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        紅外遙控系統(tǒng)原理及單片機軟件解碼程序
        
						
        
				作者：
				時間：2016-11-23
				來源：網(wǎng)絡(luò)

							
				
				
				
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			首先，必須要了解一些基本原理。其實按下遙控器的某一個鍵，遙控器會發(fā)出一連串經(jīng)過調(diào)制后的信號，這個信號經(jīng)過紅外一體化模塊接收后，輸出解調(diào)后的數(shù)字脈沖，每個按鍵對應(yīng)不同的脈沖，故識別出不同的脈沖就能識別出不同的按鍵。
        本文引用地址：http://www.104case.com/article/201611/320460.htm
        上圖就是很常見的車載MP3遙控器，比較小巧，很好用。下面是紅外發(fā)射和接受原理：
        到此讀者可能會有疑惑，那么不同的調(diào)制解調(diào)方法那么出來的脈沖規(guī)則是不一樣的？是的，的確如此。
        遙控發(fā)射器專用芯片很多，根據(jù)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(xiàn)以日本NEC的uPD6121G組成發(fā)射電路為例說明編碼原理（一般家庭用的DVD、VCD、音響都使用這種編碼方式）。當發(fā)射器按鍵按下后，即有遙控碼發(fā)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(diào)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”，其波形如圖所示。
        如圖可見，0與1前端的低電平持續(xù)都是0.56ms，那么就是后面的高電平持續(xù)時間不同，0為0.56ms，1為1.685ms，找到不同之處，編程時就有識別的依據(jù)了！
        上述“0”和“1”組成的32位二進制碼經(jīng)38kHz的載頻進行二次調(diào)制以提高發(fā)射效率，達到降低電源功耗的目的。然后再通過紅外發(fā)射二極管產(chǎn)生紅外線向空間發(fā)射，如圖所示。
        UPD6121G產(chǎn)生的遙控編碼是連續(xù)的32位二進制碼組，其中前16位為用戶識別碼，能區(qū)別不同的電器設(shè)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。
        請看下圖，來自網(wǎng)絡(luò)：


        當一個鍵按下超過36ms，振蕩器使芯片激活，將發(fā)射一組108ms的編碼脈沖,這108ms發(fā)射代碼由一個引導碼（9ms）,一個結(jié)果碼（4.5ms）,低8位地址碼（9ms~18ms）,高8位地址碼（9ms~18ms）,8位數(shù)據(jù)碼（9ms~18ms）和這8位數(shù)據(jù)的反碼（9ms~18ms）組成。如果鍵按下超過108ms仍未松開，接下來發(fā)射的代碼（連發(fā)碼）將僅由起始碼（9ms）和結(jié)束碼（2.25ms）組成。（實際上人手的動作是很慢的，即使你快速的按下按鍵，可能對于芯片來說還是超過108ms，所以如何處理連發(fā)碼是很關(guān)鍵的）
        遙控器在按鍵按下后，周期性地發(fā)出同一種32位二進制碼，周期約為108ms。一組碼本身的持續(xù)時間隨它包含的二進制“0”和“1”的個數(shù)不同而不同，大約在45～63ms之間，圖為發(fā)射波形圖。
        下面是我寫的代碼，按鍵編碼通過串口發(fā)送到電腦端：
        由于時間關(guān)系，代碼注釋不多。
        其中START_Judge()函數(shù)是判斷9ms低電平，既是判斷有無遙控信號。
        BOOT_REPEATING_CODE_Judge()是判斷是引導碼還是連發(fā)碼，引導碼則進入接受數(shù)據(jù)環(huán)節(jié)，連發(fā)碼表明數(shù)據(jù)已經(jīng)接受結(jié)束。
        H_L_LEVEL_Judge()是接受數(shù)據(jù)時判斷高低電平。
        如果亂碼，請參考：
        http://blog.csdn.net/mhjerry/article/details/6601324
        注明：以下代碼為純軟件方式，沒有用到中斷，定時器方式，純CPU查詢，但測試結(jié)果倒也可以，至少比較穩(wěn)定，得到的碼值不管對不對，都是那個值。
        [cpp]view plaincopy
        1. /*------------------------------------------------------------*-
        2. 紅外收發(fā).C
        3. ------------------------------------------------------------
        4. 遙控器測試
        5. -*------------------------------------------------------------*/
        7. #include
        9. //---紅外接收一體化輸出口----------------------------------
        10. sbitIR_Out=P3^2;
        12. bitSTART_Flag=0;
        13. bitBOOT_REPEATING_CODE_Flag=0;
        14. unsignedcharDATA[4]={0};
        15. bdataunsignedcharTEMP_BIT;
        17. sbitB0=TEMP_BIT^0;
        18. sbitB1=TEMP_BIT^1;
        19. sbitB2=TEMP_BIT^2;
        20. sbitB3=TEMP_BIT^3;
        21. sbitB4=TEMP_BIT^4;
        22. sbitB5=TEMP_BIT^5;
        23. sbitB6=TEMP_BIT^6;
        24. sbitB7=TEMP_BIT^7;
        26. //---有無遙控信號判斷函數(shù)----------------------------------
        27. bitSTART_Judge();
        29. //---連發(fā)碼判斷函數(shù)----------------------------------------
        30. bitBOOT_REPEATING_CODE_Judge();
        32. //---"0"和"1"識別------------------------------------------
        33. bitH_L_LEVEL_Judge();
        35. //---串口初始化--------------------------------------------
        36. voidUART_Initial();
        38. voidDELAY_Us(unsignedintUs)
        39. {
        40. unsignedintx;
        41. for(x=0;x<=(Us/200-1);x++);
        42. }
        43. voidDELAY_Ms(unsignedintMs)
        44. {
        45. unsignedintx,y;
        46. for(x=0;x<=(Ms-1);x++)
        47. {
        48. for(y=0;y<=120;y++);
        49. }
        50. }
        52. voidmain()
        53. {
        54. unsignedchari;
        55. UART_Initial();
        56. IR_Out=1;
        57. while(1)
        58. {
        59. START_Flag=START_Judge();
        60. BOOT_REPEATING_CODE_Flag=BOOT_REPEATING_CODE_Judge();
        61. if(START_Flag&&!BOOT_REPEATING_CODE_Flag)
        62. {
        63. for(i=0;i<4;i++)
        64. {
        65. B0=H_L_LEVEL_Judge();
        66. B1=H_L_LEVEL_Judge();
        67. B2=H_L_LEVEL_Judge();
        68. B3=H_L_LEVEL_Judge();
        69. B4=H_L_LEVEL_Judge();
        70. B5=H_L_LEVEL_Judge();
        71. B6=H_L_LEVEL_Judge();
        72. B7=H_L_LEVEL_Judge();
        73. DATA[i]=TEMP_BIT;
        74. }
        75. for(i=0;i<4;i++)
        76. {
        77. SBUF=DATA[i];
        78. while(TI==0);
        79. TI=0;
        80. }
        81. }
        82. }
        83. }
        85. voidUART_Initial()
        86. {
        87. SCON=0x50;//SCON:模式1,8-bitUART,使能接收
        89. TMOD|=0x20;//TMOD:timer1,mode2,8-bitreload
        91. TH1=0xFD;//TH1:reloadvaluefor9600baud@
        92. //11.0592MHz
        93. TR1=1;//TR1:timer1run
        95. EA=0;//關(guān)閉總中斷
        96. ES=0;//關(guān)閉串口中斷
        97. }
        100. bitSTART_Judge()
        101. {
        102. bitTEMP_Flag=1;
        103. unsignedchari=0;
        105. //在正常無遙控信號時，一體化紅外接收頭輸出是高電平，程序一直在循環(huán)。
        106. while(IR_Out==1);
        108. //重復10次，目的是檢測在6876~8352微秒內(nèi)如果出現(xiàn)高電平就退出解碼程序
        109. for(i=0;i<9;i++)
        110. {
        111. DELAY_Us(800);//測試實際延時約為764~928us
        112. if(IR_Out==1)
        113. {
        114. TEMP_Flag=0;
        115. break;
        116. }
        117. }
        119. returnTEMP_Flag;
        120. }
        122. bitBOOT_REPEATING_CODE_Judge()
        123. {
        124. bitTEMP_Flag=1;
        125. while(IR_Out==0);//等待高電平避開9毫秒低電平引導脈沖
        127. DELAY_Ms(1);//測試實際延時約為1.007ms
        128. DELAY_Ms(1);//測試實際延時約為1.007ms
        129. DELAY_Us(200);//0.086ms
        130. DELAY_Us(200);//0.086ms
        131. DELAY_Us(200);//0.086ms
        132. //共計2.272ms
        134. if(IR_Out==0)
        135. {
        136. TEMP_Flag=1;//是連發(fā)碼
        137. }
        138. else
        139. {
        140. TEMP_Flag=0;//不是連發(fā)碼，而是引導碼
        141. }
        142. returnTEMP_Flag;
        143. }
        144. bitH_L_LEVEL_Judge()
        145. {
        146. while(IR_Out==0);//等待地址碼第一位的高電平信號
        147. DELAY_Us(800);//測試實際延時約為764~928us
        148. if(IR_Out==1)
        149. {
        150. DELAY_Ms(1);//測試實際延時約為1.007ms
        151. return1;
        152. }
        153. else
        154. {
        155. return0;
        156. }
        157. }

        編輯如下：
        01 FE 8B 74 --- 01 FE 8D 72 --- 01 FE 8F 70
        01 FE 89 76 --- 01 FE 81 7E --- 01 FE 87 78
        01 FE 0F F0 --- 01 FE 2B D4 --- 01 FE 13 EC
        01 FE 2D D2 --- 01 FE 33 CC --- 01 FE 1B E4
        01 FE 19 E6 --- 01 FE 31 CE --- 01 FE BD 42
        01 FE 11 EE --- 01 FE 39 C6 --- 01 FE B5 4A
        以上為對應(yīng)按鍵的編碼。
        過程中存在問題：
        一是如何有效的識別引導碼和連發(fā)碼，因為這個能直接影響到長時間按鍵，單片機的響應(yīng)與否。這個問題，貌似我以解決，就是長時間按鍵后，單片機識別一次按鍵后，如果還是同一按鍵，就不與理睬。
        還有一個問題就是，如果連續(xù)按下兩次按鍵，該程序能夠識別出，但是如果間隔很短，第二下按鍵的編碼容易出錯，容易變成這樣：
        03 FE 8B 74.。。。就是第一個字節(jié)出現(xiàn)誤差，這個問題現(xiàn)在還未來得及解決。
        還有就是本程序?qū)τ谘訒r函數(shù)的精度要求很高，因為本身處理的脈沖就是MS級別的。所以需要嚴格的測試延時函數(shù)的實際延時時間：
        以上的代碼，可以看出許多問題，軟件延時不準確，大量的“while( IR_Out == 0 ) ;”代碼，抗干擾能力弱，容易進入死循環(huán)。
        下面介紹的這種解碼方法，利用外部中斷觸發(fā)程序，定時器定時（但沒有設(shè)置定時中斷程序，即判斷TF的值確定定時結(jié)束），在代碼過程中，開頭的一個7.93ms延時，足以濾掉不合法的紅外信號。應(yīng)該說效率質(zhì)量更高的。
        代碼注釋很詳細，在此不在細述：
        [cpp]view plaincopy
        1. /*------------------------------------------------------------*-
        2. IR_Decoder.C(v1.00)
        3. ------------------------------------------------------------
        4. 名稱：遙控器紅外解碼，PO口接LED，顯示功能碼以供查看
        5. 編寫：mhjerry
        6. 日期：20011.7
        7. 內(nèi)容：按遙控器上的按鍵，會在PO口LED上顯示
        8. -*------------------------------------------------------------*/
        9. #include"reg52.h"
        11. //此口為紅外信號輸入MCU口
        12. sbitIR_Out=P3^2;
        14. //主程序運行標志位,運行主程序時LED滅，運行中斷程序時LED亮
        15. sbitIR_Flag=P3^1;
        17. //LED顯示口
        18. #defineLED_PortP1
        20. //用于存放按鍵碼值，初始化為00000000這樣接受數(shù)據(jù)時可以只考慮1了
        21. unsignedchardat[4]={0,0,0,0};
        24. /*............................................................*/
        25. voidmain()
        26. {
        27. IR_Out=1;//此口為MCU輸入口，故需要置1
        28. IR_Flag=1;//滅LED燈
        29. TMOD=0x01;//定時器0，方式1
        30. IT0=1;//外部中斷0，下降沿觸發(fā)
        31. EX0=1;//準許外部中斷
        32. EA=1;//CPU準許中斷
        34. while(1)
        35. {
        36. IR_Flag=1;//執(zhí)行主程序時,LED燈滅
        37. }
        38. }
        39. /*------------------------------------------------------------*-
        40. 函數(shù)名稱：Int0()
        41. 函數(shù)輸入：無(容許中斷時，外部觸發(fā))
        42. 函數(shù)輸出：無
        43. 函數(shù)說明：外部中斷0中斷處理
        44. -*------------------------------------------------------------*/
        45. voidInt0()interrupt0
        46. {
        47. unsignedchari,j;
        48. EX0=0;//關(guān)閉外部中斷0
        49. IR_Flag=0;//執(zhí)行中斷程序時,LED燈亮
        50. i=10;//0.793ms延時，運行10次
        51. while(--i)
        52. {
        53. //定時0.793ms,延時0.793ms*10=7.93ms
        54. TH0=0xfc;
        55. TL0=0xe7;
        56. TR0=1;
        57. while(!TF0);
        58. TF0=0;
        59. TR0=0;
        61. //這7.93ms期間只要IR_Out變高電平,就非合法的紅外信號，跳出
        62. if(IR_Out)
        63. {
        64. EX0=1;//準許中斷
        65. return;
        66. }
        67. }
        69. //程序進行到這里，表明是合法的紅外信號(利用9ms判斷)
        70. while(!IR_Out);//等待9ms低電平過去
        72. //程序進行到這里，表明經(jīng)過9ms低電平
        73. TH0=0xf6;
        74. TL0=0xff;
        75. TR0=1;
        76. while(!TF0);
        77. TF0=0;
        78. TR0=0;//延時2.305ms
        80. //IR_Out為低表明是連發(fā)碼，不予理睬，跳出
        81. if(!IR_Out)
        82. {
        83. EX0=1;
        84. return;
        85. }
        87. //程序進行到這里，表明是引導碼，等待4.5ms高電平的過去
        88. while(IR_Out);
        90. //開始接收用戶碼
        91. for(i=0;i<4;i++)
        92. {
        93. for(j=0;j<8;j++)
        94. {
        95. while(!IR_Out);//等待低電平過去
        96. dat[i]>>=1;//把上次的數(shù)據(jù)位右移一位
        98. TH0=0xfc;
        99. TL0=0xe7;
        100. TR0=1;
        101. while(!TF0);
        102. TR0=0;
        103. TF0=0;//延時0.793ms
        105. //若為數(shù)據(jù)"1"，則延時后IR_Out為高電平
        106. if(IR_Out)
        107. {
        108. dat[i]|=0x80;//所有數(shù)據(jù)位1放最高位
        109. while(IR_Out);//等待高電平過去
        110. }
        111. }
        112. }
        113. LED_Port=dat[2];
        114. EX0=1;//開中斷
        115. return;
        116. }
        117. /*------------------------------------------------------------*-
        118. ----ENDOFFILE-------------------------------------------
        119. -*------------------------------------------------------------*/

        
				
            
                
			
							
        
                
			              
              
            
        
		
        
		
        
		
        
		
        
		
        
			
          
				
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