紅外遙控器,顧名思義,是通過紅外光來進行數據傳輸的。被廣泛應用在各種家電產品上,例如電視、空調、車載MP3等。它是如此的普遍,以至於讓人都快忘記了它的存在。 只要溫度高於絕對零度(-273.15°C)的物體都會發出紅外光,因此它無處不在。因此,使用紅外光進行通信時,需要對光波有一些特殊的要求,這樣才能使它能夠在眾多的同類信號中被識別出來。 首先是波長,一般來說紅外發射管發出的光波波長以850nm和940nm兩種比較常見。 然后是頻率,發射端以一個固定的頻率來發射紅外光,一般以37.91KHZ比較常見,也有的地方直接說成是38KHZ。同時,接收端只識別該頻率下的信號,只要發射頻率與接收頻率正負相差不超過1KHZ,都可以正常工作;如果相差超過2KHZ,會出現失靈或者距離短等情況。
第二類接收管如圖所示,也是要使用的接收管。和前面幾種管子的最大區別在於它有三只腳,而功能也大大增強了。它的內部電路包括紅外監測二極管,放大器,限幅器,帶通濾波器,積分電路,比較器等。 通過內部電路,還原出發射端的信號波形,可以直接被單片機使用。因此也被稱為一體化紅外接收頭。

也就是說,它輸出的是符合數字電路要求的數字信號了,可以直接拿來使用。所以,雖然外型上只是多了一個引腳,但實際內部功能增加了很多很多,大大簡化了電路設計者的工作。另外,此類接收頭的內部放大增益比較大,很容易引起干擾,因此一般廠家建議在供電腳加上4.7uf以上的電容進行濾波。 常用型號有IRM3638、HS0038和VS1838等。其接口電路如圖所示

這里使用的遙控器用的是NEC協議,因此這里着重講解該協議下信號是如何傳播的。首先,遙控器內部一般會使用455KHZ的晶體做為振盪源,通過內部分頻電路將其調制為頻率37.91KHZ、占空比三分之一的振盪信號。 遙控器閑置時,發射端無輸出。當有按鍵按下時,會發送一串信號驅動紅外發射端發射紅外線,信號格式如下:一段引導碼、兩個字節的用戶碼(由廠家定義)、一個字節的按鍵數據、一個字節的按鍵數據反碼,最后跟一個停止位(編程時基本不考慮)。

有兩個事情要注意: 1、該圖是遙控器發出的信號格式,並不是接收端收到的信號格式,兩者是不一樣的; 2、圖中高電平的位置並不是真的高電平,而是被頻率37.91KHZ、三分之一占空比的信號填充的。 那么接收端收到的信號是什么樣?首先,閑置狀態下,它是高電平的。當收到37.91KHZ的紅外光時,接收端調制出的信號是低電平,無紅外光時,又恢復為高電平。所以,將上圖中的信號全部取反,即為紅外接收端輸出的信號格式。
接下來,了解一下數據的傳輸過程中是如何定義0和1這兩種狀態的。以接收端的狀態來考慮,空閑的狀態下引腳輸出高電平。 當表示一個bit位為0時,先輸出一個0.56ms的低電平,然后輸出一個0.565ms的高電平; 當表示一個bit位為1時,先輸出一個0.56ms的低電平,然后輸出一個1.69ms的高電平。


要想識別發送的指令是什么,就要先知道遙控器上每個按鍵對應的數據碼是什么,而這部分內容,需要跟遙控器供應商索取。記住,即便是外形一模一樣的遙控器,只要廠家不同,也有可能相同位置的按鍵數據碼不一樣。這里選購的遙控器用戶碼為0x00FF,按鍵對應的數據碼如圖所示

/*******************************************************************************
* 實驗名 : 1602顯示紅外線值實驗
* 使用的IO : 電機用P1口,鍵盤使用P3.0、P3.1、P3.2、P3.3
* 實驗效果 : LCD1602顯示出讀取到的紅外線的值
* 注意 :
*******************************************************************************/
#include<reg51.h>
#include"lcd.h"
sbit IRIN=P3^2;
unsigned char code CDIS1[13]={" Red Control "};
unsigned char code CDIS2[13]={" IR-CODE:--H "};
unsigned char IrValue[6];
unsigned char Time;
void IrInit();
void DelayMs(unsigned int );
/*******************************************************************************
* 函數名 : main
* 函數功能 : 主函數
* 輸入 : 無
* 輸出 : 無
*******************************************************************************/
void main()
{
unsigned char i;
IrInit();
LcdInit();
LcdWriteCom(0x80);
for(i=0;i<13;i++)
{
LcdWriteData(CDIS1[i]);
}
LcdWriteCom(0x80+0x40);
for(i=0;i<13;i++)
{
LcdWriteData(CDIS2[i]);
}
while(1)
{
IrValue[4]=IrValue[2]>>4; //高位
IrValue[5]=IrValue[2]&0x0f; //低位
if(IrValue[4]>9)
{
LcdWriteCom(0xc0+0x09); //設置顯示位置
LcdWriteData(0x37+IrValue[4]); //將數值轉換為該顯示的ASCII碼
}
else
{
LcdWriteCom(0xc0+0x09);
LcdWriteData(IrValue[4]+0x30); //將數值轉換為該顯示的ASCII碼
}
if(IrValue[5]>9)
{
LcdWriteCom(0xc0+0x0a);
LcdWriteData(IrValue[5]+0x37); //將數值轉換為該顯示的ASCII碼
}
else
{
LcdWriteCom(0xc0+0x0a);
LcdWriteData(IrValue[5]+0x30); //將數值轉換為該顯示的ASCII碼
}
}
}
/*******************************************************************************
* 函數名 : DelayMs()
* 函數功能 : 延時
* 輸入 : x
* 輸出 : 無
*******************************************************************************/
void DelayMs(unsigned int x) //0.14ms誤差 0us
{
unsigned char i;
while(x--)
{
for (i = 0; i<13; i++)
{}
}
}
/*******************************************************************************
* 函數名 : IrInit()
* 函數功能 : 初始化紅外線接收
* 輸入 : 無
* 輸出 : 無
*******************************************************************************/
void IrInit()
{
IT0=1;//下降沿觸發
EX0=1;//打開中斷0允許
EA=1; //打開總中斷
IRIN=1;//初始化端口
}
/*******************************************************************************
* 函數名 : ReadIr()
* 函數功能 : 讀取紅外數值的中斷函數
* 輸入 : 無
* 輸出 : 無
*******************************************************************************/
void ReadIr() interrupt 0
{
unsigned char j,k;
unsigned int err;
Time=0;
DelayMs(70);
if(IRIN==0) //確認是否真的接收到正確的信號
{
err=1000; //1000*10us=10ms,超過說明接收到錯誤的信號
/*當兩個條件都為真是循環,如果有一個條件為假的時候跳出循環,免得程序出錯的時
侯,程序死在這里*/
while((IRIN==0)&&(err>0)) //等待前面9ms的低電平過去
{
DelayMs(1);
err--;
}
if(IRIN==1) //如果正確等到9ms低電平
{
err=500;
while((IRIN==1)&&(err>0)) //等待4.5ms的起始高電平過去
{
DelayMs(1);
err--;
}
for(k=0;k<4;k++) //共有4組數據
{
for(j=0;j<8;j++) //接收一組數據
{
err=60;
while((IRIN==0)&&(err>0))//等待信號前面的560us低電平過去
// while (!IRIN)
{
DelayMs(1);
err--;
}
err=500;
while((IRIN==1)&&(err>0)) //計算高電平的時間長度。
{
DelayMs(1);//0.14ms
Time++;
err--;
if(Time>30)
{
EX0=1;
return;
}
}
IrValue[k]>>=1; //k表示第幾組數據
if(Time>=8) //如果高電平出現大於565us,那么是1
{
IrValue[k]|=0x80;
}
Time=0; //用完時間要重新賦值
}
}
}
if(IrValue[2]!=~IrValue[3])
{
return;
}
}
}
