紅外收發基礎

2022-01-09 21:11:22 字數 3128 閱讀 5147

紅外光:

只要溫度高於絕對零度(-273.15℃)的物體都會發出紅外光,因此它是無處不在的。肉眼不可見。

波長:

紅外發射管常見的波長有850nm和940nm兩種比較常見

頻率:

發射端以乙個固定頻率來發射紅外光,一般以37.91khz比較常見,也有的地方自接說成是38khz。同時,接收端只能識別該頻率下的訊號,只要發射端與接收端的頻率正負相差不超過1khz,都是可以正常通訊的;如果相差超高2khz,會出現失靈或者距離短等情況。

原理:紅外光的光譜位於紅色光之外,比紅色光的波長還長,這樣的光被稱為紅外線,其肉眼不可見。可以使用手機攝像頭對準紅外光發射器即可鋪捉到紅外光的存在。

紅外遙控是利用紅外線進行傳遞資訊的一種控制系統,紅外遙控具有抗干擾強、電路簡單、編碼及解碼容易、功耗小、成本低的優點。

紅外遙控其實就是乙個紅外發光二極體和乙個紅外置收管組成

紅外傳輸時使用38khz作為載波,發射端通常保持低電平不傳送,高電平傳送的是38khz的波

紅外包括紅外發射管和紅外置收管

紅外發射管:

與普通發給二極體(led)相識,但其發出的光是不可見的

紅外置收管1

可能存在兩種結構,原理圖1中d1二極體預設不導通,如果接收到紅外訊號時二極體的電阻會大大降低,而實現導通。

紅外置收管2

該模組有三個引腳,功能比前面的大大增強。它的內部電路包括紅外監測二極體,放大器,限幅器,帶通濾波器,積分電路,比較器等。通過內部電路,還原處發射端的訊號波形,可以直接被微控制器使用。因此也被稱為一體化紅外置收頭。也就是說,它輸出的是符合數位電路要求的數碼訊號,可以直接拿來使用。所以,雖然外型上只多了乙個引腳,但實際內部功能增加了很多很多,大大簡化了電路設計者的工作。另外,此類接收頭的內部放大增益比較大,很容易引起干擾,因此一般廠家建議在供電腳上加上4.7uf以上的電容進行濾波。

常用型號有irm3638、hs0038和vs1838等。其介面電路如下所示

管子裡面整合了紅外置收器的濾波和放大功能,基本不用什麼外圍電路了,用起來簡單。通常只需要做或者不做電源電容濾波電路即可。

紅外置收模組的out引腳可以直接接到微控制器io口上。

1. 紅外光是載體,需要通過此載體實現資料互動,必須存在資料協議

2. 協議的最終都是為完成0或1的指令傳送

3.常見有:itt協議、nec協議、nokia nrc協議、sharp協議等

nec協議發射端:

遙控器內部一般會使用455khz的晶體作為**源,通過內部分頻電路將其調製為頻率37.91khz、占空比三分之一的**訊號。遙控器閒置是,發射端無輸出。當有按鍵按下時,會傳送一串訊號驅動紅外發射端發射紅外線,訊號格式如下:一段引導碼、兩個位元組的使用者碼(廠家定義)、乙個位元組的按鍵資料、乙個位元組的按鍵資料反碼,最後跟乙個停止位(程式設計時基本不考慮)。

資料格式包括了引導碼、使用者碼、使用者反碼、資料碼、資料反碼,編碼總共佔32位。其中使用者碼和使用者反碼(資料碼和資料反碼)他們的關係是按位取反相等。其主要用於糾錯。資料傳輸低位在前。

發射端的編碼:

nec協議接收端:

閒置時輸出高電平,當收到37.91khz的紅外時,接收端調製出的訊號時低電平,無紅外光時,又恢復到高電平。所以,將發射端的訊號全部取反則為接收端的接收訊號。

接收端紅外訊號解析與輸出:

空閒狀態下引腳輸出高電平

當表示乙個bit位為0時,先輸出乙個0.56ms的低電平,然後輸出乙個0.565ms的高電平;

當表示乙個bit位為1時,先輸出乙個0.56ms的低電平,然後輸出乙個1.690ms的高電平。

起始嗎:9ms的載波+4.5ms的空閒,對於接收來說的話,就是9ms低電平+4.5ms的高電平作為資料的起始訊號。

位元值0:560us的載波+560us的空閒,對於接收,載波就是低電平

位元值1:560us的載波+1.68ms的空閒,對於接收,載波就是低電平

接收端程式設計:

檢測低電平和高電平的時間,通過時間即可得到起始碼和位元1、位元0的資料。

首先判斷電平變化,然後開啟計時,再次等待電平變化停止計時

檢測低電平:

首先檢測到底電平的出現後立即開始計時,如果檢測到高電平停止本次計時,儲存計時時間,並開始高電平計時,再次等待到低電平,則表示一次乙個bit位接收完畢。

方法1:

方法2通常我們只需要判斷兩個下降沿的時間就可以了,最大時間不可超過9+4.5ms,最小不可小於560us+560us

以是否有紅外訊號輸出/判斷高低電平

接收端程式設計思路:

通過兩個下降沿計算到時間間隔,可以判斷到接收到的訊號時0還是1

傳送程式設計思路:

傳送端傳送高電平其實是38khz的高低電平組成的

定時器設定為38khz中斷,如果要傳送則在中斷計數裡一直取反傳送端(連線紅外燈)的電平,實現傳送高電平(接收端識別為低電平)的資料,如果傳送低電平則延時不動作。

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