51单片机归纳学习体系之 红外线遥控篇

大家好，经过曾经的学习，咱们现已对51单片机归纳学习体系的运用方法及学习方法有所了解与了解，学会了12864点阵型液晶显现的基本知识，领会到了归纳学习体系的易用性与易学性，这一期咱们将一同学习红外线遥控的基本原理与运用方法。

先看一下咱们即将运用的51单片机归纳学习体系能完结哪些试验与产品开发作业：别离有流水灯，数码管显现，液晶显现，按键开关，蜂鸣器吹打，继电器操控，IIC总线，SPI总线，PS/2试验，AD模数转化，光耦试验，串口通讯，红外线遥控，无线遥控，温度传感，步进电机操控等等。

上图是咱们即将运用的51单片机归纳学习体系硬件渠道，本期试验咱们用到了归纳体系主机，1602液晶屏、超薄型红外线遥控器，归纳体系其它功用模块原理与运用详见前几期《电子制造》杂志及后期连载教程介绍。

红外线遥控是现在运用最广泛的一种通讯和遥控方法。因为红外线遥控设备具有体积小、功耗低、本钱低一级特色，因而，继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空凋机以及玩具等其它小型电器设备上也被纷繁选用。

1、红外遥控体系

通用红外遥控体系由发射和接纳两大部分组成，运用编/解码专用%&&&&&%芯片来进行操控操作，如图1所示。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接纳部分包括光、电转化扩大器、解调、解码电路。

这便是咱们即将试验运用的高质量超薄型红外线遥控器。

2、遥控发射器及其编码

遥控发射器专用芯片许多，依据编码格局能够分红两大类，这儿咱们以运用比较广泛，解码比较简略的一类来加以阐明，现以日本NEC的uPD6121G组成发射电路为例阐明编码原理，咱们运用的超薄型红外线遥控器运用的便是6121编码。当发射器按键按下后，即有遥控码宣布，所按的键不同遥控编码也不同。这种遥控码具有以下特征：

选用脉宽调制的串行码，以脉宽为0.565ms、距离0.56ms、周期为1.125ms的组合表明二进制的“0”；以脉宽为0.565ms、距离1.685ms、周期为2.25ms的组合表明二进制的“1”，其波形如图2所示。

上述“0”和“1”组成的32位二进制码经38kHz的载频进行二次调制以进步发射功率，到达下降电源功耗的意图。然后再经过红外发射二极管发生红外线向空间发射，如图3所示。

UPD6121G发生的遥控编码是接连的32位二进制码组，其间前16位为用户辨认码，能差异不同的电器设备，避免不同机种遥控码相互搅扰，如咱们能够一同运用电视机、机顶盒、功放等遥控器，但它们不会发生误触发。该芯片的用户辨认码固定为十六进制01H；后16位为8位操作码（功用码）及其反码。UPD6121G最多额128种不同组合的编码。

遥控器在按键按下后，周期性地宣布同一种32位二进制码，周期约为108ms。一组码自身的持续时间随它包括的二进制“0”和“1”的个数不同而不同，大约在45～63ms之间，图4为发射波形图。

当一个键按下超越36ms，振动器使芯片激活，将发射一组108ms的编码脉冲,这108ms发射代码由一个开端码（9ms）,一个成果码（4.5ms）,低8位地址码（9ms~18ms）,高8位地址码（9ms~18ms）,8位数据码（9ms~18ms）和这8位数据的反码（9ms~18ms）组成。假如键按下超越108ms仍未松开，接下来发射的代码（连发代码）将仅由开端码（9ms）和完毕码（2.5ms）组成。

代码格局（以接纳代码为准，接纳代码与发射代码反向）

①位界说

②单发代码格局

③连发代码格局

注：代码宽度算法：

16位地址码的最短宽度：1.12×16=18ms 16位地址码的最长宽度：2.24ms×16=36ms

能够得知8位数据代码及其8位反代码的宽度和不变：（1.12ms+2.24ms）×8=27ms

一切32位代码的宽度为（18ms+27ms）~(36ms+27ms)

关于红外线遥控关于许多电子爱好者来讲，都感觉到十分奇特，看不到，摸不着，但能完结无线遥控，其实操控的要害便是咱们要用单片机芯片来辨认红外线遥控器宣布红外光信号，即咱们一般所说的解码，单片机得知发过来的是什么信号，然后再做出相应的判别与操控，如咱们按电视机遥控器的频道按钮，则单片时机操控替换电视频道，如按的是遥控器音量键，则单片时机操控增减音量。而解码的要害是怎么辨认“0”和“1”，从位的界说咱们能够发现“0”、“1”均以0.56ms的低电平开端，不同的是高电平的宽度不同，“0”为0.56ms,“1”为1.68ms,所以有必要依据高电平的宽度差异“0”和“1”。假如从0.56ms低电平往后，开端延时，0.56ms今后，若读到的电平为低，阐明该位为“0”，反之则为“1”，为了牢靠起见，延时有必要比0.56ms长些，但又不能超越1.12ms,不然假如该位为“0”，读到的已是下一位的高电平，因而取（1.12ms+0.56ms）/2=0.84ms最为牢靠，一般取0.84ms左右均可。依据码的格局，应该等候9ms的开端码和4.5ms的成果码完结后才能读码。

接纳器及解码

一体化红外线接纳器是一种集红外线接纳和扩大于一体，不需求任何外接元件，就能完结从红外线接纳到输出与TTL电平信号兼容的一切作业，而体积和一般的塑封三极管巨细相同，它适合于各种红外线遥控和红外线数据传输。你能够在51单片机归纳学习体系的右上角发现黑色的一体化红外线接纳头。

说了这么多，下面咱们来一同看一下一个简略试验，咱们按红外遥控器上的按钮，一体化接纳头将输出怎么样的信号。因为文章篇幅有限，解码源程序比较长，所以读者朋友能够经过网络或电子邮件向咱们讨取，当然，也能够在51单片机归纳学习体系的配套光盘中找到，有若干红外线解码程序供读者学习运用。咱们将经过示波器来观察红外线遥控器波形的进程图。与传统的示波器不同，数字示波器能够记载下一守时间内的波形改变，因而，用来剖析红外线编码十分便利。

如图所示，是一个红外解码，并经过1602液晶显现的试验实例，源程序在配套光盘中找到，然后运转该程序，按遥控器就任一按键，液晶屏将显现出遥控器按键的键码值，用16进制表明，如图中所示的键码为：26H。这是一个程序显现成果，那么在一体化红外线接纳头输出的究竟是什么信号呢？下面咱们就用示波器来一同看一下。

按红外线遥控器上的按钮，咱们经过数字示波器的波形捕捉功用，截取图画如上，能够看到示波器屏幕上呈现脉冲波形。在此，要特别阐明一点，红外线遥控器的发射和接纳端的电平状况为反相的联系，即发射是“1”的话，则接纳端的数据为“0”。

现在波形已被咱们截下来了，然后咱们需求依据前面所讲的6121编码规矩来进行红外线信号的剖析。从示波器的屏幕中，咱们能够清楚地看到，红外遥控信号的编码组成规则，最前面的是引导码，其次是地址码，最终是数据码。图中上面部分显现完好的一串波形全览。下方扩大的波形看上去显现不全，还有一部分数据不在显现规模之内，能够经过示波器旋钮来移动左右方位。

信任看到这儿，你应该能够了解本来看似奇特的红外线遥控功用其实真实内涵原理是怎么样的了，你也能够自己来完结红外线遥控电路的规划与运用。因为篇幅有限，读者朋友能够经过网站或电子邮件一同沟通与学习。鄙人几期中，咱们将连续介绍51单片机归纳学习体系的其它功用原理与运用。