任务5.4红外遥控解码讲述.doc

5.4 红外遥控器解码 Page1 Page8 任务5.4 红外遥控器解码 5.4.1 任务介绍 红外遥控是一种无线、非接触控制技术，具有抗干扰能力强，信息传输可靠，功耗低，成本低，易实现等显著优点，被诸多电子设备特别是家用电器广泛采用，并越来越多的应用到计算机系统中。 本节的任务是： 通过51单片机定时器来捕捉红外一体化接收头接收到的遥控编码，并将遥控编码输出到8位LED上。 5.4.2 知识准备 红外发射和接收原理 红外遥控系统一般由红外发射装置和红外接收设备两大部分组成。红外发射装置由键盘电路、红外编码芯片、电源和红外发射电路组成。红外接收设备由红外接收电路、红外解码芯片、电源和应用电路组成。通常为了使信号能更好的被传输，发送端将基带二进制信号调制为脉冲串信号，通过红外发射管发射。常用的有通过脉冲宽度来实现信号调制的脉宽调制（PWM???和通过脉冲串之间的时间间隔来实现信号调制的脉时调制（PPM）两种方法。图5.4.1是红外遥控接收与发射示意图。 图5.4.1 红外遥控器收发示意图 2、调制与解调 红外遥控器发射出的红外信号属于无线信号，为了避免被其它无线信号干扰，通常需要把发送的信息（基带信号）调制到一定频率的载波上传输，利用载波的不同频率来避免相互干扰，如我们手机信号的载波频段是900MHz，蓝牙的频段是2.4GHz，红外的就是38kHz,保证这些信号在相同的空间传输时相互之间不干扰。载波频率为一般在30KHz与60KHz之间，实际上大多使用的是频率为38KHz，占空比为1/3的矩形波。 （1）调制 红外遥控器的编码调制指的是把编码后的二进制信号调制成频率为频率为38KHz的间隔脉冲串，相当于用二进制信号的编码乘以频率为38KHz的脉冲信号得到的间隔脉冲串，图5.4.2所示。 图 5.4.2 红外信号的调制 （2）解调 红外接收头接收到信号后，需要将调制信号解调，解调是调制的逆过程。其过程为当接收到调制信号时，输出高电平，否则为低电平。 图5.4.3 红外信号的解调 3、红外遥控器的编码 红外遥控的编码有多种方式，我们的开发板上配套的红外遥控器采用PPM编码，如果5.4.4所示。 图5.4.4 PPM编码 当发射器按键按下后, 将发射一组108ms的编码脉冲。遥控编码脉冲由前导码、16位地址码（8 位地址码和位地址码的反码）和16位操作码（8位操作码和8位操作码的反码）组成。每个遥控器1个地址码，这样可以有效地防止多个设备之间的干扰。操作码是遥控器上按键的编码。反码用来检验编码接收的正确性，防止误操作，增强系统的可靠性。 前导码是一个遥控码的起始部分，由一个9ms 的高电平(起始码)和一个4. 5ms的低电平(结果码)组成，作为接受数据的准备脉冲。地址码和操作码的编码格式为：脉宽0. 56ms、周期1.12ms的组合表示二进制‘0’；脉宽1.68ms 、周期2. 24ms的组合表示二进制的‘1’，如图5.4.5所示。 图5.4.5 ‘1’和‘0’的编码格式 4、红外接收头 红外接收电路通常被厂家集成在一个元件中，称为一体化接收头。一体化接收头中包含了红外检测二极管、放大管、限幅器、带通滤波器、积分电路和比较器等。红需要注意的是红外接收头解调出的编码与发射的编码反相。即发射的编码为高电平，则接受的编码为低电平。 红外一体化接收头分为电平型和脉冲型。电平型的红外接收头，开发板上使用的红外接收头属于脉冲型，型号为HS1838外观如图5.4.6（a）所示，其引脚定义从左到右分别是OUT、GND、VCC。接口电路如图5.4.6（b）所示，为了保证电源的稳定，输入电源和VCC之间串如了100欧姆的电阻，同时在VCC和GND之间加滤波电容。输出加上拉，上拉电阻选取22K欧姆。 （a） （b） 图5.4.6 一体化接收头外观和电路 5、定时器测量脉宽 红外接收头接收到的编码与发送的编码电平相反，二进制‘0’和‘1’的区别在于高电平时间长度不同，‘0’的高电平时间长度是0.56ms，‘1’的高电平时间长度是1.68ms，而两者的低电平时间长度是相同的，都为0.56ms。要读取红外接收头的编码，可以从测量“0”和“1”脉宽（高电平时间长度）入手。 我们在讲定时器0的内部构造中提到，如果门控位GATE为0，则定时器的开启由TR0来决定。如果门控位GATE不为0，则定时器的开启不仅需要TR0的参与，还