單片機(jī)在紅外遙控技術(shù)中的應(yīng)用

引言

　　紅外遙控技術(shù)因其性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)而在工業(yè)控制、儀器儀表、家電等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。一般通常使用專用的配對(duì)編、解碼芯片，組成紅外發(fā)射和接收電路，完成對(duì)設(shè)備或電器的遠(yuǎn)動(dòng)控制。圖1所示為按此方法進(jìn)行紅外遙控的一般工作過(guò)程。

　　使用專用的配對(duì)編、解碼芯片來(lái)組成紅外發(fā)射電路和紅外接收電路，在控制路數(shù)較少時(shí)矛盾并不突出。但是當(dāng)控制路數(shù)較多時(shí)，其接口的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)就顯得比較繁瑣；此外因?yàn)榫?、解碼芯片通常是專用配對(duì)使用的，即某種解碼芯片只能識(shí)別某種編碼芯片的編碼，對(duì)其他型號(hào)的編碼芯片的編碼則不能識(shí)別。因此，不同的編、解碼芯片幾乎沒(méi)有互換性。

　　本文提出了一種利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)紅外遙控的方法，即用某種編碼芯片組成的發(fā)射電路發(fā)射編碼，而將紅外預(yù)接收電路預(yù)處理后的編碼信號(hào)直接送入單片機(jī)中進(jìn)行解碼處理。

　　1 工作原理

　　通常，紅外編碼芯片可發(fā)出不同脈寬的脈沖組成的脈沖序列，最為常見(jiàn)的脈沖載波頻率有38和36kHz,其脈沖序列組成如圖2所示。圖中，引導(dǎo)段和同步段對(duì)于相同的編碼芯片是相同的，即9ms低電平和4.5ms高電平；地址段為兩個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，第二個(gè)字節(jié)是第一個(gè)字節(jié)的反碼，針對(duì)不同的遙控器，其編碼也不相同；數(shù)據(jù)段也是兩個(gè)字節(jié)組成，第二個(gè)字節(jié)是第一個(gè)字節(jié)的反碼，對(duì)于不同的按鍵，數(shù)據(jù)段會(huì)不相同，按鍵的識(shí)別也正是根據(jù)數(shù)據(jù)段來(lái)判定。

　　在對(duì)脈沖序列的解碼中，最主要的就是對(duì)0和1的判定，以38kHz的載波頻率為例，其0為0.56ms的低電平和0.56ms的高電平組成，1為1.68ms的高電平和0.56ms的低電平組成。因而，準(zhǔn)確地定時(shí)在解碼中至關(guān)重要，利用單片機(jī)的中斷系統(tǒng)和定時(shí)器可方便準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)這一功能。

　　2 實(shí)施方案

　　本設(shè)計(jì)采用由HOLTEK公司生產(chǎn)的212位編碼芯片HT12C和MCS51系列的8051單片機(jī)。

　　提出了一種實(shí)現(xiàn)紅外遙控技術(shù)的方案，即：

　?。?）由編碼電路根據(jù)按鍵發(fā)出不同的編碼，由紅外接收電路接收，經(jīng)放大、整形、反相后送入外部中斷0（INT0）引腳。

　?。?）每輸入一個(gè)數(shù)位引起一次中斷，在中斷處理程序中測(cè)量該數(shù)位的脈寬。

　?。?）記錄代表該數(shù)位的TH0值，存入數(shù)位暫存表中。

　?。?）當(dāng)存入一個(gè)完整的編碼以后，用查表的方法找出代表0的TH0值。

　　（5）用該數(shù)位的位置值作為特征值，在散轉(zhuǎn)處理程序中找出相應(yīng)的處理功能。

2.1 硬件實(shí)施方案

　　根據(jù)編碼芯片HT12C的信號(hào)形式和8051單片機(jī)的中斷系統(tǒng)和定時(shí)器的工作原理，設(shè)計(jì)了利用8051單片機(jī)實(shí)現(xiàn)紅外遙控技術(shù)的硬件線路示意圖如圖3所示。

 2.2 編碼及解碼軟件設(shè)計(jì)

　　在MCS51系列單片機(jī)中，其內(nèi)置計(jì)數(shù)器T0,T1可以受門控位GAte的控制而進(jìn)行定時(shí)計(jì)數(shù)。

　　當(dāng)門控位GATE=1時(shí)，T0或T1的計(jì)數(shù)受INT0（對(duì)T0）和INT1（對(duì)T1）控制，即當(dāng)TR0或TR1被置1,T0或T1被允許計(jì)數(shù)時(shí)，在INT0或INT1=0時(shí)T0或T1并不馬上開(kāi)始工作，僅當(dāng)INT0或INT1狀態(tài)由低變高時(shí)T0或T1才開(kāi)始計(jì)數(shù)[2]。利用T0和T1的這一特性即可實(shí)現(xiàn)對(duì)脈寬的計(jì)量，本設(shè)計(jì)中正是通過(guò)將定時(shí)器0設(shè)置為受門控位控制的方法來(lái)測(cè)量脈寬，采用了匯編語(yǔ)言來(lái)編制相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)接收編、解碼程序，設(shè)計(jì)流程如圖4和圖5所示。

　　3 結(jié)語(yǔ)

　　本文提出了一種用單片機(jī)直接對(duì)紅外遙控信號(hào)進(jìn)行解碼的方案，一方面，簡(jiǎn)化了單片機(jī)系統(tǒng)的輸入接口電路，只使用了P3口的一根位線，因而節(jié)省了硬件的開(kāi)銷；另一方面，由于采用軟件解碼，只要知道編碼的格式，就可作相應(yīng)的處理，很大程度上改善了編碼器和解碼器的互換性，在使用和設(shè)計(jì)上增加了更大的靈活性。此外，由于充分利用了單片機(jī)的內(nèi)部資源，使整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更為緊湊，從而降低了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施的成本。