基于单片机的红外遥控编码器的设计

2011-10-16于明军

赤峰学院学报·自然科学版 2011年11期

关键词：遥控器遥控按键

于明军

（赤峰学院物理与电子信息工程学院，内蒙古赤峰 024000）

基于单片机的红外遥控编码器的设计

于明军

（赤峰学院物理与电子信息工程学院，内蒙古赤峰 024000）

本文设计并实现了一种基于STC89C58RD+单片机的红外遥控编码器，运用模块化的设计方法来设计遥控器的硬件系统和软件系统.通过Keil软件和仿真软件Proteus进行了联合仿真调试，最后焊接出红外遥控编码器实物，并给出了仿真和实验结果.

红外遥控；单片机；proteus仿真

1 引言

红外线遥控技术的应用不仅极大的方便了人们的日常生活，使人们的生活更容易更舒适，而且在工业设备中像高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控不仅完全可以完成过去所能完成的操作而且还能有效地隔离电气干扰.遥控器的实现手段有很多种，目前市面上的遥控器绝大多数都是采用专用遥控芯片.例如：6121/2、9012、3010、50462.但有些遥控器码型比较特殊，专用遥控芯片无法实现，而遥控器的用量又不大，做掩膜费用又太高，因此在这个领域利用单片机来实现具有很大的优势.另外采用单片机进行红外遥控系统的应用设计具有硬件接口简单方便，编程灵活多样，操作码随意设定等优点.

2 设计方案及红外发射原理

本红外遥控编码器是以STC89C58RD+单片机作为主控芯片，协同外加红外发射电路来模拟电视遥控器的发射信号，来控制两种不同品牌电视机的上、下换台、音量增大和减小.

红外遥控器的发射原理如图1所示：

图1 红外遥控器的发射原理

目前常见的红外编码协议有RC5编码、SONY编码、NEC编码和RECS80编码，本红外遥控编码器就采用日常运用比较广泛和编解码比较容易的NEC编码来加以说明.当遥控编码器按下不同的键时即有遥控码发出，所按的键不同，其编码也不同.这种编码方式为：

采用脉宽调制的串行码，以脉宽为0.56ms、间隔0.565ms、周期为1.125ms的组合表示二进制的“0”；以脉宽为0.56ms、间隔1.69ms、周期为2.25ms的组合表示二进制的“1”，其图示如图2所示：

图2 位0和位1图

NEC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.后16位为8位操作码（功能码）及其反码.其原理图如图3所示：

图3 红外遥控器的发射码图

把上述“0”和“1”组成的32位二进制码调制到38kHz的高频载波上的原理是将32位码中0和1的高电平调制到以1/38KHz为周期的矩形脉冲上，低电平保持不变.经过调制的发射码然后再通过红外发射二极管产生红外线向空间发射.其原理如图4所示：

图4 数字0和1的38KHz调制波形原理图

系统硬件电路如图5所示：

图5 系统硬件电路组成原理图

本红外遥控编码器由单片机、12Mz晶振模块、按键电平复位电路、独立按键、LED灯、按键和红外发射电路组成.其中单片机是本遥控器的处理核心部件，通过单片机来实现它们的功能.12Mz晶振模块使单片机内部的时钟接在单片机的XTAL1和XTAL2口上.按键电平复位模块是单片机在开机和运行编码程序出现错误的时候用以复位操作.独立按键是本遥控器的用户接口，通过按下不同的键，单片机读取其相应的键值，然后完成相应的处理操作.LED用于指示两种不同编码的工作状态.

3 软件设计

软件设计包括4个部分：主函数、键扫描子程序、发射子程序和中断程序；主程序通过调用键扫描和发射子程序来实现不同红外编码发射.键扫描程序用于正确检测和扫描键值，发射子程序通过获得的键值执行不同的编码发射，中断程序用于发送码型的38KHz调制.

图6 主程序流程图

图7 发射电路流程图

图8 按键扫描流程图

图9 T0中断流程图

4 实验结果

4.1 Proteus仿真图

图10 Proteus仿真图

图10 是红外遥控器通过Proteus进行功能仿真的仿真图，图形显示的是一个完整的32位波形编码，从左往右依次是9ms的起始码（图中较宽的高电平）、4.5ms的结束码（图中较宽的低电平）、16位机器码1C61H、数据码ACH和数据反码53H.由于发射是从低位到高位依次单字节发射，故 1CH (00011100D)的发送形式是 00111000D，61H(01100001D)的发送形式是10000110D,ACH(10101100D)的发送形式是00110101D，53H（01010011D）的发送形式是11001010D.