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        手把手教你用增強型51實驗板的紅外遙控功能

        作者:佚名   來源:不詳   點擊數:  更新時間:2014年08月17日   【字體:

            紅外線遙控是目前使用最廣泛的一種通信和遙控手段。由于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。

        1 紅外遙控系統

        通用紅外遙控系統由發射和接收兩大部分組成,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。


        2 遙控發射器及其編碼

        遙控發射器專用芯片很多,根據編碼格式可以分成兩大類,這里我們以運用比較廣泛,解碼比較容易的一類來加以說明,現以日本NEC的uPD6121G組成發射電路為例說明編碼原理。當發射器按鍵按下后,即有遙控碼發出,所按的鍵不同遙控編碼也不同。這種遙控碼具有以下特征:

        采用脈寬調制的串行碼,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”;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”,其波形如圖2所示。

        上述“0”和“1”組成的32位二進制碼經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,如圖3所示。

        UPD6121G產生的遙控編碼是連續的32位二進制碼組,其中前16位為用戶 識別碼,能區別不同的電器設備,防止不同機種遙控碼互相干擾。該芯片的用戶識別碼固定為十六進制01H;后16位為8位操作碼(功能碼)及其反碼。 UPD6121G最多額128種不同組合的編碼。

        遙控器在按鍵按下后,周期性地發出同一種32位二進制碼,周期約為108ms。一組碼本身的持續時間隨它包含的二進制“0”和“1”的個數不同而不同,大約在45~63ms之間,圖4為發射波形圖。

        當一個鍵按下超 過36ms,振蕩器使芯片激活,將發射一組108ms的編碼脈沖,這108ms發射代碼由一個起始碼(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。如果鍵按下超過 108ms仍未松開,接下來發射的代碼(連發代碼)將僅由起始碼(9ms)和結束碼(2.5ms)組成。

        代碼格式(以接收代碼為準,接收代碼與發射代碼反向)

        ①位定義

                    

        ②單發代碼格式

                 

        ③連發代碼格式



        注:代碼寬度算法:

        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)

        1. 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1.68ms,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,開始延時,0.56ms以后,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,否則如果該位為“0”,讀到的已 是下一位的高電平,因此。1.12ms+0.56ms)/2=0.84ms最為可靠,一般取0.84ms左右均可。

        2. 根據碼的格式,應該等待9ms的起始碼和4.5ms的結果碼完成后才能讀碼。

        接收器及解碼

        一體化紅外線接收器是一種集紅外線接收和放大于一體,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,它適合于各種紅外線遙控和紅外線數據傳輸。

        以下是用數字示波器來察看紅外線遙控器波形的過程圖。與傳統的示波器不同,數字示波器可以記錄下一定時間內的波形變化,因此,用來分析紅外線編碼非常方便。



        示波器前面板照片



        設置好示波器上相應的捕捉功能,同時設置一下DELAY延值功能,不設問題也不大。



        LCD顯示屏中各參數及功能項顯示。



        按紅外線遙控器上的按鈕,可以看到示波器屏幕上出現脈沖波形。在此,站長要特別說明一點,紅外線遙控器的發射和接收端的電平狀態為反相的關系,即發射是“1”的話,則接收端的數據為“0”。



        從示波器的屏幕中,我們可以清楚地看到,紅外遙控信號的編碼組成規律,最前面的是引導碼,其次是地址碼,最后是數據碼。圖中下方放大的波形不全,還有一部分數據不在顯示之內,可以通過示波器旋鈕來移動左右位置。示波器屏幕第一行即為速串完整的紅外線編碼。

        下圖所示是我們將要進行紅外線解碼實驗所要用到的增強型51實驗板、A51編程器、AT89S51單片機芯片和紅外線遙控器(SAA3010T編碼芯片)

        我們實驗的功能是:通過按遙控器上的數字鍵,分別在增強型51實驗板上通過數碼管來顯示出來,完成紅外線遙控器的鍵值解碼。其解碼程序請參見配套光盤,程序語法為C語言版。

        將我們事先準備好的遙控器解碼程序用A51編程器燒入AT89S51芯片,然后將芯片插在增強型51實驗板上。(程序在配套光盤內自帶)

        下面是按遙控器數字鍵“2”,在數碼管上出現相應的顯示。

        下面是按遙控器數字鍵“3”,在數碼管上出現相應的顯示。

        下面是按遙控器數字鍵“4”,在數碼管上出現相應的顯示。

        下面是按遙控器數字鍵“5”,在數碼管上出現相應的顯示。

        下面是按遙控器數字鍵“6”,在數碼管上出現相應的顯示。

        下面是按遙控器數字鍵“7”,在數碼管上出現相應的顯示。

        下面是按遙控器數字鍵“8”,在數碼管上出現相應的顯示。

        下面是按遙控器數字鍵“9”,在數碼管上出現相應的顯示。

        看了這么多照片,是不是快暈了:)好,下面就來看一張連續GIF的動畫圖演示吧,請大家有點耐心,因為圖片比較大,請稍等待一下:)或者也可以來這里看看DV實驗視頻演示錄像,>>>進入

        2 遙控發射器及其編碼

        遙控發射器專用芯片很多,根據編碼格式可以分成兩大類,這里我們以運用比較廣泛,解碼比較容易的一類來加以說明,現以SAA3010T組成發射電路為例說明編碼原理。當發射器按鍵按下后,即有遙控碼發出,所按的鍵不同遙控編碼也不同。

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