一、红外通信原理
红外遥控有两个部分:发送和接收。在发送端,单片机将待发送的二进制信号编码调制成一系列脉冲串信号,红外信号通过红外发射管发射出去。红外接收完成红外信号的接收、放大、检波和整形,并解调遥控编码脉冲。为了减少干扰,采用价格低廉、性能可靠的集成红外接收器(HS0038,接收频率为38kHz、周期约为26s的红外信号)接收红外信号。它同时对信号进行放大、检波和整形,得到TTL电平编码信号,然后送入单片机,由单片机解码执行,控制相关对象。如图1所示:
图1
红外发射部分由51单片机、键盘、红外LED和7段数码管组成。键盘用于输入指令,51单片机检测键盘上按键的状态,并调制红外信号。LED产生红外线,数码管用于显示发送的键值。图2红外发射电路
图2红外发射电路图3红外接收电路
红外接收器由51单片机、集成红外接收器HS0038和7段数码管组成。1单片机检测HS0038,解码HS0038接收的数据,通过数码管显示接收到的键值。
二、编码和解码
(1)二进制信号调制
二进制信号的调制由单片机完成,单片机将编码后的二进制信号调制成频率为38kHz的间歇脉冲串,相当于二进制信号的编码乘以频率为38kHz的脉冲信号得到的间歇脉冲串,即用于红外发射二极管发送的调制信号如图4所示。
图4二进制码的调制
(2)红外接收器首先需要解调,解调过程通过红外接收管接收。它的基本工作过程是:当接收到一个调制信号时,输出一个高电平;否则,它输出低电平,这是调制的逆过程(图5解调)。HS0038是一个集成的红外接收器,可以直接输出解调的高低电平信号。红外接收器HS0038的应用电路(图6)。
图6 hs 0038应用电路
(3)红外遥控发射芯片采用PPM编码方式,当按下发射按钮时,会发射一组108ms的编码脉冲。遥控脉冲由一个前同步码、一个16位地址码(8位地址码及其反码)和一个16位操作码(8位操作码及其反码)组成。通过检查用户代码,每个遥控器只能控制一个设备,可以有效防止多个设备之间的干扰。编码后应有编码的反码,用于检查编码接收的正确性,防止误操作,增强系统的可靠性。前同步码是遥控码的开始部分,由一个9ms高电平(起始码)和一个4组成。5ms低电平(结果代码)作为接收数据的准备脉冲。脉冲宽度为0的组合。56毫秒,周期为1。12毫秒代表二进制0 & gt;脉宽为1的组合。68毫秒,周期为2。24毫秒代表二进制1 。
图9发送一组完整的编码脉冲
(4) MCU使用外部中断INT0引脚连接红外接收器的信号线,中断方式为边沿触发方式。计算中断的间隔时间以区分前导码、二进制1 和0 & gt;代码。提取8位操作码并显示在数码管上。红外接收器输出的原始遥控数据信号正好与发射器相反。也就是说,在发射端的原始信号为高电平之前,接收头的输出为低电平,反之亦然。
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