紅外遙控系統(tǒng)原理及單片機解碼程序設(shè)計

尹全杰　楊代民

[摘要]：紅外線遙控是目前使用非常廣泛的一種通信和遙控手段。由于紅外線遙控裝置具有體積小、功耗低、功能強、成本低等特點，因而，繼彩電、錄像機之后，在錄音機、音響設(shè)備、空凋機以及玩具等其它小型電器裝置上也紛紛采用紅外線遙控。工業(yè)設(shè)備中，在高壓、輻射、有毒氣體、粉塵等環(huán)境下，采用紅外線遙控不僅完全可靠而且能有效地隔離電氣干擾。本文將重點介紹紅外遙控系統(tǒng)原理以及單片機解碼程序設(shè)計。

[關(guān)鍵詞]：紅外遙控 解碼 單片機

1紅外遙控系統(tǒng)組成

通用紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩大部分組成，應(yīng)用編/解碼專用集成電路芯片來進行控制操作，如圖1所示。發(fā)射部分包括鍵盤矩陣、編碼調(diào)制、LED紅外發(fā)送器；接收部分包括紅外接收器、光電轉(zhuǎn)換放大器、解調(diào)等。

2紅外遙控發(fā)射和接收原理

按下遙控器的某一個鍵，遙控器會發(fā)出一連串經(jīng)過調(diào)制后的信號，這個信號經(jīng)過紅外一體化模塊接收后，輸出解調(diào)后的數(shù)字脈沖，每個按鍵對應(yīng)不同的脈沖，故識別出不同的脈沖就能識別出不同的按鍵。按鍵信息采用脈寬調(diào)制的串行碼，以脈寬為0.565ms、間隔0.56ms、周期為1.125ms的組合表示二進制的“0”；以脈寬為0.565ms、間隔1.685ms、周期為2.25ms的組合表示二進制的“1”，其波形如圖2所示。

上述“0”和“1”組成的32位二進制碼經(jīng)38kHz的載頻進行二次調(diào)制以提高發(fā)射效率，達到降低電源功耗的目的，然后再通過紅外發(fā)射二極管產(chǎn)生紅外線向空間發(fā)射，如圖3所示。

3單片機解碼程序設(shè)計

紅外一體化接收頭輸出信號連接到單片機外中斷輸入引腳，設(shè)置為下降沿中斷方式。引導(dǎo)碼解碼過程只解碼帶數(shù)據(jù)的引導(dǎo)碼，不對連發(fā)碼引導(dǎo)碼進行解碼。這就要求使用過程中，長按操作不起作用。

關(guān)鍵解碼流程設(shè)計如圖4所示。

中斷解碼完成后，完成標志置位。主程序中查詢到完成標志，就對解碼數(shù)據(jù)進行反碼校驗并進行對應(yīng)的處理。

4效果與應(yīng)用

以上設(shè)計的單片機解碼程序，成功應(yīng)用于萬年歷、計算器、電機控制、旋轉(zhuǎn)LED廣告燈燈各種單片機項目教學過程中，完全取代矩陣鍵盤進行操作，電路簡單，程序可靠。稍有不足的是要占用一個外中斷，并且在中斷解碼操作時，會占用CPU時間。

對于時序有嚴格要求的項目應(yīng)用，可以考慮“外中斷+定時器”的方式，在每個下降沿時進入中斷，對數(shù)據(jù)進行處理。兩次進中斷的時間間隔采用定時器來記錄，省略此前中斷解碼流程中設(shè)計的各種延時和等待操作，減少時間占用，提高CPU利用率。

參考文獻：

[1]黃鶯.單片機原理與應(yīng)用.中國傳媒大學出版社，2015.

[2]周堅.單片機項目教程-C語言版.北京航空航天大學出版社，2013.