Transcript 红外遥控器的研究

红外遥控器的研究
吕书畅，江卫靖，唐晓杰，李浩然，
郑梧俊，谢思宸，王姿雯
研究背景和发展现状
•
随着电视的普及，电视遥控器也随之普及开
来。而目前产品智能化进程加快，遥控技术也
逐渐成为信息产业的一大热点。而红外遥控器
以其独特的功能在小范围的遥控设备中具有显
著优势，。
• 红外线遥控器利用波长 0.76μm～1.5μm之间
的近红外线来传送控制信号。红外线的特点是
不干扰其他电器设备工作，也不会影响周边环
境。电路调试简单，若对发射信号进行编码，
可实现多路红外遥控功能。
研究目的和内容
•
对红外遥控器的研究，是依托于单片机小
车这个项目展开，研究TC9012的编解码对
于项目有直接帮助，并且通过这个研究，
有助于其他红外设备的电路设计和程序设
计。
• 研究TC9012的芯片，以及遥控器内部的电
路，同时具体研究TC9012的信号收发，即：
编解码的模式。以及结合单片机小车的项
目，编写遥控器控制直流电机的程序。
TC9012
• pin 1-4 : KI0-4 : 键盘扫描输入；
• pin 5：REM：带载波的遥控信号输
出，就是发射信号波形的硬件；
• pin 6 :VDD : 电源正端（2-4V）典型
值为3V；
• pin 7 :NC : 空脚；
• pin 8-9 :OSCO,OSCI : 晶振的输出输
入，内部定时，为输出信号计时，
定时；
• pin 10 :VSS : 电源负端
• pin 11：LAM : 指示灯输出
• pin 12-19 :KO0-7 : 8位输出脚
• pin 20 :SEL : 编码选择跳线
电路分析
• 1.矩阵键盘
• 矩阵键盘在遥控器上表现为按键，
这里的遥控器分为32键，而单片机
中使用21键，原理相同，如右图2：
• 以32键为例，KI口有四个，KO口
有八个，用visio描述矩阵键盘的模
块电路如图3： 按键的作用即确定
数据码的八位，与引导码，客户码
共同形成发射码经REM中形成波形，
发射出去。
• 下表详细描述了每一个按键对应
的数据码：如按下K17则对应8位数
据码为00010100，即14H
REM发射装置
•
REM接收到引导
码，两个8位用
户码，8位数据
码和8位数据反
码组成一个32位
的发射码，转化
成波形发射出去，
波形为方波。
• 注：详细电路图
如图4：
红外收发
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1、编码模式
TC9012的编码由引导码，用户码，（客户码），用户码反码，数据码，数据码反码和SY同步
位组成。
引导码，通常来讲是由4.5ms的载波加上4.5ms的载波关断波形，或是9ms加上4.5ms的载波关
断波形组成。引导码通常置于用户码数据码的前端，作为引导，其作用就是提示接收器开始
接收，即当开始接收时，先接收到引导码，且检测到高电平，之后当第二次接收到高电平，
即开始处理波形，转换成相应的电平值。
用户码：用户码对于一个TC9012红外遥控器来讲是固定的，它由8位数据组成S0-S7，由“SEL”
和KO0-KO7的连接确定，如下图5：
而由上节中电路可以发现“SEL”和KO7相连，S0-S2由连接确定，S3固定为“1”，
S4-S7固定为“0”，故用户码为：11110000。
数据码：数据码是关键所在，数据码是按键确定的，在上节中已经介绍了矩阵键盘生成数据
码的机制。
同步码：生成一个0.56ms的载波，用来标志最后一位的编码为0或1，下面结合波形会详细说
明。
编码波形
• 当然32位数据确定了，要把它转换成波形发射
出去，让接收端接收，才能完成遥控通信。下
面就介绍如何形成波形。
• 8位数据码只有“0”和“1”两种情况，在波
形中体现为高低电平。这里采取PPM脉冲位置
调制方式来区分“0”和“1”，见下图：
解码
•
解码即红外接收编码，并且将波形转化为原
始数据的过程。在TC9012中，接收波形时，是
波形下降沿接收，即低电平接收，并且接收的
是数据的反码（高电平发送，接收时为低电平）
故解码时，通过记录相邻两个低电平的时间并
分析来确定这一位的数据。
• 显然，上述说法存在两个问题，第一，如何
记录ms级的时间，第二，真正的波形每个数据
的时间长度都不同，不可能都是准确的
1.125ms或2.25ms。而这两个问题的解决将会
在下章与单片机结合的具体实例中解决。
51 MCU
• 1.红外接收和处理
• 对于接收到的波形，上章提到下降沿开始接收，那
么在单片机中使用12Mhz的晶振设计一个定时器中
断，进入中断一次为0.256ms，进入一次计数一次，
这样数据“0”为1.125ms，这样计数次数为
1.125/0.256=4.4,而数据“1”为2.25ms，计数次数为
2.25/0.256=8.8，这样取一个中值（1.125+2.25）
/2/0.256=6.6，取7，低于7的认为是数据“0”，高
于7的认为是数据“1”。这样通过一个定时器中断
就成功解决了前面提到的两个问题。
当然我们需要通过外部中断来触发定时器中断，并
记录每位数据的计数值，来处理。在单片机中表现
为P3^2口与红外接收器引脚相连
工作流程框架
1、遥控器按下1或2或3键，单片机红外接收
装置接收波形并分析；
2、经过中断的分析和处理使得P1^0-P1^3引
脚产生对应的电平值；
3、P1^0-P1^3引脚通过杜邦线连接L298N7电
流放大器，并从L298N7引出线焊接到四个
马达上（这里因为L298N7只能连接2个马达，
这样通过一个简单的并联电路设计成四轮驱
动），因为4个引脚有不同的电平值，形成
电势差，驱动马达，使小车简单前进后退。
参考文献
• [1] 《TC9012红外》.深圳市明芯微电子有限
公司
• [2] 《LY-51S 单片机开发板指导教程》.上海
朗译电子科技有限公司
• [3] 《遥控器原理》.百度文库
• [4] 《K38hz红外发射与接收》.百度文库
• [5]《红外编码彻底解析》.百度文库