单片机红外遥控器设计教学文案.docx

1、单片机红外遥控器设计教学文案单片机红外遥控器设计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靠而且能有效 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

2、。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 0.751000gmo红外线可分为三部分，即近红外线，波长为 0.751.50 z之间；中红外线，波长为 1.506.0 z之间；远红外线，波长为 6.0100 0卩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， 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、

3、电转换放大器、解调、解码电路。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 3

4、2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

5、 4563ms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），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

6、地址码的最长宽度： 2.24msX16=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, “伪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

7、,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。【红外遥控解码实验硬件】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

8、红外接收头，采用屏蔽线焊接，抗干扰能力强，接收更可靠。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5: 一体化红外接收头图6:本站产品配套一体化红外接收头（已经用屏蔽线（引脚排列图）焊接好，抗干扰能力强，插入实验板即可使用）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实验芯片、豪华型多功能红外线遥控器。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）图9: 32键豪华型红外遥控器原理图图10: ISP编程器烧写实验单

9、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岀”嘀嘀的解码成功提示音， 如果按压的是数字键09就将按键值在实验板上的 5位数码管上显示岀按键值，同时将按键的十六进制值用 P1 口的8位发光二极管指示岀来；如果按压的不是数字键 09，就直接从P1 口输岀键值；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

10、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，拿岀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ORG 0000HMAIN:MOVSP,#60HMOVP0,#0FFHMOVP1,#0FFHMOVP2,#0FFHMOVP3,#0FFHJNBP3.2,$;等待遥控信号岀现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

11、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, $;等待高电平避开9毫秒低电平引导脉冲ACALLYS2;延时4.74毫秒避开4.5毫秒的结果码MOVR1,#1AH；设定1AH为起始RAM区MOVR2,#4PP:MOVR3,#8JJJJ:JNBP3.2,$;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 UU

12、UJBP3.2,$;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 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XRLA,#00000000B判断1AH的值是否等于00000000，相等的话A为0JNZMAIN； 如果

13、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,#11111111B；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 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09键码判断并在实验板的 5位数码管中显示键值 JZPD:MOVA,1AHIRD0:CJ

14、NEA,#00H,IRD1 ；按键0判断显示MOVP0,#0C0HMOVP2,#11100000BAJMPMAINIRD1:CJNEA,#01H,IRD2;按键 1判断显示MOVP0,#0F9HMOVP2,#11100000BAJMPMAINIRD2:CJNEA,#02H,IRD3;按键 2判断显示MOVP0,#0A4HMOVP2,#11100000BAJMPMAINIRD3:CJNEA,#03H,IRD4;按键 3判断显示MOVP0,#0B0HMOVP2,#11100000BAJMPMAINIRD4:CJNEA,#04H,IRD5;按键 4判断显示MOVP0,#99HMOVP2,#11100

15、000BAJMPMAINIRD5:CJNEA,#05H,IRD6;按键 5判断显示MOVP0,#92HMOVP2,#11100000BAJMPMAINIRD6:CJNEA,#06H,IRD7;按键 6判断显示MOVP0,#82HMOVP2,#11100000BAJMPMAINIRD7:CJNEA,#07H,IRD8;按键 7判断显示MOVP0,#0F8HMOVP2,#11100000BAJMPMAINIRD8:CJNEA,#08H,IRD9;按键 8判断显示MOVP0,#80HMOVP2,#11100000BAJMPMAINIRD9:CJNEA,#09H,IRDOR ;按键 9 判断显示MOV

16、P0,#90HMOVP2,#11100000BAJMPMAINIRDOR:MOVP2,#0FFH ;关闭数码管使能。直接从P1 口输出键值AJMPMAINYS1: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,SDL1RET09以外的非数字功能按键键值不采用数码管显示,把上面程序写入电后，按压遥控器上的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09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。