51_紅外遙控


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;
		}
	}			
}

  

 


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