过数码管来显示出来,完成红外线遥控器的键值解码。其解码程序请参见配套光盘,程序语法为C语言版。

将我们事先准备好的遥控器解码程序用A51编程器烧入AT89S51芯片,然后将芯片插在增强型51实验板上。(程序在配套光盘内自带)

下面是按遥控器数字键“2”,在数码管上出现相应的显示。

下面是按遥控器数字键“3”,在数码管上出现相应的显示。

下面是按遥控器数字键“4”,在数码管上出现相应的显示。

下面是按遥控器数字键“5”,在数码管上出现相应的显示。

下面是按遥控器数字键“6”,在数码管上出现相应的显示。

下面是按遥控器数字键“7”,在数码管上出现相应的显示。

下面是按遥控器数字键“8”,在数码管上出现相应的显示。

下面是按遥控器数字键“9”,在数码管上出现相应的显示。

看了这么多照片,是不是快晕了:)好,下面就来看一张连续GIF的动画图演示吧,请大家有点耐心,因为图片比较大,请稍等待一下:)或者也可以来这里看看DV实验视频演示录像,

2 遥控发射器及其编码

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SAA3010T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。

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