單片機(jī)紅外遙控

1、1 概述單片機(jī)控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用在電氣設(shè)備和電子產(chǎn)品中， 而實(shí)現(xiàn)控制的外部操作多由鍵盤(pán)或計(jì)算機(jī)完成， 有一定的局限性， 比如， 對(duì)一些電子產(chǎn)品所顯示數(shù)據(jù)的修改來(lái)說(shuō)， 當(dāng)安裝位置較高時(shí)， 按鍵控制很不方便， 若采用PC, 則除了電路更復(fù)雜外， 造價(jià)也相應(yīng)提高。為此， 我們研制了采用普通電視用的紅外遙控器做控制器的單片機(jī)控制系統(tǒng)。2 硬件設(shè)計(jì)采用MCS251 系列單片機(jī)， 選用眾合牌電視遙控器， 重新設(shè)置按鍵功能。將紅外線接收頭的輸出端與單片機(jī)的外部中斷（ INT 0 或INT1） 連接， 操作遙控器時(shí)， 接收頭有信號(hào)輸出， 單片機(jī)產(chǎn)生中斷。2. 1 紅外遙控器簡(jiǎn)介2. 1. 1 基本組成紅外遙控器

2、的核心是遙控發(fā)射集成電路， 眾合牌電視遙控器采用的集成芯片是M50462AP, 其內(nèi)部由圖1 中虛線框內(nèi)各部分電路組成。 圖1 遙控發(fā)射集成電路2. 1. 2 工作原理當(dāng)遙控器有鍵被按下時(shí)， 振蕩電路立即接通并起振， 掃描信號(hào)發(fā)生器隨即發(fā)出8 路不同時(shí)序的掃描時(shí)序脈沖， 依次對(duì)鍵盤(pán)矩陣進(jìn)行掃描， 鍵盤(pán)編碼器則由接收到的回送信號(hào)判斷出被按鍵位置， 并輸出相應(yīng)的編碼至譯碼器， 經(jīng)譯碼器進(jìn)行碼元變換后的信號(hào)被重新編碼調(diào)制后輸出。2. 1. 3 指令代碼集成芯片M50462AP 的輸出信號(hào)是脈沖位置調(diào)制碼， 其載頻是中心頻率為40kHz, 占空比為3 的方波信號(hào)。一位脈沖位置調(diào)制碼如圖2 所

3、示。當(dāng)脈沖寬度為1ms 時(shí)， 代表一個(gè)二進(jìn)制數(shù)/ 00; 脈沖寬度為2ms時(shí)， 代表一個(gè)二進(jìn)制數(shù)/ 10。 圖2 脈沖位置調(diào)制碼每一條傳送指令由16 位這樣的/ 00、/ 10代碼組成， 這16 位代碼的前8 位為用戶碼， 用戶碼的構(gòu)成形成為1110xx10, 遙控器生產(chǎn)廠家可以將/ x0 設(shè)為/ 10或/ 00, 眾合牌遙控器的用戶碼為11100010, 即為E2H; 16 位代碼的后8 位為數(shù)據(jù)碼， 即按鍵功能操作碼， 編碼則如表1 所列。表1 按鍵功能操作碼編碼表 表1 中新鍵功能可以根據(jù)需要自行設(shè)定， 這里給出的是我們?yōu)殡娮隅娫O(shè)計(jì)的。遙控器發(fā)送一組指令的時(shí)間是44m

4、s, 故操作遙控器一次可發(fā)出多組指令代碼， 以備接收頭接收。我們?cè)O(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)需要從中取出3 組數(shù)據(jù)。2. 2 接收頭的使用紅外接收頭通稱(chēng)遙控預(yù)放器， 它將接收到的脈沖位置調(diào)制碼轉(zhuǎn)換成如圖3 所示的接收碼。接收頭使用簡(jiǎn)單， 只需將它的三個(gè)引腳分別接地、+ 5V 電源和CPU 的INT 0 或INT 1 即可。 圖3 接收碼3 軟件設(shè)計(jì)本系統(tǒng)旨在識(shí)別指令代碼并依據(jù)指令信息實(shí)現(xiàn)新鍵功能， 我們的思路是在中斷服務(wù)程序中識(shí)別指令代碼并保存數(shù)據(jù)， 用主程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行比較和處理， 從而實(shí)現(xiàn)各種功能。3. 1 中斷服務(wù)程序3. 1. 1 代碼的判斷代碼的判斷是用計(jì)數(shù)和比較的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的，進(jìn)入中斷的

5、同時(shí)立即打開(kāi)定時(shí)器T 1, 開(kāi)始計(jì)數(shù)， 代碼/ 00和/ 10的計(jì)數(shù)時(shí)間由其脈沖寬度決定， 分別為1ms 和2ms, 則理論計(jì)數(shù)值A(chǔ)0、A1 分別可由以下公式得出：A0= 1ms/ 一個(gè)機(jī)器周期A1= 2ms/ 一個(gè)機(jī)器周期當(dāng)單片機(jī)采用不同頻率的晶振時(shí)， 理論計(jì)數(shù)值也將隨之不同?？紤]到遙控器與單片機(jī)基準(zhǔn)頻率的誤差， 實(shí)際計(jì)數(shù)值很難保證與理論計(jì)數(shù)值完全一致， 為此需給/ 00和/ 10的實(shí)際計(jì)數(shù)值開(kāi)設(shè)一個(gè)窗口， 以免丟失數(shù)據(jù)； 同時(shí)， 為增強(qiáng)抗干擾性， 窗口寬度應(yīng)適中， 經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)， 我們確定的窗口寬度為0. 224ms, 具體數(shù)值如表2 所列。表2 記數(shù)窗口數(shù)值 當(dāng)實(shí)際計(jì)數(shù)值在A0L

6、A0H時(shí)， 我們認(rèn)為接收的代碼是/ 00; 實(shí)際計(jì)數(shù)值在A1L A1H 時(shí)， 則將代碼記為/ 10。3. 1. 2 指令的識(shí)別將接收的指令代碼逐位存儲(chǔ)在單片機(jī)RAM 區(qū)的2AH 2FH 單元中， 則可以存儲(chǔ)48 位共3 組指令代碼， 存儲(chǔ)的有效方式如表3 所列。表3 存儲(chǔ)方式 在表3 中， jjH 表示的是表1 中的任意一個(gè)按鍵的功能操作碼， 只有當(dāng)2A= 2C= E2H, 且2B= 2D=jjH 的時(shí)候， 此指令代碼才被認(rèn)為是有效的， 將jjH代表的操作碼存入數(shù)據(jù)暫存單元1EH 中， 主程序即可以使用。3. 1. 3 中斷服務(wù)程序流程程序中， 先將接收的每一位代碼作/ 00、/ 10的判別后存儲(chǔ)下來(lái)， 存滿48 位后， 再進(jìn)行數(shù)據(jù)是否有效的判別， 最后存儲(chǔ)有效的指令代碼。程序框圖如圖4 所示。圖4 中， 移位處理是指2AH 2FH 中的6 個(gè)字節(jié)整體向左移動(dòng)， 目的是為了防止接收頭從某一組指令的中間開(kāi)始接收數(shù)據(jù)而造成的數(shù)據(jù)丟失， 若移位16 次還不能出現(xiàn)有效的指令代碼， 則認(rèn)為此組數(shù)據(jù)無(wú)效。 圖4 中斷服務(wù)程序框圖3. 2 主程序?yàn)榕浜现袛喾?wù)程序， 在主程序初始化中設(shè)定INT 0 或INT 1 為負(fù)跳變邊沿觸發(fā)方式， 同時(shí)將定時(shí)器T1 設(shè)定在工作方式2, 且不允許中斷。