摘  要： 傳統(tǒng)的紅外遙控器解碼，需要預(yù)知發(fā)射端紅外編碼格式，不同的編碼格式軟件不通用，可移植性差。通過對遙控器紅外信號的采集、分析，提出基于AT87C52單片機外部中斷，利用HS0038紅外線接收器的紅外遙控器的解碼軟件的設(shè)計及其應(yīng)用，可以在不掌握遙控器的編碼格式的情況下，破譯每個鍵的紅外編碼，進(jìn)而將其擴展為單片機的鍵盤系統(tǒng)。其程序通用性好，裝置集成化高，可以方便地應(yīng)用于其他紅外遙控接收裝置。
關(guān)鍵詞： 單片機；外部中斷；紅外遙控器；解碼；鍵盤

　紅外遙控器是一種無線的、非接觸控制裝置，具有抗干擾能力強、信息傳輸可靠、功耗低、成本低的特點，廣泛應(yīng)用于日常生活和工業(yè)中[1]。由于不同公司生產(chǎn)的遙控器編碼碼制往往不同，通常不可移植。考慮到C語言與匯編語言相比具有書寫方便易于開發(fā)等特點，本文設(shè)計了一種簡單的紅外線接收電路，通過C語言軟件設(shè)計，實現(xiàn)對萬用遙控器的解碼，可以方便地應(yīng)用于其他紅外遙控設(shè)備。
1 系統(tǒng)的實現(xiàn)
1.1 紅外信號的構(gòu)成
　紅外通信主要由發(fā)射和接收兩部分組成。發(fā)射端將待發(fā)送的二進(jìn)制信號編碼成一系列脈沖串信號，通過紅外發(fā)射管發(fā)送。接收端接收信號的同時，對紅外信號進(jìn)行放大、檢波、整形后得到TTL電平編碼，送入單片機處理[2]。紅外發(fā)射二極管發(fā)送的信號是頻率為38 kHz的間斷脈沖串，相當(dāng)于用二進(jìn)制信號的編碼乘以頻率為38 kHz的脈沖信號得到的間斷脈沖串。如圖1所示，A是二進(jìn)制信號的編碼波形，B是頻率為38 kHz周期為26 μs的連續(xù)脈沖串，C是經(jīng)調(diào)制后的間斷脈沖串(相當(dāng)于C=A×B)，用于紅外發(fā)射二極管發(fā)送的波形。圖1中，待發(fā)送的二進(jìn)制數(shù)據(jù)為101。
1.2 紅外發(fā)射接收部分設(shè)計
　本文采用的紅外遙控器共6個鍵，分別是開關(guān)、震動、氣泡、定時、加溫、減溫。接收的部分選用HS0038紅外接收探頭，接收頻率為38 kHz、周期為26 μs的紅外信號。HS0038是黑色環(huán)氧樹脂封裝，不受日光、熒光燈等光源干擾，內(nèi)附磁屏蔽，功耗低，靈敏度高。在用小功率發(fā)射管發(fā)射信號的情況下，其接收距離可達(dá)35 m；它能與TTL、CMOS電路兼容；HS0038為直立側(cè)面收光型，同時能對信號進(jìn)行放大、檢波、整形得到TTL電平的編碼信號。3個管腳分別是地、＋5 V電源、解調(diào)信號輸出端。
　紅外解碼電路如圖2所示，當(dāng)HS0038接收到紅外信號時，輸出端輸出脈沖，觸發(fā)三極管導(dǎo)通，發(fā)光二極管通電發(fā)光[3]，這樣可以直觀地看到發(fā)射、接收部分是否正常工作。輸出端接AT87C52單片機的T0口，下降沿觸發(fā)T0計數(shù)器計數(shù)[4]。

2 解碼方案
　單片機T0口接收到脈沖下降沿后，T0計數(shù)器計數(shù)，下一次下降沿觸發(fā)計數(shù)器停止，并把結(jié)果存在預(yù)先設(shè)置好的數(shù)組中。數(shù)組里面的數(shù)字代表一個信號的長短。雖然不同廠商的紅外遙控器編碼形制不同，但在所有的編碼中，0、1信號只有長度的區(qū)別。根據(jù)這個原理，對采集到的信號組進(jìn)行分析，定義長的信號為1，短的信號為0。反復(fù)實驗就得到各個按鍵的編碼，破解后的遙控器可以用作單片機的擴展鍵盤。圖3為解碼程序主流程圖。

　void int1()
{
       IT0=1；  //下降沿觸發(fā)外部中斷IT0；
           EX0=1； //允許外部中斷；
           EA=1；  //CPU中斷總允許；
}
           void main()
{
           int i=0，j=0；  //設(shè)置變量；
           int1()；      //初始化；
           TMOD=0x01；//定時模式；
           TH0=0；    //計數(shù)器高8位清零；
           TL0=0；    //計數(shù)器低8位清零；
           TR0=1；    //開啟定時器；
           Running=0； //設(shè)置引導(dǎo)碼標(biāo)志位，初始值為“0”；
           Time=0；   //接收次數(shù)
}
　for(i=0；i<32；i++)
{   
　calendar[i]=0； //清空信號存儲數(shù)組
}
}
void s_int0(void) interrupt 0 using 0：//外部中斷T0[5]
  int th，tl； //設(shè)置變量用于暫時存儲計數(shù)器里的數(shù)值
             TR0=0； //關(guān)閉定時器；
 if(running==0) //判斷引導(dǎo)碼標(biāo)志位的數(shù)值是否為“0”
     {
    running=1；   //標(biāo)志位置“1”；
      }
   else         //已經(jīng)接收過引導(dǎo)碼；
   {
        th=TH0；
        tl=TL0；
        calendar[time]=th*256+tl； //高8位與低8位整合
為一個數(shù)，存入數(shù)組中；
         time++ ；  //采樣次數(shù)標(biāo)志位加1；
        if(time>=32) //判斷是否采集夠32位
          {
               EA=0；  //關(guān)總中斷；
               EX0=0；//關(guān)外部中斷；
　        }
    }
        TH0=0；   //計數(shù)器高8位清零；
        TL0=0；   //計數(shù)器低8位清零；
    TR0=1；  //開啟定時器；
}
　數(shù)據(jù)分析：以開關(guān)鍵為例，采到的數(shù)據(jù)如表1所示。

　由表1可以看出，開頭與結(jié)尾的3個信號時間比較長，其余的信號可分為兩種(大約是1 100和2 200)。開頭的13 521是引導(dǎo)碼，結(jié)尾的40 498和11 235是終止碼。把2 200定義為邏輯1，1 100定義為邏輯0，得到第一個鍵碼制為00FF30CF。用同樣的方法得到其他鍵的碼值分別為00FF10EF、00FF20DF、00FF00FF、00FF807F、00FFA05F。前16位相同，是客戶代碼。
3 應(yīng)用
　遙控器解碼之后，可以通過單片機將其用于其他裝置(此系統(tǒng)已成功應(yīng)用于本實驗室的微機繼電保護系統(tǒng)中)。由于計數(shù)器低8位的數(shù)值對整體影響不大，本文根據(jù)高8位的數(shù)值判斷收到的信號為0或1，根據(jù)之前測得脈沖范圍，規(guī)定TH0接收的數(shù)值在0x07~0x09之間，鍵位碼為1；數(shù)值在0x02~0x05之間，鍵位碼為0。如此循環(huán)即可得到一個完整的碼值。然后進(jìn)入功能實現(xiàn)區(qū)，用戶可以根據(jù)自己的需要，定義鍵位功能，具有很高的靈活性。
應(yīng)用部分軟件設(shè)計：
(1)讀鍵位循環(huán)的代碼如下：
 void s_int0(void)interrupt 0 using 0
　{      int th，tl；
        th=TH0；
         tl=TL0；
        calendar[time]=th*256+tl；
          if((TH0>=0x07)&&(TH0<=0x09)) 
 //如果高8位數(shù)值在0x07~0x09之間；
       {codegroup=(codegroup*2+1)； //在鍵位碼結(jié)尾加1；
        }       
    else if((TH0>=0x02)&&(TH0<=0x05))
//如果高8位數(shù)值在0x02~0x05之間；
      { codegroup=codegroup*2； //在鍵位碼結(jié)尾加0；
      }    
            else{leader=0；}
                 time++；
           }
(2)鍵位功能代碼如下：
if(code1==0x30CF)    //讀鍵位碼
      {     while(code1==0x30CF)； //確認(rèn)鍵位碼
         code1=0；      //清空碼值，等待下一次按鍵
            (實現(xiàn)功能1)
　   }
 if(code1==0x10EF)
      {  while(code1==0x10EF)；
        code1=0；
        (實現(xiàn)功能2)
…………………………
    if(code1==0x00FF)
      { while(code1==0xA05F)；
           code1=0；
         (實現(xiàn)功能6)
        }
基于AT87C52單片機的萬能遙控器解碼及其應(yīng)用，提出了一種簡易的紅外遙控器解碼方法，此法可以在完全不知遙控引導(dǎo)碼和結(jié)束碼使用的編碼規(guī)則的情況下，直接解碼，自主定義1和0。具有操作簡便，可移植性強的特點。
參考文獻(xiàn)
[1] 戴培山，馮承德，劉棟．基于keilC51的紅外解碼設(shè)計[J].自動化儀器與儀表，2003(6)：11-23.
[2] 盧靈，劉遠(yuǎn)峰．紅外通信技術(shù)在溫濕度變送器上的應(yīng)用[J]．微計算機信息，2010(9-2)：158-160.
[3] 童詩白，華成英．模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(第四版)[M].北京：高等教育出版社，1980.
[4] 魏立峰，王寶興．單片機原理與應(yīng)用技術(shù)[M].北京：北京大學(xué)出版社，2006.
[5] 馬忠梅，籍順心，張凱，等.單片機的C語言應(yīng)用程序設(shè)計(第四版)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007.