【紅外線】紅外線遙控原理


摘要:
        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。工業設備中,在高壓、輻射、有毒氣體、粉塵等環境下,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。本文主要對

關鍵字:紅外線、遙控、解碼、編碼

1、概述

紅外線遙控系統分為發射部分和接收部分,應用編/解碼專用集成電路芯片來進行控制操作,如圖1所示。發射部分包括鍵盤矩陣、編碼調制、LED紅外發送器;接收部分包括光/電轉換放大器、解調、解碼電路。

紅外線遙控原理 - warch1986 - 竹

圖1 紅外遙控系統

       2、編碼格式

(1)位定義 :

       如圖2所示,以高位寬度相同,低位寬度不同分別表示"0"和"1"(接收端是前低后高):
1、"0"的表示: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“;
2、"1"的表示: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"。

紅外線遙控原理 - warch1986 - 竹圖2 a 發射端編碼"0"和"1"

紅外線遙控原理 - warch1986 - 竹

圖2 b 接收端編碼"0"和"1"(與發射端電平相反)

(2)編碼

        "0"和"1"組成的二進制碼經38kHz的載頻進行二次調制以提高發射效率,達到降低電源功耗的目的。然后再通過紅外發射二極管產生紅外線向空間發射。

       目前市場上的遙控器大部分使用32位編碼方式,32位的遙控編碼是連續的32位二進制碼組:前16位為用戶識別碼(區別不同的電器設備,防止不同機種遙控碼互相干擾);后16位為8位操作碼(功能碼)及其反碼(用於核對數據是否准確)。 

       當一個鍵按下超過36ms,振盪器使芯片激活,將發射一組108ms的編碼脈沖,這108ms發射代碼由一個引導碼(9ms),一個結果碼(4.5ms),低8位地址碼(9ms~18ms),高8位地址碼(9ms~18ms),8位數據碼(9ms~18ms)和這8位數據的反碼(9ms~18ms)組成,如圖3所示。如果鍵按下超過108ms仍未松開,接下來發射的代碼(連發碼)將僅由起始碼(9ms)和結束碼(2.25ms)組成,如圖4所示。

紅外線遙控原理 - warch1986 - 竹圖3 遙控信號編碼波形圖

紅外線遙控原理 - warch1986 - 竹

圖4 遙控連發信號波形圖

紅外線遙控原理 - warch1986 - 竹

圖5 引導碼                 圖6 連發碼

(3)代碼寬度計算:

16位地址碼的最短寬度:1.12×16=18ms;
16位地址碼的最長寬度:2.24ms×16=36ms。
易知8位數據代碼及其8位反代碼的寬度和不變:(1.12ms+2.24ms)×8=27ms
∴32位代碼的寬度為(18ms+27ms)~(36ms+27ms)

3、遙控信號接收

       接收電路可以使用一種集紅外線接收和放大於一體的一體化紅外線接收器,不需要任何外接元件,就能完成從紅外線接收到輸出與TTL電平信號兼容的所有工作,而體積和普通的塑封三極管大小一樣,它適合於各種紅外線遙控和紅外線數據傳輸。

       接收器對外只有3個引腳:Out、GND、Vcc與單片機接口非常方便,如圖7所示。

紅外線遙控原理 - warch1986 - 竹圖7 紅外線接收器
① 脈沖信號輸出接,直接接單片機的IO 口。
② GND接系統的地線(0V);
③ Vcc接系統的電源正極(+5V);

4、 解碼

       解碼的關鍵是如何識別"0"和"1",從位的定義我們可以發現"0"、"1"均以0.56ms的低電平開始,不同的是高電平的寬度不同,"0”為0.56ms,“1”為1.685ms,所以必須根據高電平的寬度區別"0”和"1”。如果從0.56ms低電平過后,延0.56ms,若讀到的電平為低,說明該位為"0",反之則為"1",為了可靠起見,延時必須比0.56ms長些,但又不能超過1.12ms(2*0.56ms),否則如果該位為"0",讀到的已是下一位的低電平了,因此取(1.12ms+0.56ms)/2=0.84ms最為可靠,一般取0.84ms左右均可。

       根據碼的格式,應該等待9ms的起始碼(低電平)和4.5ms的結果碼(高電平)完成后才能讀碼。


免責聲明!

本站轉載的文章為個人學習借鑒使用,本站對版權不負任何法律責任。如果侵犯了您的隱私權益,請聯系本站郵箱yoyou2525@163.com刪除。



 
粵ICP備18138465號   © 2018-2025 CODEPRJ.COM