对于红外接收的通信原理有很多,常用的有通过脉宽调制(PWM)和脉时调制(PPM)两种方法,最近小编就在尝试写基于51单片机的脉时调制的红外接收程序,有一些心得,与大家分享分享。
原理分析
通常的红外遥控器是将二进制脉冲码调制在38KHz的载波上,经缓冲放大后送至红外发光二极管,转化为红外信号发射出去。
因为二进制脉冲码的形式有很多种,所以要开发红外接收设备,一定要知道红外遥控器的载码方式和载波频率,我们才可以选取一体化红外接收头和制定解码方案。
下面是我使用的红外接收头的实物与原理图
由原理图可以看到,我使用的一体红外接收头有三个引脚,分别是VCC、GND和数据引脚(用来传输数据)。
数据形式
现在我们已经知道了它是由一根数据引脚来传输数据,那数据又是怎么传输?传输一次的数据格式又是什么呢?
在这儿,可以很明显的看到,数据是由五段数据组成。
首先它会给一个9ms的低电平,4.5ms的高电平组成的起始码,告诉我们接下来要传输数据了,然后开始传输32位二进制的数据码。
由于它只有一根数据引脚,所以我们要通过这一根数据引脚来判断它传输的数据是二进制的 ‘ 0 ’ 还是 ‘ 1 ’ 。
在这儿可以看到,无论数据传输 ‘ 0 ’ 还是 ‘ 1 ’ ,都会先传输0.56ms,也就是560us的低电平,这样用来判断上一个数据结束,下一个数据开始,至于传输的数据就是用接下来的高电平时间来判断。
高电平时间为565um就是数据 ‘ 0 ’ ,1690um就是数据 ‘ 1 ’ 。由于在现实数据传输中受到环境因素的影响,所以我们需要取一个中间值来判断,超过这个中间值就是数据 ‘ 1 ’ ,反之就是数据 ‘ 0 ’ 。
代码
理论讲了这么久了,估计都枯燥了吧,接下来就开始分析代码吧。
重点:代码格式一定要规范!
void main(void)
{
//我们使用的是51单片机,所以可以使用定时器来计时。
//对于延时函数,确实很方便,但是小编强烈不推荐使用延时函数,能用定时器解决的尽量不使用延时函数。
//延时函数时间不准确,至于为什么不使用延时函数,小编之后会单独写一篇来解释。
TMOD = 0x01;//这儿打开定时器1,用来计时。
TR0 = 0; //关闭允许定时器1计时,当我们需要定时器1计时的时候再打开。
IT0 = 1;
EX0 = 1; //这两句是51单片机的外部中断1允许,并且下降沿触发,因为红外数据最开始是9ms低电平,所以可以使用外部中断(不使用中断也行)。
EA = 1; //打开总中断
while (1)
{
//while(1)循环中的代码后面会单独列出。
}
}
以上就是我们程序需要打开的配置
接下来就是外部中断程序
bit InFrared_Way = 0; //在程序的开头我定义了一个一字节的变量,至于作用,接下来会讲。
void Int_0(void) interrupt 0 //外部中断程序
{
//最开始我是直接在外部中断里面写红外解码程序,但是我发现无论如何都无法进入中断程序(可能是我代码的问题)。
//然后我又想到我的老师跟我说过外部中断程序越简洁越好,我就改成了现在这样。
InFrared_Way = 1; //让变量置1,从而在主程序里判断接受到红外信号。
}
下面是主函数while(1)里面的代码
if (InFrared_Way == 1) //判断是否接收到红外信号,若是能接收到信号,则进入函数。
{
EX0 = 0; //关闭外部中断,防止干扰。
TR0 = 1; //允许定时器1计时。
InFrared_Init(); //这是我写的红外接收函数,下面会提到,这儿不做过多解释。
TR0 = 1; //关闭允许定时器1计时。
EX0 = 1; //打开外部中断。
InFrared_Way = 0; //清零InFrared_Way ,标志着已经结束红外接收。
}
只剩下了红外接收函数了
sbit INIR = P3^2; //51单片机的引脚定义,我的51板子上数据引脚连接的是P3^2引脚。
unsigned char Data[4] = { 0}; //定义四组8位的数据,刚好储存红外信号的32位数据。
void InFrared_Init(void) //这个就是上面提到的红外接收函数。
{
unsigned char i, j; //因为定义了4个数据,每个数据8个位,所以这儿用i表示是哪个数据,j表示数据哪个位。
TH0 = 0;
TL0 = 0; //将定时器1的时间清0,方便计时。
while (INIR == 0 && TH0 <= 35); //等待9ms低电平过去。
if (INIR == 1) //判断是否为高电平。
{
while (INIR == 1 && TH0 <= 55); //等待4.5ms高电平过去。
//开始接收数据。
for (i = 0; i < 4; i++)
{
for (j = 0; j < 8; j++) //接收4组8位数据。
{
TH0 = 0;
TL0 = 0; //将定时器1的时间清0,方便计时。
while (INIR == 0 && TH0 <= 3); //等待560us低电平过去。
while (INIR == 1); //判断高电平时间。
Data[i] >>= 1; //数据左移一位,使接收位默认为0,因为数据是由低位开始接收。
if (TH0 >= 7) //判断是否超过中间值,超过就是数据1。
{
Data[i] |= 0x80; //数据写1,默认为0,所以只需要有写1的操作。
}
}
}
}
}
到此为止,全部函数就分享出来啦!
当然,不想一段代码一段代码的去复制,小编贴心的把上面代码合成的放在下面了!
#include <STC12C5A60S2> //这个根据自己的51单片机芯片来修改。
sbit INIR = P3^2; //这个根据自己定义引脚。
bit InFrared_Way = 0;
unsigned char Data[4] = { 0};
void InFrared_Init(void);
void main(void)
{
TMOD = 0x01;
TR0 = 0;
IT0 = 1;
EX0 = 1;
EA = 1;
while (1)
{
if (InFrared_Way == 1)
{
EX0 = 0;
TR0 = 1;
InFrared_Init();
TR0 = 1;
EX0 = 1;
InFrared_Way = 0;
}
}
}
void Int_0(void) interrupt 0
{
InFrared_Way = 1;
}
void InFrared_Init(void)
{
unsigned char i, j;
TH0 = 0;
TL0 = 0;时。
while (INIR == 0 && TH0 <= 35);
if (INIR == 1)
{
while (INIR == 1 && TH0 <= 55);
for (i = 0; i < 4; i++)
{
for (j = 0; j < 8; j++)
{
TH0 = 0;
TL0 = 0;
while (INIR == 0 && TH0 <= 3);
while (INIR == 1);
Data[i] >>= 1;
if (TH0 >= 7)
{
Data[i] |= 0x80;
}
}
}
}
}
以为完了?当然没有
小编的代码里面并没有处理4组数据,是因为每个人使用的显示的东西不同,小编是使用的0.96寸的OLED来处理的4组数据,有些人可能会使用数码管来显示。因为这儿只是讨论红外,所以并没有介绍到其他的东西。
(以下仅仅代表个人看法,如果有大佬愿意指导在下,感恩不尽!)
对于这四组数据,我最开始使用的遥控器上的 0 — 9 这10个数据的第三组数据是顺序连着的。
例如:
0 的数据码如果是 0x10 ,那么 1 的数据码就是 0x11 。
但是,我换了一个遥控器之后,0 — 9 的数据码并不是连在一起的,所以,目前的我认为,不能光看了 0 的数据码就可以判断 1 — 9 的数据码,而需要实事求是的每一个去验证。
谢谢大家!