51微控制器紅外通訊

本文是武漢市海聯天下物聯網****技術團隊內部學習筆記，將詳細講解紅外遙控的基本原理以及51微控制器如何利用外部中斷和定時器0對紅外訊號進行解碼。——技術部張傲

使用紅外遙控器對準hl-stc51開發板紅外置收頭，按下不同的按鍵，在開發板數碼管上將顯示對應按鍵的數字。

8位位址碼，8位命令碼；

完整發射兩次位址碼和命令碼，以提高可靠性；

脈衝時間長短調製方式；

38khz載波頻率;

位時間1.12ms（邏輯0）或2.25ms（邏輯0）;

nec協議根據脈衝時間長短解碼。每個脈衝為560us長的38khz載波（約32個載波週期）。邏輯「1」脈衝時間為2.25ms，邏輯「0」脈衝時間為1.12ms。推薦的載波週期為1/4或者1/3。

nec協議規定低位首先傳送，如上圖所示的情況，傳送的位址碼為「59」，命令碼為「16」。每次傳送的資訊首先是用於調整紅外置收器增益的9ms agc（自動增益控制）高電平脈衝，接著是4.5ms的低電平，接下來便是位址碼和命令碼。位址碼和命令碼傳送兩次，第二次傳送的是反碼（如：1111 0000的反碼是0000 1111），用於驗證接收的資訊的準確性。

sbit ir=p3
^2;sbit smg_duan =p3^
4;

ir與數碼管段顯示可根據原理圖來定義：

紅外置收管的輸入引腳與微控制器p32引腳相連，而p32又是微控制器外部中斷0引腳。使用數碼管第一位顯示解碼的提示資訊，數碼管第一位的使能腳與微控制器p34引腳相連，檢視原理圖定義引腳後，便於理解接下來的**。

使用定時器0作為紅外置收端脈衝寬度檢測計數器，將定時器0初始化為工作方式2,8位自動過載。定時器初值為0，則256個計數週期產生溢位中斷，定時器每計數1次的時間為=1s/(sysclk/12)=1.085us；因此每次溢位的時間為=1.085us*256=0.277ms。

void
tim0init
(void
)//定時器0初始化

定時器0中斷服務函式，中斷服務函式中對全域性變數irtime進行++操作，由上面的分析可知，irtime每加1表示的時間長度為0.277ms，即irtime*0.277則表示測量到的時間長度。

void
tim0_isr
(void
) interrupt 1 using 1

因此，對於紅外引導碼的檢測可以使用如下函式進行：

if
(irtime <
63&& irtime >=33)
//引導碼 tc9012的頭碼，9ms+4.5ms
...

在下圖中可以觀察到紅外每次傳送會有9ms+4.5ms的頭碼，if語句中的作用就是判斷是否接收到引導碼，irtime>=33等價於定時時長=33*0.28ms=9.24ms，同理irtime<17.64ms。

注意：紅外發射訊號與紅外置收訊號極性是相反的，微控制器解碼的訊號時紅外置收頭接收到的訊號！

一體化紅外置收頭與微控制器p32引腳（外部中斷引腳）相連。外部中斷初始化為下降沿觸發。紅外置收頭預設為高電平，在檢測到38k紅外遙控載波訊號時輸出低電平，微控制器外部中斷引腳加測到外部有高到低的變化（下降沿）則觸發中斷，使進入中斷處理函式。

外部中斷0初始化函式

void
ex0init
(void
)

外部中斷服務函式

void
ex0_isr
(void
) interrupt 0
//外部中斷0 服務函式
}else
}

第一次觸發外部中斷後，startflag初始值為0，進入else語句，初始化irtime的值並將startflag置1，引導碼結束時下降沿觸發第二次中斷，因為startflag已經置1，則直接進入if條件句，此時的irtime剛好為引導碼的時間（引導碼的實際時間存在偏差），如果irtime的值介於33和63之間，則把i置0，並將irtime的值寫入irdata陣列中的第一位，此時正式開始接收位址碼和命令碼，位址碼和命令碼的下降沿引發中斷，每次中斷會將irtime置0，且將i+1，依次把位址碼和命令碼填入irdata陣列中，直到填滿33個，33個是由引導碼加上位址碼、位址碼反碼、命令碼、命令碼反碼構成的，位址碼和命令碼每個位元組含有8位。當i==33時，表示接收完，微控制器進入資料處理。

void
ircordpro
(void
)//紅外碼值處理函式
k++;//迴圈8次得到乙個完整的位元組 
} ircord[i]
= value;
//將讀到的完整位元組賦值給ircord陣列
value =0;
} irpro_ok =1;
//處理完畢標誌位置1
}

陣列ircord中ircord[2]是接收到的命令碼，根據紅外遙控器的鍵碼值判斷按下的是哪個鍵，從而控制數碼管進行顯示：

void
ir_work
(void
)//紅外鍵值轉數碼管顯示
break
;case
0x18
:break
;case
0x5e
:break
;case
0x08
:break
;case
0x1c
:break
;case
0x5a
:break
;case
0x42
:break
;case
0x52
:break
;case
0x4a
:break
;default
:break;}
irpro_ok =0;
//處理完成標誌
}

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