【文章內(nèi)容簡介】 11 1 0 1 01 編碼標(biāo)準(zhǔn)（1）RC5在 RC5 標(biāo)準(zhǔn)中的 RC5,應(yīng)用的是雙相位編碼。載波頻率為 36kHz。相似的傳輸標(biāo)準(zhǔn)可在在 30kHz 到 56kHz 中應(yīng)用。一個(gè)字的傳輸由兩個(gè)起始位開始；而后是翻轉(zhuǎn)位，每按一次鍵翻轉(zhuǎn)位變化一次，可由翻轉(zhuǎn)位區(qū)分用戶的按鍵顫抖；接著是五位地址碼；地址碼后就是要傳輸?shù)拿?。每一個(gè)字中包含有頻率為 36KHz 的 32 個(gè)脈沖。（2）NEC 編碼NEC 編碼以一個(gè)引導(dǎo)碼開始，大約是 9 毫秒， 毫秒后，資料到來。引導(dǎo)碼用來指導(dǎo)接受模塊判斷重復(fù)。只要一個(gè)鍵被按下，只傳輸重復(fù)的引導(dǎo)碼，其后跟著一位。在脈寬調(diào)制中，編碼的長度是固定的。地址碼和命令碼都傳輸兩次，第一次傳輸正常編碼，第二次傳輸反碼。一組編碼包括 22 個(gè)脈沖，脈寬為 微秒，周期為 微秒。脈寬為 代表0，脈寬為 ms 代表 1。8 位地址碼用來區(qū)分不同的設(shè)備。下一個(gè) 8 位為命令。如上所述，這些字都是連續(xù)傳輸?shù)?，中間沒有停頓。舉例來說，傳輸?shù)刂肺?0110111和命令位00011010的格式如下：（日立、諾基亞、Aver Media、創(chuàng)新）0011011139。1100100039。0001101039。11100101。資料被發(fā)送了兩次。第一個(gè)地址字節(jié)不等于翻轉(zhuǎn)后的第二個(gè)字節(jié)的地址碼。為了兼容，兩個(gè)字節(jié)的地址碼不會(huì)比較是否相等并且都被使用了。（3）RECS 80 編碼RECS 80 編碼長度約為 70ms，數(shù)據(jù)字幾乎是 RC 5 編碼的 3 倍。RECS 80 碼采用數(shù)字脈寬調(diào)制。在 RC5 編碼中，用到了翻轉(zhuǎn)字、地址字和命令字。400kHz的紅外載波。此編碼方式為 JVC 和飛利浦所采用。索尼和松下采用脈寬調(diào)制 [13][16]。bbbbbb 學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 12 編碼格式現(xiàn)有的紅外遙控包括兩種方式：PWM（脈沖寬度調(diào)制）和 PPM（脈沖位置調(diào)制） 。兩種形式編碼的代表分別為 NEC 和 PHILIPS 的 RCRC6 以及將來的 RC7。PWM（脈沖寬度調(diào)制）：以發(fā)射紅外載波的占空比代表“0”和“1” 。為了節(jié)省能量，一般情況下，發(fā)射紅外載波的時(shí)間固定，通過改變不發(fā)射載波的時(shí)間來改變占空比。例如常用的電視遙控器，使用 NEC upd6121，其“0”為載波發(fā)射 ,不發(fā)射 ；其“1”為載波發(fā)射 ,不發(fā)射 ；此外，為了解碼的方便，還有引導(dǎo)碼，upd6121 的引導(dǎo)碼為載波發(fā)射 9ms，不發(fā)射。upd6121 總共的編碼長度為 108ms。但并不是所有的編碼器都是如此，比如 TOSHIBA 的 TC9012，其引導(dǎo)碼為載波發(fā)射 ，不發(fā)射 ，其“0”為載波發(fā)射 ,不發(fā)射 ,其“1”為載波發(fā)射 ,不發(fā)射 。PPM（脈沖位置調(diào)制）：以發(fā)射載波的位置表示“0”和“1” 。從發(fā)射載波到不發(fā)射載波為“0” ，從不發(fā)射載波到發(fā)射載波為“1” 。其發(fā)射載波和不發(fā)射載波的時(shí)間相同，都為 ，也就是每位的時(shí)間是固定的。通過以上對(duì)編碼的分析，可以得出以某種固定格式的“0”和“1”去學(xué)習(xí)紅外，是很有可能不成功的。即市面上所宣傳的可以學(xué)習(xí) 64 位、128 位必然是不可靠的。另外，由于空調(diào)的狀態(tài)遠(yuǎn)多于電視、音像，并且沒有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，所以各廠家都按自己的格式去做一個(gè)，造成差異更大。比如：美的的遙控器采用 PWM 編碼，碼長 120ms 左右；新科的遙控器也采用 PWM 編碼，碼長 500ms 左右。如此大的差異，如果按“位”的概念來講，應(yīng)該是多少位呢？64？128? 顯然都不可能包含如此長短不一的編碼 [15] [16]。bbbb：基于單片機(jī)的紅外搖控電風(fēng)扇系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 第 2 章 基于單片機(jī)的紅外遙控電風(fēng)扇原理及其程序設(shè)計(jì)為了能遠(yuǎn)距離的控制電風(fēng)扇，采用了紅外遙控系統(tǒng)對(duì)風(fēng)扇的運(yùn)行進(jìn)行遙控。通用紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩大部分組成，應(yīng)用編/解碼專用集成電路芯片來進(jìn)行控制操作，發(fā)射部分包括鍵盤矩陣、編碼調(diào)制、LED 紅外發(fā)送器；接收部分包括光電轉(zhuǎn)換放大器、解調(diào)解碼電路。發(fā)射部分由于結(jié)構(gòu)簡單，所以現(xiàn)采用單片機(jī) AT89C2051 做主控芯片，接收部分裝在電風(fēng)扇的控制器內(nèi)，由AT89C51 芯片等構(gòu)成。 遙控器 遙控器組成(1)CPU 采用 AT89C2051 單片機(jī)為主控芯片（2）發(fā)射部分包括鍵盤矩陣、編碼調(diào)制、LED 紅外發(fā)送器 [15]。紅外編碼為：全碼=引導(dǎo)碼+系統(tǒng)碼+系統(tǒng)反碼+數(shù)據(jù)碼+數(shù)據(jù)反碼。使用 89C2051 芯片將按鍵信號(hào)調(diào)制在 38KHz 的載波信號(hào)上通過三極管放大后發(fā)射出去。bbbbbb 學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 14 89C2051 的 P1 口構(gòu)成矩陣式鍵盤，用 T1 產(chǎn)生定時(shí)中斷，驅(qū)動(dòng) 產(chǎn)生一個(gè) 38K 的方波，作為紅外線的調(diào)制基波。將發(fā)送的數(shù)據(jù)和 進(jìn)行邏輯與后，經(jīng)過 CD40106 整形，用三極管驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管發(fā)射。 （4）調(diào)制部分：采用 CD40106 38KHz 的載波進(jìn)行相與，將其調(diào)制在一起,整形并緩沖放大,經(jīng)過 8050 進(jìn)行放大驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管,使其發(fā)射紅外光。 (5) 紅外發(fā)射原理見圖 21 所示。 鍵盤 編碼 調(diào)制 紅外發(fā)射38KHz 載波發(fā)生器圖 21 遙控器原理框圖(6)按鍵功能 K1：低檔、中檔、高檔； 鍵值為 01H K2：彩燈； 鍵值為 02H K3：自然風(fēng)、睡眠風(fēng)、正常風(fēng)； 鍵值為 03H K4：定時(shí)； 鍵值為 04H K5：開/關(guān)機(jī)； 鍵值為 05H 當(dāng)無鍵按下時(shí)，延時(shí) 10 秒后進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，系統(tǒng)處于低功耗模式。當(dāng)有按鍵按下時(shí)，INT0 中斷產(chǎn)生中斷，同時(shí)喚醒 CPU 進(jìn)行工作狀態(tài)。 紅外發(fā)射的編碼方式 遙控發(fā)射器專用芯片很多，根據(jù)編碼格式可以分成兩大類，這里以運(yùn)用比較廣泛，解碼比較容易的日本 NEC 的 uPD6121G 組成發(fā)射電路。當(dāng)發(fā)射器按鍵按下后，即有遙控碼發(fā)出，所按的鍵不同遙控編碼也不同 [18][19][20]。 采用脈寬調(diào)制的串行碼，以脈寬為 、間隔 、周期為 的組合表示二進(jìn)制的“0”；以脈寬為 、間隔 、周期為 的組合表示二進(jìn)制的“1”。 bbbb：基于單片機(jī)的紅外搖控電風(fēng)扇系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 “0”和“1”組成的 32 位二進(jìn)制碼經(jīng) 38kHz 的載頻進(jìn)行二次調(diào)制以提高發(fā)射效率，達(dá)到降低電源功耗的目的。然后再通過紅外發(fā)射二極管發(fā)射。 遙控編碼是連續(xù)的 32 位二進(jìn)制碼組，其中前 16 位為用戶識(shí)別碼，能區(qū)別不同的電器設(shè)備，防止不同機(jī)種遙控碼互相干擾。該芯片的用戶識(shí)別碼固定為十六進(jìn)制 0FFH；后 16 位為 8 位操作碼（功能碼）及其反碼。 遙控器在按鍵按下后，周期性地發(fā)出同一種 32 位二進(jìn)制碼，周期約為108ms。一組碼本身的持續(xù)時(shí)間隨它包含的二進(jìn)制“0”和“1”的個(gè)數(shù)不同而不同，大約在 45～63ms 之間。其相關(guān)的編碼波形圖見圖 22引導(dǎo)碼 0 碼 1 碼9ms 1687us560us 560us 560us圖 22 遙控編碼bbbbbb 學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 16 C222PC122PC4 104PU1D74F04U1C74F04U1A74F04U1B74F04D1 IN4148D3 IN4148D6D5D2IN4148RES1P3.0/RXD2P3.1/TXD3XTAL14XTAL25P3.2/INT06P3.3/INT17P3.4/T08P3.5/T19GND10P3.711AIN0/P12AIN1/P13P1.214P1.315VCC20P1.416P1.517P1.618P1.719AT89C2051AT89C2051C3 uF/10VR1 10KR4 100KR3 7R2R710KR910KR610KR1110KR510KR10 10KY111MD4 FG作作作作作C uF/10V作作作作作作K5KK1KK2KK4KK3KR810KD4 8050圖 23 遙控器電路原理圖bbbb：基于單片機(jī)的紅外搖控電風(fēng)扇系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 硬件設(shè)計(jì) 發(fā)射電路以 AT89C2051 單片機(jī)為核心，外接紅外發(fā)送器、按鍵，電源采用4 節(jié) 7 號(hào)電池來提供電源，并用一個(gè)二極管（IN4148）進(jìn)行降壓。按鍵動(dòng)作執(zhí)行后產(chǎn)生信號(hào)傳入 AT89C2051 芯片，執(zhí)行相應(yīng)有按鍵處理程序，進(jìn)行編碼，產(chǎn)生的編碼送入 89C2051 芯片將按鍵信號(hào)調(diào)制在 38KHz 的載波信號(hào)上通過三極管放大后發(fā)射出去 [15][17]。遙控器電路原理圖見圖 23 軟件設(shè)計(jì) (1)采用中斷的處理程序完成整個(gè)系統(tǒng)的操作，INT0 中斷處理完成鍵盤掃描以及發(fā)送。 (2)程序流程圖： 見下圖開始初始化主程序延時(shí) 10 秒進(jìn)入待機(jī)模式有鍵閉合？Yes進(jìn)入中斷系統(tǒng)No圖 24 遙按器主程序流程圖bbbbbb 學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 18 鍵盤中斷處理程序延時(shí)消抖動(dòng)取按鍵編號(hào)存鍵值發(fā)送RETIYesNoYesNo讀行線有鍵閉合？讀列線有鍵閉合？圖 25 遙控器按鍵程序處理流程圖 電風(fēng)扇控制板 工作原理及組成部分紅外接收部分包括光電轉(zhuǎn)換放大器、解調(diào)電路、解碼電路 [16][17]。(1) CPU 板將單片機(jī)、控制、鍵盤組合在一起完成了人機(jī)對(duì)話。用 AT89C51 單片機(jī)來作主芯片控制，采用紅外 T1838 接收頭，用雙向可控硅MC97A6 控制電機(jī)檔位，具有紅外遙控功能 [12]。(2)電源部分：交流 220V 經(jīng)變壓器降壓為 28V，全波整流后再由三端穩(wěn)壓器 LM7805 穩(wěn)壓，供給控制板+5V 電源。(3) 電風(fēng)扇控制板框圖如下bbbb：基于單片機(jī)的紅外搖控電風(fēng)扇系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 紅外接收頭 AT89C51 狀態(tài)指示燈鍵盤 彩燈 風(fēng)扇電機(jī)高、中、低檔圖 26 電風(fēng)扇控制板框圖 設(shè)計(jì)方案 (1)控制部分 M公共端 1（低檔）2（中檔）3（高檔）圖 27 電機(jī)引線圖K1：低、中、高檔，相應(yīng)的指示燈亮。參見圖 27K2：控制彩燈，相應(yīng)的指示燈亮 K3：自然風(fēng)、睡眠風(fēng)、正常風(fēng)控制 。參見圖 2圖 2圖 211K4: 定時(shí) 30 分鐘，1 小時(shí)，2 小時(shí)，4 小時(shí)。相應(yīng)的指示燈點(diǎn)亮。參見圖28K5：具有開機(jī)功能和關(guān)機(jī)功能 30 分鐘 1 小時(shí) 2 小時(shí) 4 小時(shí)圖 28 定時(shí)時(shí)循環(huán)圖(2)風(fēng)類 bbbbbb 學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 20 自然風(fēng)的處理流程 : 風(fēng)扇先處于停止?fàn)顟B(tài),開低檔 6 秒后再開中檔,其后又6 秒后開高檔運(yùn)行完全后停 6 秒后又運(yùn)行低檔弱風(fēng),至此循環(huán)不止.停 6 秒 弱風(fēng) 6 秒 中風(fēng) 6 秒 強(qiáng)風(fēng) 6 秒圖 29 自然風(fēng)的循環(huán)圖睡眠風(fēng)的處理流程 : 停止?fàn)顟B(tài)的風(fēng)扇運(yùn)行后先過行低檔,運(yùn)行 10 秒后轉(zhuǎn)換為中風(fēng),中風(fēng)運(yùn)行 10 秒后轉(zhuǎn)為強(qiáng)風(fēng)運(yùn)行,強(qiáng)風(fēng)運(yùn)行 10 秒后停止 6 秒后再回到弱風(fēng)運(yùn)行,從此循環(huán)不止停 6 秒 弱風(fēng) 10 秒 停 6 秒停 6 秒中風(fēng) 10 秒強(qiáng)風(fēng) 10 秒圖 210 睡眠風(fēng)的循環(huán)圖正常風(fēng)的處理流程 :正常風(fēng)從弱到強(qiáng)再變?nèi)?不停的變化,模擬出來就是從弱風(fēng)到中風(fēng)再到強(qiáng)風(fēng)不停循環(huán)弱風(fēng) 10 秒 強(qiáng)風(fēng) 10 秒中風(fēng) 10 秒圖 211 正常風(fēng)循環(huán)圖(3)工作方式：分為手動(dòng)和遙控兩種方式。 硬件設(shè)計(jì)以 AT89C51 單片機(jī)為核心部件構(gòu)成一個(gè)具有紅外接收放大、解碼、自動(dòng)控制、手動(dòng)操作、LED 發(fā)光管工作狀態(tài)指示、定時(shí)關(guān)機(jī)指示設(shè)定于一體的集成電路。220V 經(jīng) T、DDCCC4 降壓限流,形成＋5V 的直流提供給 89C51的引腳和紅外接收頭。紅外接收頭的 2 腳將紅外接收頭接收到的信號(hào)輸送到 89C51 的 12 引腳，經(jīng)解碼后去控制各種動(dòng)作。該電路外圍元件較少，且十分簡單、安裝方便 [15][17]。bbbb：基于單片機(jī)的紅外搖控電風(fēng)扇系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 詳細(xì)硬件接線圖參照?qǐng)D 212bbbbbb 學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 22 1234ABCD4321D C B ATitleNumberRevisionSize A4 Date:5Jun2007 Sheet of File:D:\Program Files\Design Explorer 99 SE\Examples\Pld\作作作作作作作.DDBDrawn By:123456