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51单片机分析进修系统红外线遥控篇 《电子制造》2008年3月 站长原创,如需引用请说明出处

    大师好,经由以前的进修,咱们曾经对51单片机分析进修系统的使用方式及进修编制有所领会与熟悉,学会了12864点阵型液晶显示的根底学问,体味到了分析进修系统的易用性与易学性,这一期咱们将一路进修红外线遥控的基来历根底理与使用方式。

    先看一下咱们将要使用的51单片机分析进修系统能完成哪些测验考试与产物斥地工作:别离有流水灯,数码管显示,液晶显示,按键开关,蜂鸣器吹打,继电器节制,IIC总线,SPI总线,PS/2测验考试,AD模数转换,光耦测验考试,串口通信,红外线遥控,无线遥控,温度传感,步进电机节制等等。

    上图是咱们将要使用的51单片机分析进修系统硬件平台,本期测验考试咱们用到了分析系统主机,1602液晶屏、超薄型红外线遥控器,分析系统其它功能模块道理与使用详见前几期《电子制造》杂志及后期连载教程引见。

    红外线遥控是今朝使用最遍及的一种通信和遥控编制。由于红外线遥控安装具有体积小、功耗低、成本低等特点,因而,继彩电、录像机之后,在录音机、声响设备、空凋机以及玩具等其它小型电器安装上也被纷纷采用。

1、红外遥控系统

    通用红外遥控系统由发射和领受两大部门构成,使用编/解码公用集成电路芯片来进行节制操作,如图1所示。发射部门包罗键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器;领受部门包罗光、电转换放大器、解调、解码电路。


这便是咱们将要测验考试使用的高质量超薄型红外线遥控器。

2、遥控发射器及其编码

    遥控发射器公用芯片良多,按照编码格局能够分成两大类,这里咱们以使用比力遍及,解码比力容易的一类来加以申明,现以日本NEC的uPD6121G构成发射电路为例申明编码道理,咱们使用的超薄型红外线遥控器使用的便是6121编码。当发射器按键按下后,即有遥控码发出,所按的键不合遥控编码也不合。这类遥控码具有以下特征:

    采用脉宽调制的串行码,以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms的组合暗示二进制的“0”;以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms的组合暗示二进制的“1”,其波形如图2所示。

    上述“0”和“1”构成的32位二进制码经38kHz的载频进行二次调制以提高发射效率,达到降低电源功耗的方针。然后再经由红外发射二极管发生红外线向空间发射,如图3所示。

    UPD6121G发生的遥控编码是持续的32位二进制码组,此中前16位为用户识别码,能区别不合的电器设备,防止不合机种遥控码互相关扰,如咱们能够同时使用电视机、机顶盒、功放等遥控器,但它们不会发生误触发。该芯片的用户识别码固定为十六进制01H;后16位为8位操作码(功能码)及其反码。UPD6121G最多额128种不合组合的编码。

    遥控器在按键按下后,周期性地发出统一种32位二进制码,周期约为108ms。一组码本身的持续时间随它包含的二进制“0”和“1”的个数不合而不合,大约在45~63ms之间,图4为发射波形图。

    当一个键按下逾越36ms,振荡器使芯片激活,将发射一组108ms的编码脉冲,这108ms发射代码由一个起始码(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)构成。若是键按下逾越108ms仍未抓紧,接上去发射的代码(连发代码)将仅由起始码(9ms)和结束码(2.5ms)构成。

代码格局(以领受代码为准,领受代码与发射代码反向)

①位定义

            

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

所有32位代码的宽度为(18ms+27ms)~(36ms+27ms)

    对于红外线遥控对于良多电子欢愉喜爱者来讲,都感遭到很是奇异,看不到,摸不着,但能完成无线遥控,其实节制的环节便是咱们要用单片机芯片来识别红外线遥控器发出红外光信号,即咱们凡是所说的解码,单片机得知发过来的是什么信号,然后再做出响应的判断与节制,如咱们按电视机遥控器的频道按钮,则单片机缘节制改换电视频道,如按的是遥控器音量键,则单片机缘节制增减音量。而解码的环节是若何识别“0”和“1”,从位的定义咱们能够发觉“0”、“1”均以0.56ms的低电平起头,不合的是高电平的宽度不合,“0”为0.56ms,“1”为1.68ms,所以必需按照高电平的宽度区别“0”和“1”。若是从0.56ms低电平过后,起头延时,0.56ms当前,若读到的电平为低,申明该位为“0”,反之则为“1”,为了靠得住起见,延时必需比0.56ms长些,但又不能逾越1.12ms,不然若是该位为“0”,读到的已是下一位的高电平,因而取(1.12ms+0.56ms)/2=0.84ms最为靠得住,一般取0.84ms摆布均可。按照码的格局,该当等待9ms的起始码和4.5ms的成果码完成后才能读码。

领受器及解码

    一体化红外线领受器是一种集红外线领受和放大于一体,不需要任何外接元件,就能完成从红外线领遭到输出与TTL电平信号兼容的所有工作,而体积和通俗的塑封三极管大小一样,它适合于各类红外线遥控和红外线数据传输。你能够在51单片机分析进修系统的右上角发觉黑色的一体化红外线领受头。

    说了这么多,下面咱们来一路看一下一个简单测验考试,咱们按红外遥控器上的按钮,一体化领受头将输出怎样样的信号。由于文章篇幅有限,解码源法式比力长,所以读者伴侣能够经由收集或电子@一下向咱们索取,当然,也能够在51单片机分析进修系统的配套光盘中找到,有若干红外线解码法式供读者进修使用。咱们将经由示波器来察看红外线遥控器波形的过程图。与保守的示波器不合,数字示波器能够记实下必然时间内的波形变化,因而,用来阐发红外线编码很是便当。

    如图所示,是一个红外解码,并经由1602液晶显示的测验考试实例,源法式在配套光盘中找到,然后运转该法式,按遥控器上任一按键,液晶屏将显示出遥控器按键的键码值,用16进制暗示,如图中所示的键码为:26H。这是一个法式显示成果,那么在一体化红外线领受头输出的到底是什么信号呢?下面咱们就用示波器来一路看一下。


     按红外线遥控器上的按钮,咱们经由数字示波器的波形捕捉功能,截取图像如上,能够看到示波器屏幕上出现脉冲波形。在此,要出格申明一点,红外线遥控器的发射和领受端的电平情况为反相的干系,即发射是“1”的话,则领受端的数据为“0”。


    此刻波形已被咱们截上去了,然后咱们需要按照后面所讲的6121编码法例来进行红外线信号的阐发。从示波器的屏幕中,咱们能够清晰地看到,红外遥控信号的编码构陈规律,最后面的是指导码,其次是地址码,较后是数据码。图中上面部门显示完整的一串波形全览。下方放大的波形看上去显示不全,又一次有一部门数据不在显示范畴之内,能够经由示波器旋钮来挪动摆布位置。

    相信看到这里,你该当能够理解本来看似奇异的红外线遥控功能其实真正内在道理是怎样样的了,你也能够本人来完成红外线遥控电路的设想与使用。由于篇幅有限,读者伴侣能够经由网站或电子@一下一路交换与进修。鄙人几期中,咱们将连续引见51单片机分析进修系统的其它功能道理与使用。

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