51_红外遥控

红外遥控器，顾名思义，是通过红外光来进行数据传输的。被广泛应用在各种家电产品上，例如电视、空调、车载MP3等。它是如此的普遍，以至于让人都快忘记了它的存在。只要温度高于绝对零度（-273.15°C）的物体都会发出红外光，因此它无处不在。因此，使用红外光进行通信时，需要对光波有一些特殊的要求，这样才能使它能够在众多的同类信号中被识别出来。首先是波长，一般来说红外发射管发出的光波波长以850nm和940nm两种比较常见。然后是频率，发射端以一个固定的频率来发射红外光，一般以37.91KHZ比较常见，也有的地方直接说成是38KHZ。同时，接收端只识别该频率下的信号，只要发射频率与接收频率正负相差不超过1KHZ，都可以正常工作；如果相差超过2KHZ，会出现失灵或者距离短等情况。

第二类接收管如图所示，也是要使用的接收管。和前面几种管子的最大区别在于它有三只脚，而功能也大大增强了。它的内部电路包括红外监测二极管，放大器，限幅器，带通滤波器，积分电路，比较器等。通过内部电路，还原出发射端的信号波形，可以直接被单片机使用。因此也被称为一体化红外接收头。

也就是说，它输出的是符合数字电路要求的数字信号了，可以直接拿来使用。所以，虽然外型上只是多了一个引脚，但实际内部功能增加了很多很多，大大简化了电路设计者的工作。另外，此类接收头的内部放大增益比较大，很容易引起干扰，因此一般厂家建议在供电脚加上4.7uf以上的电容进行滤波。常用型号有IRM3638、HS0038和VS1838等。其接口电路如图所示

这里使用的遥控器用的是NEC协议，因此这里着重讲解该协议下信号是如何传播的。首先，遥控器内部一般会使用455KHZ的晶体做为振荡源，通过内部分频电路将其调制为频率37.91KHZ、占空比三分之一的振荡信号。遥控器闲置时，发射端无输出。当有按键按下时，会发送一串信号驱动红外发射端发射红外线，信号格式如下：一段引导码、两个字节的用户码（由厂家定义）、一个字节的按键数据、一个字节的按键数据反码，最后跟一个停止位（编程时基本不考虑）。

有两个事情要注意： 1、该图是遥控器发出的信号格式，并不是接收端收到的信号格式，两者是不一样的； 2、图中高电平的位置并不是真的高电平，而是被频率37.91KHZ、三分之一占空比的信号填充的。那么接收端收到的信号是什么样？首先，闲置状态下，它是高电平的。当收到37.91KHZ的红外光时，接收端调制出的信号是低电平，无红外光时，又恢复为高电平。所以，将上图中的信号全部取反，即为红外接收端输出的信号格式。

接下来，了解一下数据的传输过程中是如何定义0和1这两种状态的。以接收端的状态来考虑，空闲的状态下引脚输出高电平。当表示一个bit位为0时，先输出一个0.56ms的低电平，然后输出一个0.565ms的高电平；当表示一个bit位为1时，先输出一个0.56ms的低电平，然后输出一个1.69ms的高电平。

要想识别发送的指令是什么，就要先知道遥控器上每个按键对应的数据码是什么，而这部分内容，需要跟遥控器供应商索取。记住，即便是外形一模一样的遥控器，只要厂家不同，也有可能相同位置的按键数据码不一样。这里选购的遥控器用户码为0x00FF，按键对应的数据码如图所示

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/*******************************************************************************
* 实验名              : 1602显示红外线值实验
* 使用的IO      : 电机用P1口,键盘使用P3.0、P3.1、P3.2、P3.3
* 实验效果       : LCD1602显示出读取到的红外线的值
*   注意                   ：
*******************************************************************************/
#include<reg51.h>
#include"lcd.h"
 
sbit IRIN=P3^2;
 
unsigned char code CDIS1[13]={" Red Control "};
unsigned char code CDIS2[13]={" IR-CODE:--H "};
unsigned char IrValue[6];
unsigned char Time;
void IrInit();
void DelayMs(unsigned int );
/*******************************************************************************
* 函数名         : main
* 函数功能         : 主函数
* 输入           : 无
* 输出             : 无
*******************************************************************************/
 
void main()
{
    unsigned char i;
    IrInit();   
    LcdInit();
    LcdWriteCom(0x80);
    for(i=0;i<13;i++)
    {
        LcdWriteData(CDIS1[i]); 
    }
    LcdWriteCom(0x80+0x40);
    for(i=0;i<13;i++)
    {
        LcdWriteData(CDIS2[i]); 
    }
    while(1)
    {
        IrValue[4]=IrValue[2]>>4;         //高位
        IrValue[5]=IrValue[2]&0x0f;     //低位    
        if(IrValue[4]>9)
        {
            LcdWriteCom(0xc0+0x09);         //设置显示位置
            LcdWriteData(0x37+IrValue[4]);  //将数值转换为该显示的ASCII码
        }
        else
        {
            LcdWriteCom(0xc0+0x09);
            LcdWriteData(IrValue[4]+0x30);  //将数值转换为该显示的ASCII码
        }   
        if(IrValue[5]>9)
        {
            LcdWriteCom(0xc0+0x0a);
            LcdWriteData(IrValue[5]+0x37);      //将数值转换为该显示的ASCII码
        }
        else
        {
            LcdWriteCom(0xc0+0x0a);
            LcdWriteData(IrValue[5]+0x30);      //将数值转换为该显示的ASCII码
        }   
    }
}                                    
/*******************************************************************************
* 函数名         : DelayMs()
* 函数功能         : 延时
* 输入           : x
* 输出             : 无
*******************************************************************************/
 
void DelayMs(unsigned int x)   //0.14ms误差 0us
{
 unsigned char i;
  while(x--)
 {
  for (i = 0; i<13; i++)
 {}
 }
}
/*******************************************************************************
* 函数名         : IrInit()
* 函数功能         : 初始化红外线接收
* 输入           : 无
* 输出             : 无
*******************************************************************************/
 
void IrInit()
{
    IT0=1;//下降沿触发
    EX0=1;//打开中断0允许
    EA=1;   //打开总中断
 
    IRIN=1;//初始化端口
}
/*******************************************************************************
* 函数名         : ReadIr()
* 函数功能         : 读取红外数值的中断函数
* 输入           : 无
* 输出             : 无
*******************************************************************************/
 
void ReadIr() interrupt 0
{
    unsigned char j,k;
    unsigned int err;
    Time=0;                  
    DelayMs(70);
 
    if(IRIN==0)     //确认是否真的接收到正确的信号
    {    
         
        err=1000;               //1000*10us=10ms,超过说明接收到错误的信号
        /*当两个条件都为真是循环，如果有一个条件为假的时候跳出循环，免得程序出错的时
        侯，程序死在这里*/ 
        while((IRIN==0)&&(err>0))    //等待前面9ms的低电平过去         
        {           
            DelayMs(1);
            err--;
        } 
        if(IRIN==1)         //如果正确等到9ms低电平
        {
            err=500;
            while((IRIN==1)&&(err>0))         //等待4.5ms的起始高电平过去
            {
                DelayMs(1);
                err--;
            }
            for(k=0;k<4;k++)     //共有4组数据
            {               
                for(j=0;j<8;j++) //接收一组数据
                {
 
                    err=60;     
                    while((IRIN==0)&&(err>0))//等待信号前面的560us低电平过去
//                  while (!IRIN)
                    {
                        DelayMs(1);
                        err--;
                    }
                    err=500;
                    while((IRIN==1)&&(err>0))     //计算高电平的时间长度。
                    {
                        DelayMs(1);//0.14ms
                        Time++;
                        err--;
                        if(Time>30)
                        {
                            EX0=1;
                            return;
                        }
                    }
                    IrValue[k]>>=1;    //k表示第几组数据
                    if(Time>=8)          //如果高电平出现大于565us，那么是1
                    {
                        IrValue[k]|=0x80;
                    }
                    Time=0;     //用完时间要重新赋值                         
                }
            }
        }
        if(IrValue[2]!=~IrValue[3])
        {
            return;
        }
    }           
}