一種基于單片機的紅外遙控信號解碼新方法

摘要：紅外遙控器在家電產品中已廣泛使用。在嵌入式系統應用方面，紅外信號解碼的方法也是多種多樣。本文簡要介紹紅外遙控器解碼的硬件構成與軟件編程思路，然后針對兩種常用的紅外編碼結構，闡述了使用51單片機定時器門控方式解碼的具體方法，并給出了代碼示例與軟件流程。
關鍵詞：紅外解碼；門控方式；51單片機

引言
隨著家用電器、試聽產品的普及，紅外遙控器已經被廣泛應用在各種類型的家電產品中(如遙控開關、智能開關等)。紅外遙控是一種把紅外線作為載體的控制方式，由于其波長遠小于無線電的波長，因此在采用紅外遙控方式時不會干擾其他電器的正常使用，也不會影響臨近的無線電設備。另外，紅外遙控器件具有體積小、功耗低、性價比高的優點，是理想的人機輸入設備，非常適合電子工程師和電子愛好者DIY開發與制作。紅外遙控系統主要由發射和接收兩大部分組成，由于發射部分使用的是購買來的遙控器成品，所以本文的重點是紅外接收、解碼部分。下面將從硬件結構和軟件編程兩個方面出發，介紹一種基于51系列單片機匯編語言的紅外遙控解碼新方法。

1 硬件構成
紅外接收頭的種類很多，本文使用的是市場上常見的VS1838B，外觀如圖1所示。它采用內、外雙屏蔽直捅式封裝，輸出匹配TTL、CMOS電平，靈敏度高，抗干擾性能好，接收距離可達20 m。從正面看，其3個引腳分別是信號輸出端、電源地與電源正。硬件電路連接非常簡單，如圖2所示。圖中0．1μF瓷片電容用來濾波，供電引腳與電源之間接入100Ω的電阻以進一步降低電源干擾。在本文中信號輸出端接51單片機最小系統的外部中斷1口(即P3．3)，這樣一個簡單的硬件電路就搭好了。

2 軟件編程方法
2．1 基本方法介紹
大多數人使用的方法是在兩次外部中斷下降沿中，通過軟件手動開啟與關閉定時器得到時間寬度。本文的思路是通過51單片機固有的外部中斷與定時器自動配合的“門控方式”來獲得紅外信號波形信息。具體做法如下：參考表1，設置51單片機定時器工作方式寄存器(TMOD)
Bit7=1，即定時器T1為門控方式。此時只有當T1運行控制化TR1=1并且外部中斷1為高電平時，定時器T1才啟動；TR1=0或者外部中斷1為低電平時T1就自動停止計數。

每次當信號是高電平時定時器1自動開始計時，下降沿信號來臨的時候，在外部中斷1中自動獲取TH1與TL1的值，這樣就得到了信號的時間寬度，從而可以區分出引導碼、重復碼、位0、位1的信息，再經過后續的軟件處理就可以得到紅外遙控按鍵的鍵碼了。紅外遙控器解碼的關鍵在于對發射器波形規范的理解，常見的遙控器編碼有32位和42位兩種模式，主要區別在于系統碼的位數不一樣。值得注意的是，同樣位數模式的遙控器的結束碼也可能會不同。另外在按鍵連按狀態下，不同遙控器發出的重復碼各異，這些都會影響到程序的編寫。下文將列舉出兩款不同位數的遙控器，分別闡述其門控方式下的軟件編程思路。
2．2 32位編碼
硬件使用的是購置的超薄型遙控器，內置芯片為uPD6121G，采用NEC32位格式。其數據格式如圖3所示，包括了起始碼、用戶碼、數據碼和數據反碼。其中，起始碼由9 ms高電平和4．5 ms低電平構成，后接16位用戶碼、8位數據碼以及8位數據反碼。數據反碼是數據碼取反后的編碼，編程時可以用于數據糾錯。位定義如圖4所示，位1用高電平0．56 ms加低電平1．68 ms表示。位0用高電平0．56 ms加低電平0．56 ms表爾。要注意的是當一直按住按鍵時，芯片發出一次鍵碼后就不停地發重復碼了，寫程序時對重復碼要有特別的區分，其重復碼的波形如圖5所示。