红外遥控小车.docx

1、红外遥控小车 红外遥控小车的制作 指示灯51单片机一体化红外接收头VS1838B红外遥控器电机驱动模块第一部分：红外遥控的解码 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。 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

2、括光、电转换放大器、解调、解码电路。 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，现以兼容NEC的uPD6121G芯片发射码格式的芯片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

3、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。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。芯片厂商把用户识别码固定为十六进制的一组数；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，

4、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（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。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。实物如下图所示：电源端接地端信号输出

5、端 注意：一体化红外接收头在使用时，应通过一个限流电阻与电源连接。红外接收头将38K载波信号过虑，得到与发射代码反向接收代码。也就是说若发射端发射的是： 则接受端解析输出的是：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

6、是下一位的高电平，因此取0.56ms+(1.12-0.56)/2=0.84ms最为可靠，一般取0.84ms左右均可。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。第二部分：程序中的子函数1、指示灯函数：/当一体化接收头接收到信号并解析成功后，指示灯闪烁一下 sbit zhishideng= P10; void zhishi() unsigned char i=200,j=125; zhishideng=0; while(i-) while(j-); zhishideng=1;2、中断控制函数： /当有按键按下时，触发外部中断0，中断函数先对红外的引导码进行识别，若识别

7、正确，则调用后面的解码函数对红外进行解码。void Int0(void) interrupt 0 EX0=0; /关闭外中断0，不再接收二次红外信号的中断，只解码当前红外信号 TH0=0; /定时器T0的高8位清0 TL0=0; /定时器T0的低8位清0 TR0=1; /开启定时器T0 while(IR=0); /如果是低电平就等待，给引导码低电平计时 TR0=0; /关闭定时器T0 LowTime=TH0*256+TL0; /保存低电平时间 TH0=0; /定时器T0的高8位清0 TL0=0; /定时器T0的低8位清0 TR0=1; /开启定时器T0 while(IR=1); /如果是高电平

8、就等待，给引导码高电平计时 TR0=0; /关闭定时器T0 HighTime=TH0*256+TL0; /保存引导码的高电平长度 if(LowTime8500)&(LowTime4200)&(HighTime4800)/如果是引导码,就开始解码,否则放弃。 if(DeCode()=1) / 执行遥控解码功能 /此处是小车的功能实现代码 zhishi(); EX0=1; /开启外中断EX03、单片机解码红外函数： /当正确识别后，函数返回1。(注：本小车的单片机使用的是12M的晶振) bit DeCode(void) unsigned char i,j; unsigned char temp;

9、/储存解码出的数据 for(i=0;i4;i+) /连续读取4个用户码和键数据码 for(j=0;j1; /temp中的各数据位右移一位，因为先读出的是高位数据 TH0=0; /定时器清0 TL0=0; /定时器清0 TR0=1; /开启定时器T0 while(IR=0); /如果是低电平就等待，低电平计时 TR0=0; /关闭定时器T0 LowTime=TH0*256+TL0; /保存低电平宽度 TH0=0; /定时器清0 TL0=0; /定时器清0 TR0=1; /开启定时器T0 while(IR=1); /如果是高电平就等待 TR0=0; /关闭定时器T0 HighTime=TH0*25

10、6+TL0; /保存高电平宽度 if(LowTime660) return 0; /如果低电平长度不在合理范围，则认为出错，停止解码 if(HighTime460)&(HighTime1500)&(HighTime1900) temp=temp|0x80; /如果高电平时间在1680微秒左右，则该位是1。 ai=temp; /将解码出的字节值储存在ai if(a2=a3) return 1; /验证键数据码和其反码是否相等,一般情况下不必验证用户码。 第三部分：程序整体1、 首先从实现最简单的功能开始：前进、后退和停止。#include /包含单片机寄存器的头文件sbit IR=P32; /将

11、IR位定义为P3.2引脚sbit zhishideng= P10;sbit dianji1=P11;sbit dianji2=P12; unsigned char a4; /储存用户码、用户反码与键数据码、键数据反码unsigned int LowTime,HighTime; /储存高、低电平的宽度 void zhishi() /指示灯函数 unsigned char i=200,j=125; zhishideng=0; while(i-) while(j-); zhishideng=1;bit DeCode(void) /单片机解码函数 unsigned char i,j; unsigned

12、 char temp; /储存解码出的数据 for(i=0;i4;i+) /连续读取4个用户码和键数据码 for(j=0;j1; /temp中的各数据位右移一位，因为先读出的是高位数据 TH0=0; /定时器清0 TL0=0; /定时器清0 TR0=1; /开启定时器T0 while(IR=0); /如果是低电平就等待，低电平计时 TR0=0; /关闭定时器T0 LowTime=TH0*256+TL0; /保存低电平宽度 TH0=0; /定时器清0 TL0=0; /定时器清0 TR0=1; /开启定时器T0 while(IR=1); /如果是高电平就等待 TR0=0; /关闭定时器T0 Hig

13、hTime=TH0*256+TL0; /保存高电平宽度 if(LowTime660) return 0; /如果低电平长度不在合理范围，则认为出错，停止解码 if(HighTime460)&(HighTime1500)&(HighTime8500)&(LowTime4200)&(HighTime4800)/如果是引导码,就开始解码,否则放弃。 if(DeCode()=1) / 执行遥控解码功能 if (a2=0x09) P0=0x05;/如果按下后退键，则电机反转 if (a2=0x15) P0=0x0a;/如果按下前进键，则电机正转 if (a2=0x47) dianji1=dianji2=

14、0;/如果按下停止键，则电机不使能 zhishi();/指示灯闪烁，表示正确解析红外信号并进行相关操作，且有适当延时效用 EX0=1; /开启外中断EX02、 在实现了前进、后退和停止的功能后，我们可对程序进行适当扩充，使小车具有除前进、后退和停止功能外，还具有开启、加速、减速、左转、右转和原地打转的功能。代码如下：#include sbit jieshou=P32;sbit zhishideng=P10; unsigned char flag1=0,flag2=0;unsigned char a4;unsigned int hightime,lowtime;void delay(unsign

15、ed char i)/延时函数 unsigned char j=124; while(i-) while(j-);void zhishi()/指示灯函数 zhishideng=0; delay(200); zhishideng=1;int shibie()/单片机解码红外函数 unsigned char i,x,temp; for(i=0;i4;i+) for(x=0;x1; TH0=0; TL0=0; TR0=1; while(jieshou=0); TR0=0; lowtime=TH0*256+TL0; TH0=0; TL0=0; TR0=1; while(jieshou=1); TR0=

16、0; hightime=TH0*256+TL0; if(lowtime700) return 0; if(hightime450 & hightime1410 & hightime1955) temp=temp | 0x80; ai=temp; if(a2=a3) return 1;void main() EA=1; /开启总中断 EX0=1; /开外中断0 ET0=1; /定时器T0中断允许 TMOD=0x01; /使用定时器T0的模式1 TR0=0;/定时器T0关闭 while(1) if(flag1=+)/前进时，把速度分为5挡，通过占空比来控制 if(flag2=1) P0=0xf5;

17、delay(2);P0=0xf0;delay(8); if(flag2=2) P0=0xf5;delay(4);P0=0xf0;delay(6); if(flag2=3) P0=0xf5;delay(6);P0=0xf0;delay(4); if(flag2=4) P0=0xf5;delay(8);P0=0xf0;delay(2); if(flag2=5) P0=0xf5; if(flag1=-)/后退时，分6挡，其中0挡是停止挡，是避免小车停止这一功能另写一个子函数而进行的结合；另外5个挡才是真正通过占空比来进行后退调速的 if(flag2=0) P0=0xf0; if(flag2=1) P

18、0=0xfa;delay(2);P0=0xf0;delay(8); if(flag2=2) P0=0xfa;delay(4);P0=0xf0;delay(6); if(flag2=3) P0=0xfa;delay(6);P0=0xf0;delay(4); if(flag2=4) P0=0xfa;delay(8);P0=0xf0;delay(2); if(flag2=5) P0=0xfa; if(flag1=)/右转功能，通过控制左右轮速度的不同而进行右转 P0=0xf4;delay(7);P0=0xf1;delay(3); if(flag1=o) P0=0xf4;/原地打转功能，通过一边轮转，

19、一边轮不转来实现 void int0() interrupt 0 /中断函数 EX0=0; TH0=0; TL0=0; TR0=1; while(jieshou=0); TR0=0; lowtime=TH0*256+TL0; TH0=0; TL0=0; TR0=1; while(jieshou=1); TR0=0; hightime=TH0*256+TL0; if(lowtime8460 & lowtime3910 & hightime5100) if(shibie()=1) if(a2=0x45) flag1=+;flag2=3; /开启直流电机 if(a2=0x47) flag1=-;fl

20、ag2=0;/关闭直流电机 if(a2=0x09) flag1=+;flag2=flag2+1;if(flag2=6) flag2=1; /前进 if(a2=0x15) flag1=-;flag2=flag2+1;if(flag2=6) flag2=1;/后退 if(a2=0x40) flag1=; /右转 if(a2=0x16) flag1=o; /原地打转 zhishi();/指示灯闪烁 EX0=1;第四部分：说明和注意事项1、 本制作中，单片机的晶振为12Mhz的，若使用其他频率的晶振，要对程序里红外解码的有关部分进行数值上的修改，否则单片机不能正确识别和解码。2、 一体化红外接收头容易受到干扰，故应该让接收头远离电机（电机需要大电流，在加减速时会造成很大的干扰）和单片机。实际制作中，可以用硬棒把接收头架起来。3、 红外遥控的距离有限，大概为7-8米左右，故应当注意遥控的距离。4、 本制作中使用的车体是四驱的，即含有四个独立电机。其中车体一边的两电机并联接入驱动模块中使用，其效果如同两驱的一样。所以也适用于只有两个独立电机的车体。5、 本制作中，电机驱动使用的是双H桥直流电机驱动成品模块，其说明图如下（读者可以自己使用L298来制作）：电机A、B的正反转控制电机A、B的使能控制