基于STC89C52單片機(jī)對(duì)多功能學(xué)習(xí)遙控器的設(shè)計(jì)

強(qiáng)龍君　周戰(zhàn)輝　李勉　張立珍

摘 要：本文主要根據(jù)STC89C52單片機(jī)提出了一種可以用過(guò)學(xué)習(xí)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)多種家電進(jìn)行控制的一種紅外多功能學(xué)習(xí)型遙控器的。

關(guān)鍵詞：紅外遙控器；學(xué)習(xí)型；紅外控制

學(xué)習(xí)型遙控器，主要學(xué)習(xí)基于紅外發(fā)射控制的遙控器。學(xué)習(xí)型遙控器有3種狀態(tài)：紅外學(xué)習(xí)狀態(tài)，紅外發(fā)射狀態(tài)，紅外編碼查看狀態(tài)。紅外發(fā)射狀態(tài)：開(kāi)機(jī)默認(rèn)為發(fā)射模式，也可以通過(guò)發(fā)射鍵切換為該模式，再通過(guò)按鍵，就可以發(fā)射學(xué)習(xí)到的紅外遙控器編碼并顯示在液晶屏上；紅外學(xué)習(xí)狀態(tài)：通過(guò)學(xué)習(xí)鍵切換為該模式，遙控器發(fā)射頭對(duì)準(zhǔn)模塊的紅外線一體化接收頭，按遙控器上的按鍵，可以學(xué)習(xí)到電視機(jī)、DVD機(jī)、遙控風(fēng)扇、遙控?zé)崴?、LED遙控?zé)舻冗b控器，并具有掉電保存，保存在STC單片機(jī)的內(nèi)部。紅外編碼查看模式：通過(guò)解碼鍵切換為該模式，按遙控器上面的按鍵就可以查看到該按鍵的紅外編碼并通過(guò)液晶顯示出來(lái)。

1 功能模塊

3 基本原理

當(dāng)我們家庭中的紅外遙控器的一個(gè)按鍵按下時(shí)，遙控器發(fā)射出一組串行二進(jìn)制編碼脈沖，該脈沖由引導(dǎo)碼、系統(tǒng)碼、功能碼和反碼組成，我們?cè)O(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)型紅外遙控器通過(guò)學(xué)習(xí)這些編碼以及碼長(zhǎng)便可替代家庭中使用的紅外遙控器。學(xué)習(xí)型遙控器的紅外接收器負(fù)責(zé)紅外信號(hào)的接收和放大并解調(diào)出TTL電平信號(hào)送至單片機(jī)進(jìn)行處理，單片機(jī)通過(guò)比較和識(shí)別接收來(lái)的紅外遙控編碼并記憶存儲(chǔ)，當(dāng)學(xué)習(xí)型遙控器的按鍵按下時(shí)，單片機(jī)接受到信號(hào)，使紅外發(fā)射模塊發(fā)射出學(xué)習(xí)到的紅外編碼，來(lái)替代家庭中的遙控器。

4 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。應(yīng)用編/解碼專用集成電路芯片來(lái)進(jìn)行控制操作。發(fā)射部分包括鍵盤(pán)矩陣、編碼調(diào)制、LED紅外發(fā)送器；接收部分包括光、電轉(zhuǎn)換放大器、解調(diào)、解碼電路。

5 遙控發(fā)射器及其編碼

遙控發(fā)射器專用芯片很多，根據(jù)編碼格式可以分成兩大類，這里以運(yùn)用比較廣泛，解碼比較容易的一類來(lái)加以說(shuō)明，現(xiàn)以日本NEC的uPD6121G組成發(fā)射電路為例說(shuō)明編碼原理（一般家庭用的DVD、VCD、音響都使用這種編碼方式）。當(dāng)發(fā)射器按鍵按下后，即有遙控碼發(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”。

上述“0”和“1”組成的32位二進(jìn)制碼經(jīng)38kHz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(guò)紅外發(fā)射二極管產(chǎn)生紅外線向空間發(fā)射。

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(shí)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(shí)別碼固定為十六進(jìn)制01H；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(shí)間隨它包含的二進(jìn)制“0”和“1”的個(gè)數(shù)不同而不同，大約在45～63ms之間。

當(dāng)一個(gè)鍵按下超過(guò)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(gè)引導(dǎo)碼（9ms），一個(gè)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(guò)108ms仍未松開(kāi)，接下來(lái)發(fā)射的代碼（連發(fā)碼）將僅由起始碼（9ms）和結(jié)束碼（2.25ms）組成。

6 遙控信號(hào)接收

接收電路使用一種集紅外線接收和放大于一體的一體化紅外線接收器，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(hào)兼容的所有工作，而體積和普通的塑封三極管大小一樣，它適合于各種紅外線遙控和紅外線數(shù)據(jù)傳輸。

接收器對(duì)外只有3個(gè)引腳：OUT、GND、VCC與單片機(jī)接口非常方便。

8 總結(jié)

本次設(shè)計(jì)，我們對(duì)整個(gè)遙控器系統(tǒng)的進(jìn)行了深入的了解，并對(duì)其進(jìn)行了整體規(guī)劃，分別劃分為STC89C52控制器模塊、紅外接收電路模塊、紅外發(fā)射電路模塊、復(fù)位電路模塊、電源電路模塊以及顯示模塊。當(dāng)該系統(tǒng)的模塊確定以后，初步畫(huà)出該系統(tǒng)的硬件電路原理圖，經(jīng)過(guò)確定以后，就開(kāi)始了硬件電路的焊接。經(jīng)過(guò)對(duì)焊接的電路運(yùn)行和測(cè)試成功后，則對(duì)軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)。