紅外遙控器解碼軟件設(shè)計及應(yīng)用

劉萬斌，于 群

(山東科技大學(xué) 信息與電氣工程學(xué)院，山東 青島 266510)

紅外遙控器是一種無線的、非接觸控制裝置，具有抗干擾能力強、信息傳輸可靠、功耗低、成本低的特點，廣泛應(yīng)用于日常生活和工業(yè)中[1]。由于不同公司生產(chǎn)的遙控器編碼碼制往往不同，通常不可移植。考慮到C語言與匯編語言相比具有書寫方便易于開發(fā)等特點，本文設(shè)計了一種簡單的紅外線接收電路，通過C語言軟件設(shè)計，實現(xiàn)對萬用遙控器的解碼，可以方便地應(yīng)用于其他紅外遙控設(shè)備。

1 系統(tǒng)的實現(xiàn)

1.1 紅外信號的構(gòu)成

紅外通信主要由發(fā)射和接收兩部分組成。發(fā)射端將待發(fā)送的二進(jìn)制信號編碼成一系列脈沖串信號，通過紅外發(fā)射管發(fā)送。接收端接收信號的同時，對紅外信號進(jìn)行放大、檢波、整形后得到TTL電平編碼，送入單片機(jī)處理[2]。紅外發(fā)射二極管發(fā)送的信號是頻率為38 kHz的間斷脈沖串，相當(dāng)于用二進(jìn)制信號的編碼乘以頻率為38 kHz的脈沖信號得到的間斷脈沖串。如圖1所示，A是二進(jìn)制信號的編碼波形，B是頻率為38 kHz周期為26 μs的連續(xù)脈沖串，C是經(jīng)調(diào)制后的間斷脈沖串(相當(dāng)于C=A×B)，用于紅外發(fā)射二極管發(fā)送的波形。圖1中，待發(fā)送的二進(jìn)制數(shù)據(jù)為101。

圖1 紅外信號產(chǎn)生原理

1.2 紅外發(fā)射接收部分設(shè)計

本文采用的紅外遙控器共6個鍵，分別是開關(guān)、震動、氣泡、定時、加溫、減溫。接收的部分選用HS0038紅外接收探頭，接收頻率為38 kHz、周期為26 μs的紅外信號。HS0038是黑色環(huán)氧樹脂封裝，不受日光、熒光燈等光源干擾，內(nèi)附磁屏蔽，功耗低，靈敏度高。在用小功率發(fā)射管發(fā)射信號的情況下，其接收距離可達(dá)35 m；它能與TTL、CMOS電路兼容；HS0038為直立側(cè)面收光型，同時能對信號進(jìn)行放大、檢波、整形得到TTL電平的編碼信號。3個管腳分別是地、＋5 V電源、解調(diào)信號輸出端。

紅外解碼電路如圖2所示，當(dāng)HS0038接收到紅外信號時，輸出端輸出脈沖，觸發(fā)三極管導(dǎo)通，發(fā)光二極管通電發(fā)光[3]，這樣可以直觀地看到發(fā)射、接收部分是否正常工作。輸出端接AT87C52單片機(jī)的T0口，下降沿觸發(fā)T0計數(shù)器計數(shù)[4]。

圖2 紅外解碼電路圖

2 解碼方案

單片機(jī)T0口接收到脈沖下降沿后，T0計數(shù)器計數(shù)，下一次下降沿觸發(fā)計數(shù)器停止，并把結(jié)果存在預(yù)先設(shè)置好的數(shù)組中。數(shù)組里面的數(shù)字代表一個信號的長短。雖然不同廠商的紅外遙控器編碼形制不同，但在所有的編碼中，0、1信號只有長度的區(qū)別。根據(jù)這個原理，對采集到的信號組進(jìn)行分析，定義長的信號為1，短的信號為0。反復(fù)實驗就得到各個按鍵的編碼，破解后的遙控器可以用作單片機(jī)的擴(kuò)展鍵盤。圖3為解碼程序主流程圖。

主要程序清單如下：

數(shù)據(jù)分析：以開關(guān)鍵為例，采到的數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 開關(guān)鍵測試數(shù)據(jù)

由表1可以看出，開頭與結(jié)尾的3個信號時間比較長，其余的信號可分為兩種(大約是 1 100和 2 200)。開頭的13 521是引導(dǎo)碼，結(jié)尾的40 498和11 235是終止碼。把2 200定義為邏輯1，1 100定義為邏輯0，得到第一個鍵碼制為00FF30CF。用同樣的方法得到其他鍵的碼 值 分 別 為 00FF10EF、00FF20DF、00FF00FF、00FF807F、00FFA05F。前16位相同，是客戶代碼。

3 應(yīng)用

遙控器解碼之后，可以通過單片機(jī)將其用于其他裝置(此系統(tǒng)已成功應(yīng)用于本實驗室的微機(jī)繼電保護(hù)系統(tǒng)中)。由于計數(shù)器低8位的數(shù)值對整體影響不大，本文根據(jù)高8位的數(shù)值判斷收到的信號為0或1，根據(jù)之前測得脈沖范圍，規(guī)定TH0接收的數(shù)值在0x07～0x09之間，鍵位碼為1；數(shù)值在0x02～0x05之間，鍵位碼為 0。如此循環(huán)即可得到一個完整的碼值。然后進(jìn)入功能實現(xiàn)區(qū)，用戶可以根據(jù)自己的需要，定義鍵位功能，具有很高的靈活性。

應(yīng)用部分軟件設(shè)計：

(1)讀鍵位循環(huán)的代碼如下：

基于AT87C52單片機(jī)的萬能遙控器解碼及其應(yīng)用，提出了一種簡易的紅外遙控器解碼方法，此法可以在完全不知遙控引導(dǎo)碼和結(jié)束碼使用的編碼規(guī)則的情況下，直接解碼，自主定義1和0。具有操作簡便，可移植性強的特點。

[1]戴培山，馮承德，劉棟.基于 keilC51的紅外解碼設(shè)計[J].自動化儀器與儀表，2003(6)：11-23.

[2]盧靈，劉遠(yuǎn)峰.紅外通信技術(shù)在溫濕度變送器上的應(yīng)用[J].微 計 算 機(jī) 信 息 ，2010(9-2)：158-160.

[3]童詩白，華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(第四版)[M].北京：高等教育出版社，1980.

[4]魏立峰，王寶興.單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)[M].北京：北京大學(xué)出版社，2006.

[5]馬忠梅，籍順心，張凱，等.單片機(jī)的C語言應(yīng)用程序設(shè)計(第四版)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007.