基于單片機(jī)的紅外解碼器設(shè)計

關(guān)正偉 黃娜 陳龍燦

摘要：本文是以單片機(jī)和一體化接收器等為核心，通過AT89S52最小系統(tǒng)，紅外發(fā)射部分，紅外接收部分和液晶顯示部分組成，設(shè)計了紅外線遙控系統(tǒng)，能夠通過遙控進(jìn)行系統(tǒng)控制，編碼解碼容易。它的優(yōu)點是硬件電路簡單，性價比高，功能完善，具有一定的實用價值。

關(guān)鍵詞：遙控器;紅外發(fā)射;紅外接收;AT89S52;編解碼

1單片機(jī)的選擇

本設(shè)計使用的是AT89S52單片機(jī)，具有8k可編程的FLASH存儲器，與工業(yè)C51的引腳和產(chǎn)品指令兼容。AT89S51的主要功能有以下幾種：兩個數(shù)據(jù)指針、3個十六位計數(shù)器/定時器、看門狗定時器、32位I/O口線、8k字節(jié)的Flash、256字節(jié)的RAM、全雙工串行口、1個6向量二級中斷結(jié)構(gòu)、時鐘電路和片內(nèi)晶振。同樣，AT89S52的靜態(tài)邏輯操作可以降至0赫茲并且可以選擇節(jié)電模式，同時支持兩種軟件。在CPU停止工作的情況下，串口、RAM、中斷、計數(shù)器/定時器可以繼續(xù)工作。在掉電保護(hù)方式下單片機(jī)停止一切工作，振蕩器被凍結(jié)。RAM內(nèi)容被保存，直到下一個硬件復(fù)位或是中斷為止。

2紅外遙控發(fā)射器設(shè)計原理

基于單片機(jī)的紅外發(fā)射器由AT89S52單片機(jī)、紅外發(fā)射電路、矩陣鍵盤、控制電路以及單片機(jī)的一些電源、晶振、時鐘等電路組成。單片機(jī)不工作時一直處于低功耗狀態(tài)，采用了空閑節(jié)電工作方式。當(dāng)遙控器的某一按鍵被按下以后，外部中斷1產(chǎn)生中斷，喚醒單片機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)，查詢鍵盤按下的是哪一個按鍵，當(dāng)確認(rèn)按鍵后，控制軟件啟動定時器T0、T1，T1作為發(fā)射時間控制器，T0作為紅外線發(fā)射頻率控制器，T0定時溢出時中斷程序使紅外管接口電平反轉(zhuǎn)一次，寫入定時器的初值不同，在輸出端口就得到不同的發(fā)射頻率。T1定時溢出時中斷程序關(guān)閉T0定時器，停止紅外線發(fā)射。其設(shè)計原理框圖如下。

3紅外遙控接收器設(shè)計原理

單片機(jī)紅外遙控接收器主要有AT89S52單片機(jī)、紅外遙控接收電路、顯示設(shè)備、控制電路以及單片機(jī)的一些外圍電路組成。利用單片機(jī)中的T0作為紅外脈沖計數(shù)器，T1作為計數(shù)時間控制器。當(dāng)電路中紅外接收管接收到第一個紅外脈沖時，外部中斷1被觸發(fā)，啟動計數(shù)器T0和定時器T1。定時溢出，中斷程序關(guān)閉計數(shù)器T0，讀入計數(shù)值并進(jìn)行判斷，確定操作對象（遙控按鍵）對其進(jìn)行反轉(zhuǎn)操作，控制電路對所控制的負(fù)載進(jìn)行開或關(guān)。還可對接收電路實行上鎖功能，對控制電路上鎖后，遙控器不能對控制電路實施遙控功能。

4顯示設(shè)備的選擇

在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，使用的顯示器主要有LED、LCD顯示。本設(shè)計遙控器的接收電路在配置一些指示燈的前提下，只顯示數(shù)字就夠了，故采用LED就夠了。

一個顯示器由八個發(fā)光二極管組成，其中七個發(fā)光二極管控制a～g七段的亮或暗，另外一個發(fā)光二極管控制一個小數(shù)點的亮或暗。這種七段顯示器能顯示的字符較少，字符的形狀有些失真，但與單片機(jī)的控制接口連接簡單，使用方便。

5紅外發(fā)射程序流程

程序開始是對單片機(jī)進(jìn)行初始化設(shè)置，循環(huán)掃描判斷是否有鍵按下，如果有鍵按下就發(fā)射相應(yīng)的紅外信號，遙控發(fā)射程序流程圖如圖所示。

6紅外接收部分流程

程序開始是對單片機(jī)進(jìn)行初始化設(shè)置，使用顯示程序，循環(huán)掃描判斷信號是否有效，如果有效就接收，接收后調(diào)用相應(yīng)功能程序，遙控接收程序流程圖如圖5所示。

7紅外解碼功能的實現(xiàn)

本設(shè)計使用單片機(jī)進(jìn)行軟件編程后能夠精確檢測編碼脈沖波形，通過分析紅外接收頭所輸出的串行碼波形可以得到：每一個串行12位的串行碼信號的前面會有一位引導(dǎo)周期結(jié)束標(biāo)志和一段沒有任何信號的高電平空白段，它的長度和一個12位串行碼的長度相當(dāng)，稱為引導(dǎo)碼，單片機(jī)需要通過跟蹤和捕捉到這個引導(dǎo)碼才可以準(zhǔn)確的接收和解調(diào)出在引導(dǎo)碼后面的串行碼。

結(jié)論：

本設(shè)計主要包括硬件和軟件兩部分的設(shè)計，本系統(tǒng)除了涉及到單片機(jī)系統(tǒng)的知識外，還應(yīng)用了紅外線技術(shù)、數(shù)字電路、微機(jī)原理、紅外解碼等方面的知識，具有很強(qiáng)的綜合性。并需要自己查找大量的元器件、芯片、電路方面的資料方可完成總體的設(shè)計。

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