基于單片機的紅外解碼器設計

關正偉 黃娜 陳龍燦

摘要：本文是以單片機和一體化接收器等為核心，通過AT89S52最小系統，紅外發射部分，紅外接收部分和液晶顯示部分組成，設計了紅外線遙控系統，能夠通過遙控進行系統控制，編碼解碼容易。它的優點是硬件電路簡單，性價比高，功能完善，具有一定的實用價值。

關鍵詞：遙控器;紅外發射;紅外接收;AT89S52;編解碼

1單片機的選擇

本設計使用的是AT89S52單片機，具有8k可編程的FLASH存儲器，與工業C51的引腳和產品指令兼容。AT89S51的主要功能有以下幾種：兩個數據指針、3個十六位計數器/定時器、看門狗定時器、32位I/O口線、8k字節的Flash、256字節的RAM、全雙工串行口、1個6向量二級中斷結構、時鐘電路和片內晶振。同樣，AT89S52的靜態邏輯操作可以降至0赫茲并且可以選擇節電模式，同時支持兩種軟件。在CPU停止工作的情況下，串口、RAM、中斷、計數器/定時器可以繼續工作。在掉電保護方式下單片機停止一切工作，振蕩器被凍結。RAM內容被保存，直到下一個硬件復位或是中斷為止。

2紅外遙控發射器設計原理

基于單片機的紅外發射器由AT89S52單片機、紅外發射電路、矩陣鍵盤、控制電路以及單片機的一些電源、晶振、時鐘等電路組成。單片機不工作時一直處于低功耗狀態，采用了空閑節電工作方式。當遙控器的某一按鍵被按下以后，外部中斷1產生中斷，喚醒單片機進入工作狀態，查詢鍵盤按下的是哪一個按鍵，當確認按鍵后，控制軟件啟動定時器T0、T1，T1作為發射時間控制器，T0作為紅外線發射頻率控制器，T0定時溢出時中斷程序使紅外管接口電平反轉一次，寫入定時器的初值不同，在輸出端口就得到不同的發射頻率。T1定時溢出時中斷程序關閉T0定時器，停止紅外線發射。其設計原理框圖如下。

3紅外遙控接收器設計原理

單片機紅外遙控接收器主要有AT89S52單片機、紅外遙控接收電路、顯示設備、控制電路以及單片機的一些外圍電路組成。利用單片機中的T0作為紅外脈沖計數器，T1作為計數時間控制器。當電路中紅外接收管接收到第一個紅外脈沖時，外部中斷1被觸發，啟動計數器T0和定時器T1。定時溢出，中斷程序關閉計數器T0，讀入計數值并進行判斷，確定操作對象（遙控按鍵）對其進行反轉操作，控制電路對所控制的負載進行開或關。還可對接收電路實行上鎖功能，對控制電路上鎖后，遙控器不能對控制電路實施遙控功能。

4顯示設備的選擇

在單片機應用系統中，使用的顯示器主要有LED、LCD顯示。本設計遙控器的接收電路在配置一些指示燈的前提下，只顯示數字就夠了，故采用LED就夠了。

一個顯示器由八個發光二極管組成，其中七個發光二極管控制a～g七段的亮或暗，另外一個發光二極管控制一個小數點的亮或暗。這種七段顯示器能顯示的字符較少，字符的形狀有些失真，但與單片機的控制接口連接簡單，使用方便。

5紅外發射程序流程

程序開始是對單片機進行初始化設置，循環掃描判斷是否有鍵按下，如果有鍵按下就發射相應的紅外信號，遙控發射程序流程圖如圖所示。

6紅外接收部分流程

程序開始是對單片機進行初始化設置，使用顯示程序，循環掃描判斷信號是否有效，如果有效就接收，接收后調用相應功能程序，遙控接收程序流程圖如圖5所示。

7紅外解碼功能的實現

本設計使用單片機進行軟件編程后能夠精確檢測編碼脈沖波形，通過分析紅外接收頭所輸出的串行碼波形可以得到：每一個串行12位的串行碼信號的前面會有一位引導周期結束標志和一段沒有任何信號的高電平空白段，它的長度和一個12位串行碼的長度相當，稱為引導碼，單片機需要通過跟蹤和捕捉到這個引導碼才可以準確的接收和解調出在引導碼后面的串行碼。

結論：

本設計主要包括硬件和軟件兩部分的設計，本系統除了涉及到單片機系統的知識外，還應用了紅外線技術、數字電路、微機原理、紅外解碼等方面的知識，具有很強的綜合性。并需要自己查找大量的元器件、芯片、電路方面的資料方可完成總體的設計。

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