【正文】 設計出了簡單實用的紅外智能型遙控器，利用單片機作為主控芯片，結合紅外。由此可見紅外遙控器有著強大的市場需求和廣泛的應用前景。隨著現(xiàn)代電子技術的飛速發(fā)展，紅外控制技術也會進一步的發(fā)展。紅外線遙控與無線電遙控相比：紅外光波的波長遠小于無線電波的波長，因此紅外線遙控信號不會影響其它家用電器，也不會影響到鄰近的無線電設備；另外，紅外線遙控不具有無線電遙控那樣穿透障礙物去控制被控對象的能力，在設計家用電器的紅外線遙控器時，不必要像無線電遙控那樣，每套發(fā)射器和接收器要有不同的遙控頻率或編碼，否則，就會隔墻控制或干擾鄰居的家用電器，所有同類產(chǎn)品的紅外線遙控器，可以有相同的遙控頻率或編碼，而不會出現(xiàn)遙控信號“串門”的情況，這對于大批量生產(chǎn)以及在家用電器上普及紅外線遙控提供了極大的方便；此外，紅外線為不可見光，對環(huán)境影響很小，同時又具有很強的隱蔽性和保密性。讀取的首地址 LCALL READ_BYTE 。數(shù)據(jù)寫入首地址 LCALL WRITE_BYTE 。本設計中使用的是 AT24C02 芯片。8 位未接收完,繼續(xù)MOV B,AANL A,0F0HXRL A,0E0HJNZ Z1MOV A,BANL A,0FHMOV B,A 。把標志 C = 0 移入寄存器 A 中JNB , $。轉接收下一位RE1 : SETB C 。跳過后續(xù)高電平青島農(nóng)業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計（論文）29JNB , $ 。 P1. 0 = 1 時應解碼為 0 ,使標志 C 清 0RLC A 。 編碼中的高電平到來后,延時 15 個脈沖的時間LCALL DELAY1JNB , RE1 。延時 15 個脈沖后,若 P1. 0= 1 ,轉 JIES 重新檢測JNB ,$ 。 同步幀(低電平) 到來后,延時等待 15 個脈沖的時間LCALL DELAY1 。JB ,$ 。接收 8 位。另外需要注意的是紅外一體化接收頭 HS0038 輸出的時序與輸入是相反的，理解好這一點，是設計好解碼程序的關鍵。2μsRET 。8μsNOP 。1μsMOV R6 , 4 。執(zhí)行 5 次2μsP 次= 10μ sNOP 。1μsMOV R6 , 5 。*****************MOV R5,10。450 DJNZ R5,$。1us 20 個脈沖寬度的低電平MOV R6,225。1us 。2us。1usDJNZ R5 ,FS1。1μsDJNZ R6 , $ 。1usCLR 。1μsDJNZ R6 , $ 。2usFS1: SETB 。248μs 。 *************MOV R6 , 124。發(fā)送“1”的子程序FAS1:l1: CLR 。MOV P2,00HRET 。2us 發(fā)送 8 位未完,繼續(xù)LCALL L10 。2usS1 : LCALL FAS1。是1 轉到 s1LCALL FAS0。還是39。2us 判斷是發(fā)送 39。2us 調用一次子程序 L20,產(chǎn)生 20 個脈沖的電平GO: RLC A 。1us 發(fā)送 8 位MOV R5 , 20 。下面是選擇鍵‘E’對應的子程序。求出鍵值MOV B,AMOV P2,00HMOV DPTR,TABDISP。實際列值 B 與假設在那一列的值不等，則不再那一列，去查下一列DEC R0MOV A,R0。JNC Q1青島農(nóng)業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計（論文）26JNC KEYWORKMOV A,R0MOVC A,A+DPTRINC R0 。查列號開始SUBB A,04H。第 3 行行號初值為 12LJMP KEYL。第 2 行行號初值為 8LJMP KEYL。第 1 行行號初值為 4LJMP KEYL。第 0 行行號初值為 0LJMP KEYL。按鍵在第 3 行。按鍵在第 1 行SETB CLR MOV A,P3ANL A,0FHCJNE A,0FH,KEYH2。按鍵在第 0 行青島農(nóng)業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計（論文）25SETB CLR 。不相等是干擾CJNE A,B,KEYWORKSETB 。讀入列線的值ANL A,0FH。不相等則有鍵按下。 發(fā)射子程序鍵盤掃描子程序KEYWORK:MOV P3,0FHMOV A,P3。并且要顯示出準備發(fā)送的鍵值。從器件的響應信號結束后，SDA 線返回高電平，進入下一個傳送周期。當從器件處理完畢時將釋放SCL 線，主器件繼續(xù)傳送。每次都是先傳最高位，通常從器件在接收到每個字節(jié)后都會作出響應，即釋放 SCL 線返回高電平，準備接收下一個數(shù)據(jù)字節(jié)，主器件可繼續(xù)傳送。開始信號后，系統(tǒng)中的各個器件將自己的地址和主器件送到總線上的地址進行比較，如果其與主器件發(fā)送到總線上的地址一致，則該器件即為被主器件尋址的器件，其接收信息還是發(fā)送信息則由第 8 位(R/W)確定 [14]。青島農(nóng)業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計（論文）23圖 48 開始與結束時序圖I2C 總線的數(shù)據(jù)傳送格式是：在 I2C 總線開始信號后，送出的第一個字節(jié)數(shù)據(jù)是用來選擇從器件地址的，其中前 7 位為地址碼，第 8 位為方向位(R/W)。開始和結束信號都是由主器件產(chǎn)生。在 I2C 總線技術規(guī)范中，開始和結束信號（也稱啟動和停止信號）的定義如圖 48 所示。系統(tǒng)具有較強的靈活性和使用性，為新型遙控器材的研制做了有益的探索。青島農(nóng)業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計（論文）21開始初始 化收到信 號 ?掉解 碼子程序調控 制子程序用戶碼 相 同 ?N Y Y圖 46 接收端流程圖開始有 引導碼？收 到信號8 位接收完成？返回主 程 序 Y YNN圖 47 接收子程序流程圖青島農(nóng)業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計（論文）22文中探討了以單片機位控制核心，采用軟件編程對紅外遙控信號進行編碼，解碼設計從而實現(xiàn)遙控功能，從而實現(xiàn)握手功能，從而完成了一只遙控器可控制多臺設備?？刂瞥绦騽t隨著各設備不同而不同。如圖 45 所示表示‘ 1 ’ 表 示‘ 0 ’ 表示‘ 1 ’紅外接收頭接收的 程序 （輸入 ）紅外接收頭接收頭解 調后 輸出的 波形圖 45 紅外接收頭的輸出接收完 1 幀后，接收單片機首先判斷接收到的用戶碼是否和自己的用戶碼一致，如果不一致，則放棄剛接受到的數(shù)據(jù)并做好下一次接收準備；如果一致，則讀取剛接受到的控制碼，并調用相應的控制程序，產(chǎn)生控制信號。從上升沿開始，以 15 個脈沖為判決門限，在門限時刻讀的低電平是，即可判定為編碼“1” ；在門限時刻讀的高電平時，即可判定為編碼“0” ，解碼 1 位后，需等到下一位的上升沿到來，在計數(shù) 15 個脈沖后，判斷讀得的電平時高還是低，進行解碼。一體化接收頭 HS0038的解調可理解為：接收到紅外脈沖時，輸出低電平，否則輸出高電平，顯然輸出的信號極性與發(fā)送信號的相反，所以解碼時要將接受到的信號經(jīng)過反向才能和發(fā)送信號編碼一致。紅外遙控器發(fā)射程序由主程序，鍵盤掃描子程序及發(fā)射子程序 3 部分，發(fā)射主程序流程圖如圖 43，發(fā)射子程序流程圖如圖 44 所示。用戶碼是對每個接收系統(tǒng)的標識，通過對用戶碼的檢驗，每個遙控器按鍵只能被其中一個接收器識別，從而可能告知相應設備，有效地防止了多個設備之間的串擾。在發(fā)送字節(jié)的開始先通過單片機發(fā)送 8 位數(shù)據(jù)（字節(jié)高位在前，地位在后），高四位表示用戶碼，低四位表示控制碼，最后發(fā)送 10 個脈沖的低電平作為傳輸結束。如圖 41 所示?！?”用低電平的寬度為 26ms 相當于 10 個 38KHz 脈沖寬度和高電平 26ms 相當于 10 個 38KHz 脈沖寬度表示； “0”用低電平的寬度為 相當于20 個 38KHz 脈沖寬度和高電平為 26ms 相當于 10 個 38KHz 脈沖寬度表示。本設計紅外遙控信號采用自定義編碼方式，由發(fā)送單片機來完成調制過程。 發(fā)射編碼部分紅外遙控信號是一連串的二進制脈沖碼。本設計中使用的是 晶振。青島農(nóng)業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計（論文）17*abfgdeYpuFMZ圖 39 接收端電路青島農(nóng)業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計（論文）18四. 智能紅外遙控器的軟件設計軟件設計就是本系統(tǒng)的大腦，控制芯片就是按照軟件命令執(zhí)行的。控制電路隨著被控設備的不同而不同，但原理是一致的。每個接收控制器都有一個 STC89SC4 芯片作為控制中心，與接收電路和各自的控制電路共同構成。其中 R1 取 1k，R2 取200Ω?？紤]到按鍵較多，可采用矩陣式，這里采用 44 當然，如果按鍵較多也可以采用88。其中按鍵矩陣包含了所有被控設備的遙控按鍵，相同設備的遙控按鍵構成一注，每組設置一個唯一的特征碼，當這一組中任一按鍵被按下都會首發(fā)發(fā)射相同的用戶特征碼，當發(fā)射的用戶碼與自身特征碼相同時，該接收器執(zhí)行相應的控制程序，控制自身的裝置產(chǎn)生相應的動作，而其他控制器不產(chǎn)生控制作用。發(fā)射部分：按鍵開關、控制芯片、紅外發(fā)射二極管發(fā)射信號等；青島農(nóng)業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計（論文）15接收部分：紅外接收二極管接收信號、光/電轉換放大電路、控制芯片、輸出控制。于是提出了利用單片機作為主控芯片，結合紅外遙控用戶碼的設置，自行設計編碼和解碼程序，實現(xiàn)一個遙控器控制多臺設備的方法。代碼型遙控器用軟件的方式對這些統(tǒng)一的編碼進行解釋，驅動一個個命令碼按指定設備碼格式加以“封裝”，形成所需要的遙控信號，達到控制家電的目的紅外遙控器具有性能穩(wěn)定，結構簡單，技術成熟，容易實現(xiàn)等優(yōu)點，在工業(yè)控制，智能儀器儀表，家用電器等方面應用廣泛 [10]。設計相應電路和軟件時對上述諸多因素加以分析、歸納，將編碼特點用一串二進制位表示出來形成設備碼，對應于一個具體的遙控器。設計需考慮的問題是如何“同化” 不同遙控器發(fā)射信號之間的差異。最初芯片廠商會從全局考慮給不同的家電廠商安排不同的客戶碼以規(guī)范市場，例如錄像機和電視機就用不同的設備碼，給甲廠分配的設備碼和乙廠分配的設備碼就區(qū)分在不同的范圍內(nèi)。4. 采用同樣的編碼芯片，也不意味著可以通用，因為還有客戶碼。由于市場上出現(xiàn)成百上千的編碼方式并存，并沒有一個統(tǒng)一的國際標青島農(nóng)業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計（論文）14準，只有各芯片廠商各自的標準，這也是模擬并替換各種原廠遙控器最大的難點。不過，家用電器多用 38KHz，很多紅外線接收器也能很好地接收頻率相近的 40KHz 或 36KHz 的遙控編碼。紅外線接收器是一體化的組件，為了更有針對性地接收所需要的編碼，就設計成以載波為中心頻率的帶通濾波器，只容許指定載波的信號通過。2. 遙控器發(fā)出一串編碼信號只需要持續(xù)數(shù)十毫秒的時間，大多數(shù)是十多毫秒 或一百多毫秒重復一次，一串編碼也就包括十位左右到數(shù)十位二進制編碼，換言之，每一位二進制編碼的持續(xù)時間或者說位長不過 2ms 左右，頻率只有 500Hz 這個量級，要發(fā)射更遠的距離必需通過載波，將這些信號調制到數(shù)十千赫茲，用得最多的是 38KHz，大多數(shù)普通遙控器的載波頻率是所用的陶瓷振蕩器的振蕩頻率的 1/12，最常用的陶瓷振蕩器是455KHz 規(guī)格，故最常用的載波也就是 455KHz/12=，簡稱 38k 載波。不過，幾乎所有的紅外家電遙控器都遵循這一標準。遙控器在光軸上的遙控距離可以大于 米，與光軸成 30 度（水平方向）或 15 度（垂直方向）上大于 米，在一些具體的應用中會充分考慮應用目標，在距離角度之間需要找到某種平衡。在接收端，需要反過來通過光電二極管將紅外線光信號轉成電信號，經(jīng)放大、整形、解調等步驟，最后還原成原來的脈沖編碼信號，完成遙控指令的傳遞。編碼是通過載波輸出的，即所有的脈沖信號均調制在載波上，載波頻率通常為 38KHz。其讀寫周期范圍如下表 32 所示，總線時序如圖 34，寫周期時序如圖 35，應答時序如圖 36表 32 AT24C02 的讀寫周期 , ~ ,~符號 參數(shù) 最小 最大 最小 最大 單位Fscl 時鐘頻率 100 400 KHZT1 SCL,SDA 輸入的噪聲抑制時間200 200 nstAA SCL 變低至 SDA數(shù)據(jù)輸出及應答信號 1 ust BUF 新的發(fā)送開始前總線空閑時間 ustHD:STA 起始信號保持電平 4 ust LOW 時鐘低電平周期 ust HIGH 時鐘高電平周期 4 ust SU:STA 起始信號建立時間 ust HD:DAT 數(shù)據(jù)輸出保持時間 0 0 nst SU1:DAT 數(shù)據(jù)輸出建立時間 50 50 nst R SDA 及 SCL 上升時間1 ust F SDA 及 SCL 下降 300 300 ns青島農(nóng)業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計（論文）12時間t SU:STD 停止信號建立時間 4 ust DH 數(shù)據(jù)輸出保持時間 100 100 ns總線時序如圖 34圖 34 讀寫總線時序寫周期時序如下圖 35圖 35 AT24C02 的寫時序應答時序如下圖 36圖 36 AT24C02 的應答時序青島農(nóng)業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計（論文）13 系統(tǒng)設計思路遙控器其核心問題就是如何編碼，將需要實現(xiàn)的操作指令例如選臺、快進等事先編碼，設備接收后解碼再控制有關部件執(zhí)行相