红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，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他小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。

6.1 遥控发射器及其编码

遥控发射器专用芯片很多，根据编码格式可以分成两大类，这里以运用比较广泛，解码比较容易的一类来加以说明，现以日本NEC的uPD6121G组成发射电路为例说明编码原理。当发射器按键按下后，即有遥控码发出，所按的键不同遥控编码也不同。这种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的组合表示二进制的“0”；以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms的组合表示二进制的“1”。

●UPD6121G产生的遥控编码是连续的32位二进制码组，其中前16位为用户识别码，能区别不同的电器设备，防止不同机种遥控码互相干扰。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最多可支持128种不同组合的编码。

●遥控器在按键按下后，周期性地发出同一种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”的个数不同而不同，大约在45～63ms之间。

●当一个键按下超过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）,一个结果码（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。如果键按下超过108ms仍未松开，接下来发射的代码（连发代码）将仅由起始码（9ms）和结束码（2.5ms）组成。

6.2 接收器及解码

一体化红外线接收器是一种集红外线接收和放大于一体，不需要任何外接元件，就能完

成从红外线接收到输出与TTL电平信号兼容的所有工作，而体积和普通的塑封三极管大小一样，它适合于各种红外线遥控和红外线数据传输。

图7.1   红外接收头外形图

红外一开始发送一段13.5ms的引导码，引导码由9ms的高电平和4.5ms的低电平组成，跟着引导码是系统码，系统反码，按键码，按键反码，如果按着键不放，则遥控器则发送一段重复码，重复码由9ms的高电平，2.25ms的低电平，跟着是一个短脉冲。波形图如图7.2所示：

图7.2   红外发送波形示意图

以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms的组合表示二进制的“0”；以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms的组合表示二进制的“1”，其波形如图3

图7.3 发射端发出 “0”和“1”的表示方法

红外接收头将38K载波信号过虑，得到与发射代码反向接收代码

   

图7.4  红外接收后的接收代码

注意：1）  当一个键按下超过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）,一个结果码（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。如果键按下超过108ms仍未松开，接下来发射的代码（连发代码）将仅由起始码（9ms）和结束码（2.5ms）组成。

2）UPD6121G产生的遥控编码是连续的32位二进制码组，其中前16位为用户识别码，能区别不同的电器设备，防止不同机种遥控码互相干扰。芯片厂商把用户识别码固定为十六进制的一组数；后16位为8位操作码（功能码）及其反码。UPD6121G最多可达128种不同组合的编码。遥控器在按键按下后，周期性地发出同一种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。当一个键按下超过36ms，振荡器使芯片激活，将发射一组108ms的编码脉冲,

3）解码的关键是如何识别“0”和“1”，从位的定义可以发现“0”、“1”均以0.56ms的低电平开始，不同的是高电平的宽度不同，“0”为0.56ms,“1”为1.68ms,所以必须根据高电平的宽度。区别“0”和“1”。如果从0.56ms低电平过后，开始延时，0.56ms以后，若读到的电平为低，说明该位为“0”，反之则为“1”，为了可靠起见，延时必须比0.56ms长些，但又不能超过1.12ms,否则如果该位为“0”，读到的已是下一位的高电平，因此取（1.12ms+0.56ms）/2=0.84ms最为可靠，一般取0.84ms左右均可。

6.3 遥控信号的解码算法及程序编制

平时。遥控器无键按下。红外发射二极管不发出信号，遥控接收头输出信号1。有键按下时．O和1编码的高电平经遥控头倒相后会输出信号O．由于与单片机的中断脚相连，将会引起单片机中断(单片机预先设定为下降沿产生中断)。单片机在中断时使用定时器0或定时器1开始计时．到下一个脉冲到来时，即再次产生中断时，先将计时值取出。清零计时值后再开始计时．通过判断每次中断与上一次中断之间的时间间隔。便可知接收到的是引导码还是 O和1。如果计时值为9ms。接收到的是引导码，如果计时值等于1．12ms，接收到的是编码O。如果计时值等于2. 25ms．接收到的是编码1。在判断时间时，应考虑一定的误差值。因为不同的遥控器由于晶振参数等原因，发射及接收到的时间也会有很小的误差。

 解码方法如下：

(1)设外部中断0(或者1)为下降沿中断，定时器0(或者1)为16位计时器．初始值均为O。

(2)第一次进入遥控中断后，开始计时。

(3)从第二次进入遥控中断起，先停止计时。并将计时值保存后，再重新计时。如果计时值等于前导码的时间，设立前导码标志。准备接收下面的一帧遥控数据，如果计时值不等于前导码的时间，但前面已接收到前导码，则判断是遥控数据的O还是1。

(4)继续接收下面的地址码、数据码、数据反码。

(5)当接收到32位数据时，说明一帧数据接收完毕。此时可停止定时器的计时，并判断本次接收是否有效．如果两次地址码相同且等于本系统的地址，数据码与数据反码之和等于0FFH，则接收的本帧数据码有效。否则丢弃本次接收到的数据。

(6)接收完毕，初始化本次接收的数据，准备下一次遥控接收。

6.4 实战演练

1） 实验任务

用附赠的万能遥控器作为发射器 通过实验板上的1838红外接收头，解码并通过1602LCD显示出遥控器的编码值  包括 用户码 用户码反码 按键码 按键码反码。

2） 实验电路

         图7.5   RZ-51学习板上的红外接收电路连接图

TX1838 一体化红外接收头，接收来自红外遥控器的红外遥控信号。1838 集成红外接收二极管、放大、解调、整形等电路在同一封装上。1838 负责红外遥控信号的解调，将调制在38kHz 上的红外脉冲信号解调并倒相后输入到单片机的P3.2（INT0）引脚，由单片机进行高电平与低电平宽度的测量（脉冲宽度调制解码）。

3） 实验步骤

将JPJS红外接收跳线插好

将JPLED P0跳线拔掉

将1602LCD插到实验板上

把附赠的万能遥控器装上电池。以便解码时作为发射器用

4） 流程图

图7.5   1602显示红外发射码的程序流程图

5） C语言源程序

//本解码程序适用于NEC的upd6121及其兼容芯片的解码，支持大多数遥控器 实验板采用11.0592MHZ晶振

#include<reg52.h>       //包含单片机寄存器的头文件

#include<intrins.h>  //包含_nop_()函数定义的头文件

sbit IR=P3^2;           //将IR位定义为P3.2引脚

sbit RS=P2^0;    //寄存器选择位，将RS位定义为P2.0引脚

sbit RW=P2^1;    //读写选择位，将RW位定义为P2.1引脚

sbit E=P2^2;     //使能信号位，将E位定义为P2.2引脚

sbit BF=P0^7;    //忙碌标志位，，将BF位定义为P0.7引脚

sbit BEEP = P3^6; //蜂鸣器控制端口P36

unsigned char flag;

unsigned char code string[ ]= {"1602IR-CODE TEST"};

unsigned char a[4];    //储存用户码、用户反码与键数据码、键数据反码

unsigned int LowTime,HighTime; //储存高、低电平的宽度

/*****************************************************

函数功能：延时1ms

***************************************************/

void delay1ms()

{

   unsigned char i,j;  

     for(i=0;i<10;i++)

      for(j=0;j<33;j++)

       ;       

 }

 /*****************************************************

函数功能：延时若干毫秒

入口参数：n

***************************************************/

 void delay(unsigned char n)

 {

   unsigned char i;

    for(i=0;i<n;i++)

       delay1ms();

 }

 

 

 

/*********************************************************/

void beep()     //蜂鸣器响一声函数

{

  unsigned char i;

  for (i=0;i<100;i++)

   {

   delay1ms();

   BEEP=!BEEP;       //BEEP取反

   }

   BEEP=1;           //关闭蜂鸣器

   delay(250);       //延时    

}

/*****************************************************

函数功能：判断液晶模块的忙碌状态

返回值：result。result=1，忙碌;result=0，不忙

***************************************************/

 unsigned char BusyTest(void)

  {

    bit result;

    RS=0;       //根据规定，RS为低电平，RW为高电平时，可以读状态

    RW=1;

    E=1;        //E=1，才允许读写

    _nop_();   //空操作

    _nop_();

    _nop_();

    _nop_();   //空操作四个机器周期，给硬件反应时间

    result=BF;  //将忙碌标志电平赋给result

    E=0;

    return result;

  }

/*****************************************************

函数功能：将模式设置指令或显示地址写入液晶模块

入口参数：dictate

***************************************************/

void WriteInstruction (unsigned char dictate)

{  

    while(BusyTest()==1); //如果忙就等待

     RS=0;                  //根据规定，RS和R/W同时为低电平时，可以写入指令

     RW=0;  

     E=0;                  //E置低电平(根据表8-6，写指令时，E为高脉冲，

                           // 就是让E从0到1发生正跳变，所以应先置"0"

     _nop_();

     _nop_();             //空操作两个机器周期，给硬件反应时间

     P0=dictate;            //将数据送入P0口，即写入指令或地址

     _nop_();

     _nop_();

     _nop_();

     _nop_();               //空操作四个机器周期，给硬件反应时间

     E=1;                   //E置高电平

     _nop_();

     _nop_();

     _nop_();

     _nop_();               //空操作四个机器周期，给硬件反应时间

      E=0;          //当E由高电平跳变成低电平时，液晶模块开始执行命令

 }

/*****************************************************

函数功能：指定字符显示的实际地址

入口参数：x

***************************************************/

 void WriteAddress(unsigned char x)

 {

     WriteInstruction(x|0x80); //显示位置的确定方法规定为"80H+地址码x"

 }

/*****************************************************

函数功能：将数据(字符的标准ASCII码)写入液晶模块

入口参数：y(为字符常量)

***************************************************/

 void WriteData(unsigned char y)

 {

    while(BusyTest()==1); 

      RS=1;           //RS为高电平，RW为低电平时，可以写入数据

      RW=0;

      E=0;            //E置低电平(根据表8-6，写指令时，E为高脉冲，

                       // 就是让E从0到1发生正跳变，所以应先置"0"

      P0=y;           //将数据送入P0口，即将数据写入液晶模块

      _nop_();

      _nop_();

      _nop_();

     _nop_();       //空操作四个机器周期，给硬件反应时间

      E=1;          //E置高电平

      _nop_();

      _nop_();

      _nop_();

     _nop_();        //空操作四个机器周期，给硬件反应时间

     E=0;          //当E由高电平跳变成低电平时，液晶模块开始执行命令

 }

/*****************************************************

函数功能：对LCD的显示模式进行初始化设置

***************************************************/

void LcdInitiate(void)

{

   delay(15);      //延时15ms，首次写指令时应给LCD一段较长的反应时间

WriteInstruction(0x38); //显示模式设置：16×2显示，5×7点阵，8位数据接口

    delay(5);   //延时5ms　

    WriteInstruction(0x38);

    delay(5);

    WriteInstruction(0x38);

    delay(5);

    WriteInstruction(0x0C);  //显示模式设置：显示开，有光标，光标闪烁

    delay(5);

    WriteInstruction(0x06);  //显示模式设置：光标右移，字符不移

    delay(5);

    WriteInstruction(0x01);  //清屏幕指令，将以前的显示内容清除

    delay(5);

 }

/************************************************************

函数功能：对4个字节的用户码和键数据码进行解码

说明：解码正确，返回1，否则返回0

出口参数：dat

*************************************************************/

bit DeCode(void)       

{

   

   unsigned char  i,j;

    unsigned char temp;    //储存解码出的数据

    for(i=0;i<4;i++)      //连续读取4个用户码和键数据码

      {

         for(j=0;j<8;j++)  //每个码有8位数字

             {

    temp=temp>>1;  //temp中的各数据位右移一位，因为先读出的是高位数据                                

               TH0=0;         //定时器清0

               TL0=0;         //定时器清0

               TR0=1;         //开启定时器T0

              while(IR==0)   //如果是低电平就等待

                   ;          //低电平计时

               TR0=0;         //关闭定时器T0

               LowTime=TH0*256+TL0;    //保存低电平宽度

               TH0=0;         //定时器清0

               TL0=0;         //定时器清0

               TR0=1;         //开启定时器T0

               while(IR==1)   //如果是高电平就等待

                   ;              

               TR0=0;        //关闭定时器T0

               HighTime=TH0*256+TL0;   //保存高电平宽度

               if((LowTime<370)||(LowTime>640))

     return 0;        //如果低电平长度不在合理范围，则认为出错，停止解码          

 if((HighTime>420)&&(HighTime<620))   //如果高电平时间在560微秒左右，即计数560／1.085＝516次

              temp=temp&0x7f;    //(520-100=420, 520+100=620)，则该位是0

               if((HighTime>1300)&&(HighTime<1800)) //如果高电平时间在1680微秒左右，即计数1680／1.085＝1548次

                       temp=temp|0x80;       //(1550-250=1300,1550+250=1800),则该位是1

             }                          

       a[i]=temp;   //将解码出的字节值储存在a[i]                                                                                

    }                        

  if(a[2]=~a[3])  //验证键数据码和其反码是否相等,一般情况下不必验证用户码

     return 1;     //解码正确，返回1

}

 

/*------------------二进制码转换为压缩型BCD码,并显示---------------*/

 

void two_2_bcd(unsigned char date)

{

 

   unsigned char temp;

   temp=date;

   date&=0xf0;

   date>>=4;                    //右移四位得到高四位码

   date&=0x0f;                  //与0x0f想与确保高四位为0

   if(date<=0x09)

   {                

     WriteData(0x30+date);            //lcd显示键值高四位

   }

   else

   {

     date=date-0x09;

     WriteData(0x40+date);

   }

   date=temp;

   date&=0x0f;

   if(date<=0x09)

   {

     WriteData(0x30+date);            //lcd显示低四位值

   }

   else

   {

     date=date-0x09;

     WriteData(0x40+date);

   }

   WriteData(0x48);                 //显示字符'H'

}

/************************************************************

函数功能：1602LCD显示

*************************************************************/

void Disp(void)

{ 

    WriteAddress(0x40);  // 设置显示位置为第一行的第1个字

      two_2_bcd(a[0]);

      WriteData(0x20);

      two_2_bcd(a[1]);

        WriteData(0x20);

      two_2_bcd(a[2]);

         WriteData(0x20);

      two_2_bcd(a[3]);

 

}

/************************************************************

函数功能：主函数

*************************************************************/

void main()

{

     unsigned char i;  

    LcdInitiate();         //调用LCD初始化函数 

    delay(10);

        WriteInstruction(0x01);//清显示：清屏幕指令

        WriteAddress(0x00);  // 设置显示位置为第一行的第1个字

        i = 0;

        while(string[i] != '\0')    //'\0'是数组结束标志

            {                      // 显示字符 WWW.RICHMCU.COM

                WriteData(string[i]);

                i++;   

            }

    EA=1;        //开启总中断

   EX0=1;       //开外中断0

   ET0=1;       //定时器T0中断允许

   IT0=1;       //外中断的下降沿触发 

    TMOD=0x01;   //使用定时器T0的模式1

    TR0=0;       //定时器T0关闭

   while(1);   //等待红外信号产生的中断

     

}

/************************************************************

函数功能：红外线触发的外中断处理函数

*************************************************************/

void Int0(void) interrupt 0

  {

     EX0=0;      //关闭外中断0，不再接收二次红外信号的中断，只解码当前红外信号

      TH0=0;      //定时器T0的高8位清0

      TL0=0;      //定时器T0的低8位清0

      TR0=1;        //开启定时器T0

      while(IR==0);          //如果是低电平就等待，给引导码低电平计时

      TR0=0;                //关闭定时器T0    

      LowTime=TH0*256+TL0;  //保存低电平时间

      TH0=0;      //定时器T0的高8位清0

      TL0=0;      //定时器T0的低8位清0

      TR0=1;        //开启定时器T0

      while(IR==1);  //如果是高电平就等待，给引导码高电平计时

      TR0=0;        //关闭定时器T0

      HighTime=TH0*256+TL0; //保存引导码的高电平长度

     if((LowTime>7800)&&(LowTime<8800)&&(HighTime>3600)&&(HighTime<4700))

         {

            //如果是引导码,就开始解码,否则放弃,引导码的低电平计时

           //次数＝9000us/1.085=8294, 判断区间:8300－500＝7800，8300＋500＝8800.

          if(DeCode()==1) // 执行遥控解码功能

         {

       

          Disp();//调用1602LCD显示函数

          beep();//蜂鸣器响一声 提示解码成功

         }

         }

      EX0=1;   //开启外中断EX0

  }

 

 

实战演练：

1.试着尝试练习用遥控器来控制温度或时钟的显示，或控制继电器的吸合或控制音乐等，自己任意发挥和想像。

2.试着自制遥控电饭煲的控制

 

 

 

希望在即，努力吧！