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上世紀八十年代初，日本率先在電視產品中使用了紅外遙控技術，目前已經在電視機上得到了廣泛應用。電視遙控器使用的是專用集成發射芯片來實現遙控碼的發射，如東芝TC9012，飛利浦SAA3010T等。這些芯片價格較貴，且相互之間采用的遙控編碼格式互不兼容，所以各機型的遙控器通常只能針對各自的遙控對象而無法通用。本文在試驗驗證的基礎上，介紹了如何利用低成本的MCS-51系列單片機來實現遙控碼的模擬發射，并實現遙控器的通用化。 遙控發射技術的基本原理 通常彩電遙控信號的發射，就是將某個按鍵所對應的控制指令和系統碼(由0和1組成的序列)，調制在32~56KHz范圍內的載波上，然后經放大、驅動紅外發射管將信號發射出去。 不同公司的遙控芯片，采用的遙控碼格式也不一樣。在此介紹較普遍的兩種，一種是NEC標準，一種是PHILIPS 標準。 
圖1 NEC標準下的主碼表示 NEC標準：遙控載波的頻率為38KHz(占空比為1:3)；當某個按鍵按下時，系統首先發射一個完整的全碼，然后經延時再發射一系列簡碼，直到按鍵松開即停止發射。簡碼重復延時108ms，每兩個引導脈沖上升沿之間的間隔都是108ms。一個完整的全碼如圖1所示。 其中，引導碼高電平4.5ms，低電平4.5ms；系統碼8位，數據碼8位，共32位；數據0用“高電平0.5625ms＋低電平0.5625ms”表示，數據1用“高電平0.5625ms＋低電平1.6875ms”表示，如圖2所示：一個簡碼＝引導碼＋系統碼位０的反碼＋結束位(0.5625ms)高電平。
圖2 NEC標準下，數據0和1的表示 各部分碼的作用：引導碼用來通知接收器其后為遙控數據。系統碼用來區分是哪一機型的數據，接收端依此來判斷后續的數據是否為須執行的指令。數據碼用來區分是哪一個鍵被按下，接收端根據數據碼做出應該執行什么動作的判斷。簡碼是在持續按鍵時發送的碼。它告知接收端，某鍵是在被連續地按著。 遙控數據傳輸系統的關鍵是數據傳輸的可靠性。為了提高編碼的可靠性，NEC標準規定系統碼、數據碼后分別接著傳送一個同樣的碼或者反碼，供誤碼校驗用。 PHILIPS標準：載波頻率為38KHZ；沒有簡碼，點按鍵時，控制碼在1和0之間切換，若持續按鍵，則控制碼不變。一個全碼＝起始碼‘11’＋控制碼＋系統碼+數據碼，如圖3所示。
圖3 PHILIPS標準下的全碼表示 數據0用“低電平1.778ms＋高電平1.778ms”表示；數據１用“高電平1.778ms＋低電平1.778ms”表示。 連續碼重復延時114ms。 硬件原理圖 圖4為硬件原理圖，電路主要由三大部分組成：AT89C52及其外圍電路部分；8×8鍵矩陣部分；及直流電源部分。
圖4 硬件原理圖 AT89C52單片機及其外圍電路組成的控制和遙控碼產生部分：主要有外中斷信號處理、12M時鐘、CPU復位、I/O口上拉電路、紅外遙控發射、按鍵指示等。由P0口和P2口搭成按鍵矩陣，當有鍵按下時，產生的外中斷請求信號(低電平有效)經八輸入與非門和非門后送至P32端，使CPU進入中斷處理，同時點亮按鍵指示燈。系統產生的遙控編碼信號通過P14端發出，經放大后驅動發射管發射出去。撥碼開關DIP的作用是進行不同機芯狀態的切換。比如當DIP設置為“1000”時，系統處于長虹CH-10機芯狀態；為“1001”時，則處于CN-12機芯狀態。R13、C11和按鍵KEY組成單片機復位電路。 8×8鍵矩陣部分：由64只鍵盤開關排列而成,可以根據需要，選擇合適的按鍵數。 8*8鍵是不增加擴展器件的情況下最多的按鍵數。 整個系統的工作電源為直流+5V。由電源模塊IC31 (PS0500DS)、整流橋HBA、HBK等組成。 程序實現 NEC編碼程序用MCS-51系列單片機匯編語言編寫而成，PHILIPS編碼可以此類推。 NEC、TOSHIBA、SAMSONG公司的編碼格式有其共通之處：遙控全碼都由“引導碼+系統碼+系統碼(或系統碼取反)+數據碼+數據碼取反”組成；數據“0”和“1”的定義相同；不同的只是引導碼高低電平的持續時間不同，系統碼位數有長有短，第一個簡碼和全碼最后一位之間的延時不同，簡碼的引導脈沖不同等；所以可以把相同的部分做成通用子程序，包括產生數據“0”和“1”的子程序“ONE”和“ZERO”，9ms、4.5ms、2.25ms、22ms、45ms等時間控制子程序。 8×8的鍵矩陣處理，采用外中斷的方式，有鍵按下時，就向CPU發出中斷請求，然后按照“先列后排”一個個掃描，從而找出被按下的鍵，當然這里面還包括了去抖動、多鍵同時按時只處理一鍵的處理部分。 機芯的不同狀態由單片機P3口的P3.5、P3.4、P3.1、P3.0四位的輸入數值來區分判斷，比如“0000”表示工作于東芝TC90××系列狀態，“0001”則表示要求工作于NEC公司的PD61××系列狀態。 判斷了是哪一只鍵按下以及處于機芯的哪種狀態以后，程序就嚴格按照相應的遙控編碼方式來進行遙控碼的發射，也就是說將一定時段、一定數值的電平脈沖調制在38KHz載波上，逐一發射出去。流程圖如圖5所示。
圖5 程序流程圖 部分程序段： 這里給出的是產生NEC遙控碼的主要部分,而像鍵掃描等較常見的程序段就不再提供. 主程序初始化部分： ORG 100H main: mov psw,#0 ； mov sp,#30h ；設置堆棧 mov tmod,#02h ;方式2定時 mov th0,#0f3h ;38KHZ方波時間數 mov p2,#0 ； mov p0,#0ffh setb ex0 ;允許外中斷0 SETB pt0 ;外中斷0（有鍵按下）優先 clr it0 ;電平觸發方式 clr mdl ;設有無按鍵的標志 setb p3.2 ; setb p3.4 setb p3.5 setb p3.1 setb p3.0 ;置P3.0～P3.5為輸入狀態 clr c ;清進位標志位 clr p1.4 ;清遙控輸出端 clr a ；清累加器A mov KEYHAO,#0H ； 清按鍵號存儲器 xrl a,#11000000b ;0000(p3.5 p3.4 p3.1 p3.0) jz TV1 mov a,r7 xrl a,#11000001b ;0001 jz TV2 mov a,r7 xrl a,#11000010b ;0010 jz VCD mov a,r7 …… SET ETO SET EA ;開中斷 pp:jnb mdl,pp ;循環等待按鍵 clr mdl ; CLR KEYHAO sjmp pp…… ‘0’子程序和‘1’子程序部分:ZERO: CLR A SETB TR0 ;啟動定時器0# CJNZ A,#39,$ ;0.5625ms高電平 CLR TR0 ;停定時器0# ACALL DE05625 ;沿時0.5625ms CLR A RET ONE: CLR A SETB TR0 ;啟動定時器0# CJNE A,#39,$ ;0.5625ms高電平 CLR TR0 ;停定時器0# ACALL DE16875 ;沿時1.6875ms RET 結語 本文介紹了AT89C52單片機代替專用遙控芯片設計通用型電視遙控器，該方案具有結構簡單、成本低等優點，用本文介紹的方法進行單片機遙控信號模擬，可以作出一款自己家的通用遙控器。 |
