紅外線遙控是目前使用最廣泛的一種通信和遙控手段,。工業(yè)設(shè)備中,，在高壓、輻射,、有毒氣體,、粉塵等環(huán)境下，采用紅外線遙控不僅完全可靠而且能有效地隔離電氣干擾,。
1.紅外遙控系統(tǒng)
通用紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩大部分組成,，使用編／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)射器,；接收部分包括光,、電轉(zhuǎn)換放大器、解調(diào),、解碼部分電路,。
2.遙控發(fā)射器及其編碼
下面以日本NEC的uPD6121G組成發(fā)射電路為例說明編碼原理。當(dāng)發(fā)射器按鍵按下后,，有遙控碼發(fā)出,，所按的鍵不同遙控編碼也不同。這種遙控碼具有以下特征：
采用脈寬調(diào)制的串行碼,，以脈寬為0.565ms,、間隔0.56ms、周期為1.125ms的組合表示二進(jìn)制的“0”,；以脈寬為0.565ms,、間隔1.685ms,、周期為2.25ms的組合表示二進(jìn)制的“1”，其”0”,、“1”定義波形如圖2所示,。

上述“0”和“1”組成的32位二進(jìn)制碼經(jīng)38kt_{z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)射二極管產(chǎn)生紅外線向空間發(fā)射,，如圖3所示為最終發(fā)射出去的紅外信號波形。
uPD6121G產(chǎn)生的遙控編碼是連續(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,。該芯片的用戶識別碼固定為十六進(jìn)制0仆1.,；后16位為8位操作碼（功能碼）及其反碼。UPD6121G最多額128種不同組合的編碼,。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)時間隨它包含的二進(jìn)制“0”和“1”的個數(shù)不同而不同,，大約在45～63ms之間，圖4為發(fā)射波形圖,。
當(dāng)一個鍵按下超過36ms,，振蕩器使芯片激活，將發(fā)射一組108ms的編碼脈沖,，這108ms發(fā)射代碼由一個起始碼（9ms）,，一個結(jié)果碼（4.5ms），低8位地址碼（9ms～18ms）,，高8位地址碼（9ms～18ms）,。8位數(shù)據(jù)碼（9ms～18ms）和這8位數(shù)據(jù)的反碼（9ms～18ms）組成。如果鍵按下超過108ms仍未松開,，接下來發(fā)射的代碼（連發(fā)代碼）將僅由起始碼（9ms）和結(jié)束碼（2.5ms）組成,。

3.接收頭及解碼
一體化紅外線接收頭是一種集紅外線接收和放大于一體，不需要任何外接元件,，就能完成從紅外線接收到輸出與TTL電平信號兼容的所有工作,，而體積較小，很多家電中都采用此類紅外接收頭,，它適合于各種紅外線遙控和紅外線數(shù)據(jù)傳輸,，如圖1左下角所示為增強(qiáng)型51實(shí)驗(yàn)板上的一體化紅外線接收頭。
下面我們就來一起看一下增強(qiáng)型51實(shí)驗(yàn)板是如何來解uPD6121紅外線編碼及如何使用紅外線來進(jìn)行各式各樣的控制,。
學(xué)習(xí)了紅外發(fā)射原理后,，可以想到解碼的關(guān)鍵是如何識別“0”和“1”,，從位的定義我們可以發(fā)現(xiàn)”0”、“1”均以0.56ms的低電平開始,，不同的是高電平的寬度不同,，“0”為0.56ms，“1”為1.68ms,，所以必須根據(jù)高電平的寬度區(qū)別“0”和“1”,。如果從0.56ms低電平過后，開始延時,，0.56ms以后,，若讀到的電平為低，說明該位為”0”,，反之則為“1”,，為了可靠起見，延時必須比0.56ms長些,，但又不能超過1.12ms,，否則如果該位為”0”，讀到的已是下一位的高電平,，因此?。?.12ms+0.56ms）／2=0.84ms最為可靠，一般取0.84ms左右均可,。同時,，我們還應(yīng)注意的是，根據(jù)碼的格式,，應(yīng)該等待9ms的起始碼和4.5ms的結(jié)果碼完成后才能讀碼,。
學(xué)習(xí)板上的一體化紅外接收頭一共有3個腳，分別是“地”,、“電源”,、“數(shù)據(jù)”，其“數(shù)據(jù)”腳與51單片機(jī)的“INTO”腳,，整個過程可以分成兩步,，第一步是讀取并判斷引導(dǎo)碼是否正確,，如果不是則直接返回并初始化檢測參數(shù),；第二步是連續(xù)4次，按照每次8bit讀取4個字節(jié)的后續(xù)數(shù)據(jù),，其中,，檢測過程里對”0”和“1”的判斷必須是在開啟計時之后，以減少因?yàn)槌绦驁?zhí)行而導(dǎo)致的測量時間長度上誤差,。
解碼過程關(guān)鍵是使用單片機(jī)的定時器,，我們可以用引導(dǎo)碼的下降沿來觸發(fā)單片機(jī)的定時器開始計時處理,，這樣就可以獲得電平的時間長度了，一般的遙控器編碼在長按按鍵的時候,，會連續(xù)發(fā)數(shù)據(jù),，可能是同樣的數(shù)據(jù)，也有可能是個特定的所謂的重復(fù)幀,，但大致上15ms之內(nèi)沒有信號收到就表示當(dāng)前的數(shù)據(jù)幀已經(jīng)接收完畢,。

解碼部分程序代碼如下：

unsignedcharuPD6121_read_code_8（void）{unsignedchartemp=0；unsignedchari,；for（i=0,；<8；i++）{temp=temp》1：
while（ir_receive==0）,；／／等待高電平測試結(jié)束TR1=0,；／／高電平測試結(jié)束，停止計時high_level_time=TH1*256+TL1,；//保存高電平的數(shù)據(jù)TH1=0,；TL1=0；TR1=1,；／／啟動對低電平的測試while（ir_receive==1）{if（TH1>0x4e）{decode_error=1,；return0；}//超時出錯,，返回}
TR1=0,；／／低電平測試結(jié)束Iow_level_time=TH1*256+TL1；／／保存低電平的數(shù)據(jù)TH1=0,；TL1=0,；TR1=1；／／如果電平長度不在合理的范圍內(nèi),，則認(rèn)為出錯if（（high_level_time<400）II（high_level_time>700）II（Iow_level_time<400）II（Iow_level—time>1900））{decode_error=1,；returnO；}
if（（Iow_level_time>400）&&（Iow_level_time<700））temp=temp&0x7f,；if（（Iow_level_time>1400）&&（Iow_level_time<1900））temp=temp1ox80,；}　returntemp；}nsignedcharuPD6121_decode（void）／／解碼出錯返回1,，對則返回OTR1=1：／／開始測量引導(dǎo)碼（或重復(fù)碼）的高電平寬度while（ir_receive==0）,；／／等待電平變高，不需要超時監(jiān)測TR1=0,；／／高電平（對發(fā)射電路而言）測試結(jié)束high_level_time=TH1*256+TL1：／／保存高電平的數(shù)據(jù)／／————————————————————TH1=0,；TL1=0；TR1=1,；//啟動對低電平的測試while（ir_receive==1）／／在對高電平進(jìn)行查詢時,，計超時,。大于20ms出錯{if（TH1>0x4e）return1：／／測試超時后直接初始化相關(guān)變量，開始下次測試}
TR1=0：／／低電平（對發(fā)射電路而言）測試結(jié)束Iow_level_time=TH1*256+TL1：
／／保存低電平的數(shù)據(jù)TH1=0,；TL1=0,；TR1=1；／／為增加計時的準(zhǔn)確性,，數(shù)據(jù)的處理都是在計時過程里／／判斷引導(dǎo)碼（或重復(fù)碼）是否正確,，如果不正確，則設(shè)置出錯標(biāo)志位,，并退出中斷程序if（（high_level_time<8500）II（high_level_time>9500）II（Iow_level_time<1000）II（Iow_level_time>5000））{return1：／／因是引導(dǎo)碼出錯,，所以直接初始化后重新開始測試}
／／——————————————————／／對是引導(dǎo)碼還是重復(fù)碼進(jìn)行判斷。如果是重復(fù)碼,，就跳過后面數(shù)據(jù)的讀取if（（Iow_level—time>1000）＆＆（Iow_level_time<3500））repeat_code_detected=1：
if（（Iow_level_time>4000）&&（Iow_level_time<5000））Ioad_code_detected=1,；if（repeat_code_detected==1）return1；／／直接結(jié)束,，temp1=uPD6121_read_code_8（）,；／／讀后面的系統(tǒng)、按健等數(shù)據(jù),，temp2=uPD6121_read_code_8（）,；teMP3=uPD6121_read_code_8（）；temp4=uPD6121_read_code_8（）,；TR1=0：
if（decode_error==1）return1：／／無論是哪部分解碼出錯,，都是重新開始if（（temp1!=Ntemp2）II（temp3!
=～temp4））{return1；}
sys_code=temp1：
key_code=temp3,；data_available=1,；return0：

如圖5所示，是我們完成紅外線實(shí)驗(yàn)所必需的設(shè)備,，準(zhǔn)備好硬件設(shè)備后,，我們將紅外線解碼控制程序通過A51編程器燒入AT89S51單片機(jī)芯片，然后將芯片插到增強(qiáng)型51實(shí)驗(yàn)板上通電運(yùn)行即可,。
圖6為增強(qiáng)型51實(shí)驗(yàn)板做紅外解碼電路,，從而進(jìn)行數(shù)碼管顯示的實(shí)驗(yàn)電路板。
最后,，要提醒大家一下,，在做紅外實(shí)驗(yàn)需要注意的是：不同的紅外線遙控器編碼方式可能不同，你可能會發(fā)現(xiàn)有很多紅外線遙控器的外表幾乎都一樣,。
但對于同一電器設(shè)備卻有些能用,，有些不能用,，這就是因?yàn)檫b控器內(nèi)部使用了不同的編碼芯片的原因,，或許你會想到用家中的電視機(jī)或空調(diào)的遙控器來完成紅外線解碼的實(shí)驗(yàn),，但你必須得事先知道該遙控器的紅外線編碼芯片是什么類型的，否則就比較麻煩了,，而現(xiàn)在眾多紅外線遙控器廠商為了保護(hù)自己的知識產(chǎn)權(quán)已將編碼芯片打磨,，這對我們DIY愛好者來說就不太有利了。圖5中的紅外線遙控器為uPD6121紅外編碼芯片,。