使用单片机设计红外遥控器的资料说明

红外线遥控是目前使用很广泛的一种通信和遥控技术。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它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*而且能有效地隔离电气干扰。

红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种，由德国科学家霍胥尔于1800年发现，又称为红外热辐射，他将太阳光用三棱镜分解开，在各种不同颜色的色带位置上放置了温度计，试图测量各种颜色的光的加热效应。结果发现，位于红光外侧的那支温度计升温最快。因此得到结论：太阳光谱中，红光的外侧必定存在看不见的光线，这就是红外线。也可以当作传输之媒界。 太阳光谱上红外线的波长大于可见光线，波长为0.75～1000μm。红外线可分为三部分，即近红外线，波长为0.75～1.50μm之间；中红外线，波长为1.50～6.0μm之间；远红外线，波长为6.0～l000μm 之间。

真正的红外线夜视仪是光电倍增管成像，与望远镜原理全完不同，白天不能使用，价格昂贵且需电源才能工作。

通用红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作，如图1所示。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路。

红外遥控发射器专用芯片很多，根据编码格式可以分成两大类，这里我们以运用比较广泛，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”，其波形如图2所示。

上述“0”和“1”组成的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目的。然后再通过红外发射二极管产生红外线向空间发射，如图3所示，连发波形如图4所示。

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最多额128种不同组合的编码。

当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，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。

代码格式（以接收代码为准，接收代码与发射代码反向）

① 位定义

② 单发代码格式

③ 连发代码格式

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

已知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

∴ 32位代码的宽度为（18ms+27ms）~（36ms+27ms）

1． 解码的关键是如何识别“0”和“1”，从位的定义我们可以发现“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*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*，一般取0.84ms左右均可。

2． 根据码的格式，应该等待9ms的起始码和4.5ms的结果码完成后才能读码。

【红外遥控解码实验硬件】

一体化红外线接收器是一种集红外线接收和放大整形于一体，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，而体积又很小巧，它适合于各种红外线遥控和红外线数据传输，广泛用于电视机、卫星接收机、VCD、DVD、音响、空调等家用电器中接收红外信号，图5是一体化接收头的引脚排列图，图6是本站产品配套的采用屏蔽线焊接的一体化红外接收头，采用屏蔽线焊接，抗干扰能力强，接收更可*。没有购买实验板配套的一体化红外接收头的网友可以根据图2所示接收头引脚排列图自己焊接一个。

图5：一体化红外接收头

（引脚排列图） 图6：本站产品配套一体化红外接收头（已经用屏蔽线焊接好，抗干扰能力强，插入实验板即可使用）

下面就是我们将要进行红外遥控解码实验所要用到的硬件设备：S51增强型实验板、ISP编程器、AT89S51实验芯片、豪华型多功能红外线遥控器。

图7：S51增强型单片机实验板及防插反红外遥控接口

图8：豪华型多功能红外遥控器 ＋ 高灵敏度一体化红外接收头（23元）

图9：32键豪华型红外遥控器原理图

图10：ISP编程器烧写实验单片机芯片AT89S51

【红外遥控解码实验】

我们经过对前面的遥控编解码知识的学习，对红外遥控有了基本的了解，下面我们马上进行解码实验。本红外遥控解码实验的的功能是：程序对遥控器发射的遥控码进行解码，解码成功时蜂鸣器发出“嘀嘀”的解码成功提示音，如果按压的是数字键“0～9”就将按键值在实验板上的5位数码管上显示出按键值，同时将按键的十六进制值用P1口的8位发光二极管指示出来；如果按压的不是数字键“0～9”，就直接从P1口输出键值；下面是遥控解码汇编源程序。

实验时将先连接好硬件设备，将配套的一体化红外遥控接收头插入实验板上的“红外遥控”接口内，在Keil单片机集成开发环境中新建工程，通过Keil将源程序编译得到HEX格式目标文件yk.hex，最后使用ISP编程器将目标文件烧写到AT89S51单片机中，插到S51增强型实验板上运行，拿出配套的红外遥控器进行解码测试，看看实验结果是否和程序相同。。。

》》》 点此下载HEX格式目标文件 yk.hex 》》》

》》》 点此下载遥控解码源程序和Keil工程文件 》》》

ORG　　 0000H

MAIN：　 MOV　　 SP，#60H

MOV　　 P0，#0FFH

MOV　　 P1，#0FFH

MOV　　 P2，#0FFH

MOV　　 P3，#0FFH

JNB　　 P3.2，$　　　　;等待遥控信号出现

MOV　　 R6，#10

SB： 　　ACALL　 YS1　　　　　 ;调用882微秒延时子程序

JB　　　P3.2，MAIN　　 ;延时882微秒后判断P3.2脚是否出现高电平如果有就退出解码程序

DJNZ　　R6， SB　　　　;重复10次，目的是检测在8820微秒内如果出现高电平就退出解码程序

;以上完成对遥控信号的9000微秒的初始低电平信号的识别。

JNB　　 P3.2， $ 　　　;等待高电平避开9毫秒低电平引导脉冲

ACALL　 YS2 　　　　　;延时4.74毫秒避开4.5毫秒的结果码

MOV　　 R1，#1AH 　　　;设定1AH为起始RAM区

MOV　　 R2，#4

PP： 　　MOV　　 R3，#8

JJJJ： 　JNB　　 P3.2，$　　　　;等待地址码第一位的高电平信号

LCALL　 YS1　　　　　 ;高电平开始后用882微秒的时间尺去判断信号此时的高低电平状态

MOV　　 C，P3.2　　　　;将P3.2引脚此时的电平状态0或1存入C中

JNC　　 UUU　　　　　 ;如果为0就跳转到UUU

JB　　　P3.2，$　　　　;如果为1就等待高电平信号结束

UUU： 　 MOV　　 A，@R1　　　　 ;将R1中地址的给A

RRC　　 A　　　　　　 ;将C中的值0或1移入A中的最低位

MOV　　 @R1，A　　　　 ;将A中的数暂时存放在R1中

DJNZ　　R3，JJJJ　　　 ;接收地址码的高8位

INC　　 R1　　　　　　;对R1中的值加1，换成下一个RAM

DJNZ　　R2，PP 　　　　;接收完16位地址码和8位数据码和8位数据反码，存放在1AH/1BH/1CH/1DH的RAM中

;以下对代码是否正确和定义进行识别

MOV　　 A，1AH　　　　 ;比较高8位地址码

XRL　　 A，#00000000B　;判断1AH的值是否等于00000000，相等的话A为0

JNZ　　 MAIN　　　　　;如果不相等说明解码失败退出解码程序

MOV　　 A，1BH　　　　 ;比较低8位地址

XRL　　 A，#11111111B　;再判断高8位地址是否正确

JNZ　　 MAIN　　　　　;如果不相等说明解码失败退出解码程序

MOV　　 A，1CH　　　　 ;比较数据码和数据反码是否正确？

CPL　　 A

XRL　　 A，1DH 　　　　;将1CH的值取反后和1DH比较 不同则无效丢弃，核对数据是否准确

JNZ　　 MAIN　　　　　;如果不相等说明解码失败退出解码程序

LCALL　 SOUND　　　　 ;解码成功，声音提示

MOV　　 A，1AH

CPL　　 A

MOV　　 P1，A　　　　　;遥控码十六进制值通过P1口LED显示出来

;-------- 下面为0～9键码判断并在实验板的5位数码管中显示键值 --------

JZPD： 　MOV　　 A，1AH

IRD0： 　CJNE　　A，#00H，IRD1　 ;按键“0”判断显示

MOV　　 P0，#0C0H

MOV　　 P2，#11100000B

AJMP　　MAIN

IRD1： 　CJNE　　A，#01H，IRD2　 ;按键“1”判断显示

MOV　　 P0，#0F9H

MOV　　 P2，#11100000B

AJMP　　MAIN

IRD2：　 CJNE　　A，#02H，IRD3　 ;按键“2”判断显示

MOV　　 P0，#0A4H

MOV　　 P2，#11100000B

AJMP　　MAIN

IRD3：　 CJNE　　A，#03H，IRD4　 ;按键“3”判断显示

MOV　　 P0，#0B0H

MOV　　 P2，#11100000B

AJMP　　MAIN

IRD4： 　CJNE　　A，#04H，IRD5　 ;按键“4”判断显示

MOV　　 P0，#99H

MOV　　 P2，#11100000B

AJMP　　MAIN

IRD5： 　CJNE　　A，#05H，IRD6　 ;按键“5”判断显示

MOV　　 P0，#92H

MOV　　 P2，#11100000B

AJMP　　MAIN

IRD6： 　CJNE　　A，#06H，IRD7　 ;按键“6”判断显示

MOV　　 P0，#82H

MOV　　 P2，#11100000B

AJMP　　MAIN

IRD7：　 CJNE　　A，#07H，IRD8　 ;按键“7”判断显示

MOV　　 P0，#0F8H

MOV　　 P2，#11100000B

AJMP　　MAIN

IRD8： 　CJNE　　A，#08H，IRD9　 ;按键“8”判断显示

MOV　　 P0，#80H

MOV　　 P2，#11100000B

AJMP　　MAIN

IRD9：　 CJNE　　A，#09H，IRDOR　 ;按键“9”判断显示

MOV　　 P0，#90H

MOV　　 P2，#11100000B

AJMP　　MAIN

IRDOR：　MOV　　 P2，#0FFH　 　 　;关闭数码管使能。“0～9”以外的非数字功能按键键值不采用数码管显示，直接从P1口输出键值

AJMP　　MAIN

YS1： 　 MOV　　 R4，#19 ;延时子程序1

D1： 　　MOV　　 R5，#18

DJNZ　　R5，$

DJNZ　　R4，D1

RET

YS2： 　 MOV　　 R4，#10 ;延时子程序2

D2： 　　MOV　　 R5，#216

DJNZ　　R5，$

DJNZ　　R4，D2

RET

SOUND：　MOV　　 R7，#228 ;音效延时子程序

SDL1： 　CPL　　 P3.7

MOV　　 R6，#0FFH

SDL0： 　DJNZ　　R6，SDL0

DJNZ　　R7，SDL1

RET

把上面程序写入at89S51单片机中，一个简单的单片机红外遥控器设计就完成了哈哈，是不是很有兴趣了，通电后，按压遥控器上的0～9按键，则实验板上的数码管上就显示出对应的按键值，同时解码成功后发出声音指示。。。