摘  要： 傳統(tǒng)的紅外遙控器解碼，需要預(yù)知發(fā)射端紅外編碼格式，不同的編碼格式軟件不通用，可移植性差。通過(guò)對(duì)遙控器紅外信號(hào)的采集、分析，提出基于AT87C52單片機(jī)外部中斷，利用HS0038紅外線接收器的紅外遙控器的解碼軟件的設(shè)計(jì)及其應(yīng)用，可以在不掌握遙控器的編碼格式的情況下，破譯每個(gè)鍵的紅外編碼，進(jìn)而將其擴(kuò)展為單片機(jī)的鍵盤(pán)系統(tǒng)。其程序通用性好，裝置集成化高，可以方便地應(yīng)用于其他紅外遙控接收裝置。
關(guān)鍵詞： 單片機(jī)；外部中斷；紅外遙控器；解碼；鍵盤(pán)

　紅外遙控器是一種無(wú)線的、非接觸控制裝置，具有抗干擾能力強(qiáng)、信息傳輸可靠、功耗低、成本低的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于日常生活和工業(yè)中[1]。由于不同公司生產(chǎn)的遙控器編碼碼制往往不同，通常不可移植。考慮到C語(yǔ)言與匯編語(yǔ)言相比具有書(shū)寫(xiě)方便易于開(kāi)發(fā)等特點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)單的紅外線接收電路，通過(guò)C語(yǔ)言軟件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)萬(wàn)用遙控器的解碼，可以方便地應(yīng)用于其他紅外遙控設(shè)備。
1 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
1.1 紅外信號(hào)的構(gòu)成
　紅外通信主要由發(fā)射和接收兩部分組成。發(fā)射端將待發(fā)送的二進(jìn)制信號(hào)編碼成一系列脈沖串信號(hào)，通過(guò)紅外發(fā)射管發(fā)送。接收端接收信號(hào)的同時(shí)，對(duì)紅外信號(hào)進(jìn)行放大、檢波、整形后得到TTL電平編碼，送入單片機(jī)處理[2]。紅外發(fā)射二極管發(fā)送的信號(hào)是頻率為38 kHz的間斷脈沖串，相當(dāng)于用二進(jìn)制信號(hào)的編碼乘以頻率為38 kHz的脈沖信號(hào)得到的間斷脈沖串。如圖1所示，A是二進(jìn)制信號(hào)的編碼波形，B是頻率為38 kHz周期為26 μs的連續(xù)脈沖串，C是經(jīng)調(diào)制后的間斷脈沖串(相當(dāng)于C=A×B)，用于紅外發(fā)射二極管發(fā)送的波形。圖1中，待發(fā)送的二進(jìn)制數(shù)據(jù)為101。
1.2 紅外發(fā)射接收部分設(shè)計(jì)
　本文采用的紅外遙控器共6個(gè)鍵，分別是開(kāi)關(guān)、震動(dòng)、氣泡、定時(shí)、加溫、減溫。接收的部分選用HS0038紅外接收探頭，接收頻率為38 kHz、周期為26 μs的紅外信號(hào)。HS0038是黑色環(huán)氧樹(shù)脂封裝，不受日光、熒光燈等光源干擾，內(nèi)附磁屏蔽，功耗低，靈敏度高。在用小功率發(fā)射管發(fā)射信號(hào)的情況下，其接收距離可達(dá)35 m；它能與TTL、CMOS電路兼容；HS0038為直立側(cè)面收光型，同時(shí)能對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、檢波、整形得到TTL電平的編碼信號(hào)。3個(gè)管腳分別是地、＋5 V電源、解調(diào)信號(hào)輸出端。
　紅外解碼電路如圖2所示，當(dāng)HS0038接收到紅外信號(hào)時(shí)，輸出端輸出脈沖，觸發(fā)三極管導(dǎo)通，發(fā)光二極管通電發(fā)光[3]，這樣可以直觀地看到發(fā)射、接收部分是否正常工作。輸出端接AT87C52單片機(jī)的T0口，下降沿觸發(fā)T0計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)[4]。

2 解碼方案
　單片機(jī)T0口接收到脈沖下降沿后，T0計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，下一次下降沿觸發(fā)計(jì)數(shù)器停止，并把結(jié)果存在預(yù)先設(shè)置好的數(shù)組中。數(shù)組里面的數(shù)字代表一個(gè)信號(hào)的長(zhǎng)短。雖然不同廠商的紅外遙控器編碼形制不同，但在所有的編碼中，0、1信號(hào)只有長(zhǎng)度的區(qū)別。根據(jù)這個(gè)原理，對(duì)采集到的信號(hào)組進(jìn)行分析，定義長(zhǎng)的信號(hào)為1，短的信號(hào)為0。反復(fù)實(shí)驗(yàn)就得到各個(gè)按鍵的編碼，破解后的遙控器可以用作單片機(jī)的擴(kuò)展鍵盤(pán)。圖3為解碼程序主流程圖。

　void int1()
{
       IT0=1；  //下降沿觸發(fā)外部中斷IT0；
           EX0=1； //允許外部中斷；
           EA=1；  //CPU中斷總允許；
}
           void main()
{
           int i=0，j=0；  //設(shè)置變量；
           int1()；      //初始化；
           TMOD=0x01；//定時(shí)模式；
           TH0=0；    //計(jì)數(shù)器高8位清零；
           TL0=0；    //計(jì)數(shù)器低8位清零；
           TR0=1；    //開(kāi)啟定時(shí)器；
           Running=0； //設(shè)置引導(dǎo)碼標(biāo)志位，初始值為“0”；
           Time=0；   //接收次數(shù)
}
　for(i=0；i<32；i++)
{   
　calendar[i]=0； //清空信號(hào)存儲(chǔ)數(shù)組
}
}
void s_int0(void) interrupt 0 using 0：//外部中斷T0[5]
  int th，tl； //設(shè)置變量用于暫時(shí)存儲(chǔ)計(jì)數(shù)器里的數(shù)值
             TR0=0； //關(guān)閉定時(shí)器；
 if(running==0) //判斷引導(dǎo)碼標(biāo)志位的數(shù)值是否為“0”
     {
    running=1；   //標(biāo)志位置“1”；
      }
   else         //已經(jīng)接收過(guò)引導(dǎo)碼；
   {
        th=TH0；
        tl=TL0；
        calendar[time]=th*256+tl； //高8位與低8位整合
為一個(gè)數(shù)，存入數(shù)組中；
         time++ ；  //采樣次數(shù)標(biāo)志位加1；
        if(time>=32) //判斷是否采集夠32位
          {
               EA=0；  //關(guān)總中斷；
               EX0=0；//關(guān)外部中斷；
　        }
    }
        TH0=0；   //計(jì)數(shù)器高8位清零；
        TL0=0；   //計(jì)數(shù)器低8位清零；
    TR0=1；  //開(kāi)啟定時(shí)器；
}
　數(shù)據(jù)分析：以開(kāi)關(guān)鍵為例，采到的數(shù)據(jù)如表1所示。

　由表1可以看出，開(kāi)頭與結(jié)尾的3個(gè)信號(hào)時(shí)間比較長(zhǎng)，其余的信號(hào)可分為兩種(大約是1 100和2 200)。開(kāi)頭的13 521是引導(dǎo)碼，結(jié)尾的40 498和11 235是終止碼。把2 200定義為邏輯1，1 100定義為邏輯0，得到第一個(gè)鍵碼制為00FF30CF。用同樣的方法得到其他鍵的碼值分別為00FF10EF、00FF20DF、00FF00FF、00FF807F、00FFA05F。前16位相同，是客戶代碼。
3 應(yīng)用
　遙控器解碼之后，可以通過(guò)單片機(jī)將其用于其他裝置(此系統(tǒng)已成功應(yīng)用于本實(shí)驗(yàn)室的微機(jī)繼電保護(hù)系統(tǒng)中)。由于計(jì)數(shù)器低8位的數(shù)值對(duì)整體影響不大，本文根據(jù)高8位的數(shù)值判斷收到的信號(hào)為0或1，根據(jù)之前測(cè)得脈沖范圍，規(guī)定TH0接收的數(shù)值在0x07~0x09之間，鍵位碼為1；數(shù)值在0x02~0x05之間，鍵位碼為0。如此循環(huán)即可得到一個(gè)完整的碼值。然后進(jìn)入功能實(shí)現(xiàn)區(qū)，用戶可以根據(jù)自己的需要，定義鍵位功能，具有很高的靈活性。
應(yīng)用部分軟件設(shè)計(jì)：
(1)讀鍵位循環(huán)的代碼如下：
 void s_int0(void)interrupt 0 using 0
　{      int th，tl；
        th=TH0；
         tl=TL0；
        calendar[time]=th*256+tl；
          if((TH0>=0x07)&&(TH0<=0x09)) 
 //如果高8位數(shù)值在0x07~0x09之間；
       {codegroup=(codegroup*2+1)； //在鍵位碼結(jié)尾加1；
        }       
    else if((TH0>=0x02)&&(TH0<=0x05))
//如果高8位數(shù)值在0x02~0x05之間；
      { codegroup=codegroup*2； //在鍵位碼結(jié)尾加0；
      }    
            else{leader=0；}
                 time++；
           }
(2)鍵位功能代碼如下：
if(code1==0x30CF)    //讀鍵位碼
      {     while(code1==0x30CF)； //確認(rèn)鍵位碼
         code1=0；      //清空碼值，等待下一次按鍵
            (實(shí)現(xiàn)功能1)
　   }
 if(code1==0x10EF)
      {  while(code1==0x10EF)；
        code1=0；
        (實(shí)現(xiàn)功能2)
…………………………
    if(code1==0x00FF)
      { while(code1==0xA05F)；
           code1=0；
         (實(shí)現(xiàn)功能6)
        }
基于AT87C52單片機(jī)的萬(wàn)能遙控器解碼及其應(yīng)用，提出了一種簡(jiǎn)易的紅外遙控器解碼方法，此法可以在完全不知遙控引導(dǎo)碼和結(jié)束碼使用的編碼規(guī)則的情況下，直接解碼，自主定義1和0。具有操作簡(jiǎn)便，可移植性強(qiáng)的特點(diǎn)。
參考文獻(xiàn)
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[2] 盧靈，劉遠(yuǎn)峰．紅外通信技術(shù)在溫濕度變送器上的應(yīng)用[J]．微計(jì)算機(jī)信息，2010(9-2)：158-160.
[3] 童詩(shī)白，華成英．模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(第四版)[M].北京：高等教育出版社，1980.
[4] 魏立峰，王寶興．單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)[M].北京：北京大學(xué)出版社，2006.
[5] 馬忠梅，籍順心，張凱，等.單片機(jī)的C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)(第四版)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007.