单片机学习笔记---红外遥控(外部中断)

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了单片机学习笔记---红外遥控(外部中断)。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

目录

红外遥控简介

硬件电路

基本发送与接收

NEC编码​​​​​​​

遥控器键码

复习外部中断和定时器


红外遥控简介

红外遥控是利用红外光进行通信的设备,由红外LED将调制后的信号发出,由专用的红外接收头进行解调输出

通信方式:单工,异步

红外LED波长:940nm

通信协议标准:NEC标准

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上图第三种图就是红外接收头(可以拔下来的)

硬件电路

发送部分

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以上是两种电路

我们先来看第一个电路

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当两个三极管同时导通的时候,IN是低电平,LED是以38KHZ闪着亮的。

这样是为了抗干扰,因为自然界中有很多红外光(比如太阳会发出很强的红外光,如果这个LED直接发出连续的红外光,那这个红外光会淹没在太阳光之中。接收头就没办法判断了,这样的话接收头被太阳照一下就有键码值了,这样子肯定是不行的,所以我们让它以38KHZ这个频率闪着亮,和自然界中的红外光区分开来,我们接收头再把这38KHZ的频率提出来,用个滤波器把38KHZ的频率分量提出来,然后再进行一个放大,然后再把这个频率滤掉,就能够在自然界这个连续不断的红外光中传递这个38KHZ的通讯信号了,这就是调制的目的,就是为了和自然光中的红外光区分。调制过程就是将38KHZ和高低电平进行叠加。

再来看第二个电路

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如果IN输入低电平,LED就亮,如果给高电平的话这个灯就不亮。发送的时候就需要程序来时序“以38KHZ闪着亮”的这样一个波形的功能。我们可以把这个IN端接在单片机的IO口上,但是要求这个IO口能直接输出这种波形,高电平1就是连续的1,低电平的话就是38KHZ的方波给这个LED,它也能实现“以38KHZ闪着亮”的功能,这就是高低电平调制的过程。

但是我们这个开发板上并没有发送部分的电路,所以只能用开发板配的遥控器进行发送

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所以我们主要了解它的接收部分(这是个一体化的红外接收头)

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我们把这个红外接收头输出的波形进行解码,然后读取里面的键码值,就可以完成本节的任务。

这个接收部分其中是有一个单独的一个红外接收LED的,这个LED是一个黑色的红外接收管,如果直接用红外接收管的话,那接收的信号就有很多成分了,比如说自然光和闪着亮的这种光都会进来,这样的话在后面还需要进行一个电路操作,比如说你要将自然光给滤掉,然后再对闪着亮的成分进行放大。

因为接收头肯定是不想要这个38KHZ,它只在传递的过程中需要,所以我们接收之后要设计一个滤波电路或者其他的操作把这个滤掉,使我们输出的信号和第一种电路中IN端的输入的信号是一样的,这样就做到把这个信号给发送过来的目的了。

由于信号发送是很快的,每次按键之后就会出现很多的高低电平,并且这高低电平会在几十毫秒内就跑完了。因此我们不能用单片机判断按键那样来个if循环扫描来判断,这样的就太慢了。

为了更快的处理,我们将OUT引脚接在外部中断引脚上(INT0(P32),INT1(P33)),一旦产生一个下降沿,就立马中断对它进行处理,这样的响应实时性很高。

原理图上就把这个OUT接在了P32这个引脚上:

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基本发送与接收

空闲状态:红外LED不亮,接收头输出高电平

发送低电平:红外LED以38KHz频率闪烁发光(接收时高电平还是高电平,低电平滤掉),接收头输出低电平

发送高电平:红外LED不亮,接收头输出高电平

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空闲状态和发送高电平状态是可以区分开的,我们红外发送的时候是以第一个下降沿为开始,之后在一段时间内都是波形,在这一个过程中如果没收到即认为是高电平,等这个波形完了之后,就进入空闲状态,这就是基本的发送和接收。

NEC编码

发送这个高电平和低电平之后,就可以传递信号了,这个时候需要一个企业来制定一个标准,就是怎么来表示这个高电平,以及高电平怎么组合去表示起始信号数据0和1.

这个标准就是NEC编码

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这个NEC标准中不会出现38KHZ的调制。

38KHZ是底层通信时才会有,就当于底层做好了基本的发送高低电平,然后把它封装在一个模块中。

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发送高低电平信号,先调制之后再接收,接收完之后解调输出

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NEC标准是建立在输入信号和输出信号之后,所以NEC的时序图中并不会出现38KHZ。

首先来看一下这个波形,它是按键按下后,接收头OUT引脚输出的波形。

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没按键按下时是,波形是高电平,代表空闲状态。

一旦按键按下后,OUT引脚就会输出一个Star信号(由9毫秒的低电平和4.5毫秒的高电平组成),这个信号相当于告诉单片机这些接触设备有按键过来了,要开始发送数据了,请准备一下。

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Star信号发送完之后会有段长的数据区,表示地址码和控制码这一部分。DATA的格式总共是四个字节,一共是32位。第一个字节就是地址码,就是遥控器的一个标识符,防止不同品牌的遥控器互相用,就是标识遥控器的地址。

然后是一个地址码反码(按位取反),用来数据验证,接收完两个字节后,把第一个字节和第二个字节进行比较,看看是否相等,如果相等就说明接收对了。

再之后就是命令码,这就是我们的键码,按下哪个按键。同样命令码也需要一个反码来进行验证。

因此4个字节(低位在前,高位在后)其实携带的信号只有两个。

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DATA的1和0是怎么表示的呢?

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它是先来一个低电平560us,然后高电平560us,这样就表示逻辑0;

然后低电平560us,然后高电平1690us,这样就表示逻辑1。

这样发完32位数据之后,一帧数据就发完了

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之后就采集OUT引脚的波形,然后对它的时间长度进行分析,就可以得到地址码和命令码了。

之后绿色的数据帧就表示如果你按着按键不放的时候,它先发一个带有数据的这样一个波形,然后还不放手,它就会每个100毫秒就发送一次repeat,就相当于连续按键这个功能。

如果按下立即放手的话就只有前面第一帧的蓝色部分波形。

而repeat的这段波形和Star部分的波形差不多。

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这是示波器实际采样的图(将示波器直接接到接收头的OUT引脚上)

PS:一个格子表示2ms,我们的遥控器的地址码是0000 0000

下降沿是前一个数据位的开始也是后一个数据位的结束,所以发送完最后一位数据之后为了终止会多出来一个下降沿。

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遥控器键码

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接下来复习一下中断的知识。

复习外部中断和定时器

STC89C52有4个外部中断(传统的51单片机只有2个外部中断)

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STC89C52的外部中断有两种触发方式:下降沿触发和低电平触发

本节将用到下降沿触发,我们只需要测一下两个下降沿之间的时间,就可以知道这个信号是起始/逻辑1/逻辑0。

中断号:

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外部中断寄存器

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上图红框里的才是外部中断的控制位

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其实我之前已经详细些过中断系统和定时器的博客了,也写的比较全面的了,大家不懂的可以看看,看过后肯定能让你明白中断系统和定时器的工作原理!

单片机学习笔记---中断系统(含外部中断)-CSDN博客

单片机学习笔记---定时器/计数器(简述版!)_定时计数器ea-CSDN博客

单片机学习笔记---定时器和中断系统如何连起来工作-CSDN博客

以上就是本节的内容,下一篇开始代码演示!代码演示中会涉及定时器和中断系统!文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-834515.html

到了这里,关于单片机学习笔记---红外遥控(外部中断)的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

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