基于單片機的紅外遙控器解碼器的設計

TC9012F是一種通用型紅外遙控信號發(fā)送用CMOS大規(guī)模集成電路，適用于電視(TV)，磁帶錄像機(VTR)，激光唱機等設備的遙控操作。市場上，以TC9012F為核心的9012型紅外遙控器被廣泛使用且價格便宜。將設計的基于單片機AT89C51的9012型紅外遙控解碼器應用于生產(chǎn)即時顯示系統(tǒng)中，作為參數(shù)設置和系統(tǒng)控制用紅外遙控器，在實際應用中收到了良好效果。

　　1 紅外線遙控信號發(fā)送器電路 TC9012F的遙控信號

　　TC9012F為4位專用微控制器，其內(nèi)部振蕩電路的振蕩頻率fosc典型值為455 kHz。當不按下操作鍵時，其內(nèi)部455 kHz的時鐘振蕩器停止工作，以減少電池消耗。內(nèi)部分頻電路將振蕩頻率，fosc進行12分頻后，變成頻率fc=37．9 kHz，占空比為1/3的脈沖載波信號。 紅外遙控信號發(fā)送器電路由集成電路TC9012F、鍵盤矩陣電路、驅(qū)動器和紅外發(fā)光二極管組成，遙控信號為37．9 kHz的脈沖載波被遙控編碼脈沖調(diào)制的已調(diào)波，如圖1所示。

　　遙控編碼脈沖由引導碼、用戶碼、功能碼和功能碼的相反碼組成，用戶碼是同一組碼發(fā)送兩次，如圖2所示。用戶碼為8位，所以整個脈沖碼為32位。引導碼作為接收數(shù)據(jù)的準備脈沖，他由8TCP(4．5 ms)的高電平和8TCP(4．5 ms)的低電平組成。用戶碼和功能碼采用脈沖位置調(diào)制(PPM)方式編碼，根據(jù)脈沖之間的時間間隔來區(qū)分碼值的0或1。對應于二進制數(shù)字信號的0或1，脈沖時間間隔分別為2TCP(1．125 ms)和4TCP(2．25 ms)，而每一脈沖的寬度仍不變，均為TCP(0．562 6 ms)。由于用戶碼發(fā)送兩次，功能碼與其相反碼一起發(fā)送，因此系統(tǒng)的誤動作很少。

　　本遙控器采用第一次發(fā)送的遙控信號的編碼脈沖(圖3所示)和第二、第三次連續(xù)發(fā)送的遙控信號的編碼脈沖(圖4所示)不同的工作方式。這樣，當按鍵一直按著的時候，從第二次連續(xù)發(fā)送開始，只發(fā)送引導碼和用戶碼第一位SO的相反碼SO,因此可減少接收處理時間和紅外發(fā)光二極管功耗，遙控編碼脈沖經(jīng)脈沖載波調(diào)制后由TC9021F的第腳輸出，再經(jīng)激勵器驅(qū)動紅外發(fā)光二極管，發(fā)送出波長為940nm的脈沖紅外光。假設用戶碼為十六進制的76H則第一次發(fā)送的遙控信號的編碼脈沖如圖3所示。

　　由圖2和圖3可以看出，遙控編碼脈沖波形的輸出時間為192TCP或224TCP,α為用戶碼(8位)的輸出時間。當α≥26TCP時，遙控編碼脈沖波形輸出時間為224TCP.另外，對于連續(xù)發(fā)送的編碼脈沖中用戶碼第一位的相反碼的脈沖間隔時間，當SO=1時，則SO=0，該時間為2TCP,當SO=0時，則SO=1，該時間為4TCP.

　　2解碼器硬件設計

　　解碼器硬件以AT89C51單片機為核心，如圖5所示,圖中只給出接收紅外遙控信號的部分電路。紅外遙控信號經(jīng)過紅外接收模塊接收后，解調(diào)為遙控信號的編碼脈沖由輸出端A輸出，其波形如圖3和圖4所示，此信號經(jīng)過反相器74LS04輸出到AT89C51的外部中斷INT0輸入端.單片機通過運行程序?qū)t外遙控器TC9021所發(fā)出的編碼脈沖進行接收和譯碼。

　　3單片機程序設計

　　單片機程序主要解決的問題就是如何對接收到的9021型紅外遙控器所發(fā)射的信號進行解碼，編碼脈沖信號是由引導碼、用戶碼、和功能碼等部分組成，我們只對獲取其功能碼過程進行分析。在單片機設置中，將單片機AT89C51內(nèi)部定時器/計數(shù)器T0設為定時方式1，定時時間為1 ms；設外部中斷INT0為下降沿中斷觸發(fā)方式，由于在接收時將編碼脈沖信號進行反相，因此，每當INT0外管腳信號下降沿到來時，外部中斷INT0發(fā)生中斷，啟動定時器T0，定時器每次中斷定時時間為1 ms并累加到定時計數(shù)器中，在下一次外部中斷INT0發(fā)生中斷時讀取定時計數(shù)器中的時間，通過對兩個脈沖之間的定時時間的分析來對遙控器功能碼進行解碼。圖6、圖7和圖8分別給出解碼器主程序、定時器T0中斷程序和外部中斷INT0中斷程序的流程圖。