单片机I／O口的红外遥控软件调制技术

2011-06-22 08:19叶林俊

单片机与嵌入式系统应用 2011年12期

叶林俊

（福州大学物理与信息工程学院，福州350001）

叶林俊（硕士生），研究方向为现代电视系统。

引言

红外线遥控是一种无线、非接触控制技术，是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段［1］。由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，抗干扰能力强，信息传输可靠，易实现，被很多电子设备，特别是家用电器广泛采用。鉴于家用电器的品种多样化和用户的使用特点，生产厂家对红外遥控器进行了严格的规范编码。这些编码各不相同，从而形成不同的编码方式，统一称为红外遥控器编码传输协议。红外遥控协议已多达10种，如 RC5、SⅠRCS、SONY、RECS80、Sharp、NEC、Motorola、JVC、SAMSWNG 和 Daewoo等。一般的红外遥控器编码调制方式采用遥控专用集成电路，不能兼容如此众多的红外遥控器编码传输协议。因此，本文通过对红外遥控器发射码序的特征进行分析，提出一种基于单片机Ⅰ／O口的软件调制技术。

1 系统设计

遥控专用集成电路是发射系统的核心部分，其内部由振荡电路、定时电路、扫描信号发生器、键输入编码器、指令译码器、用户码转换器、数码调制电路及缓冲放大器等组成。它能产生键位扫描脉冲信号，并能译出按键的键码，再经遥控指令编码器得到某键位的遥控指令（遥控编码脉冲），由38kHz的载波进行脉冲幅度调制，载有遥控指令的调制信号激励红外二极管发出红外遥控信号。

图1 红外遥控调制发射电路

系统使用NT68F632［2］作为遥控调制发射器主芯片，红外遥控调制发射电路如图1所示。系统采用Novatek公司的单片机芯片NT68F632，该芯片内部集成8051 8位微处理器，带有全双工的UART通信接口。NT68F632单片机的UART控制口RXD和TXD脚负责和上位机（PC机）的RS232通信，接收要发送的红外遥控器编码信号。NT68F632单片机接收到发送的红外遥控器编码信号后，经过微处理器分析处理，调制成红外遥控信号。由NT68F632单片机控制PC6引脚输出经过调制的红外遥控信号，驱动晶体管Q1开关，使得红外发光二极管LED1发送调制的红外光波。

2 软件调制设计

2.1 红外遥控调制结构分析

红外遥控器编码传输协议NEC码的主要特征是8位地址和8位指令；地址和命令2次传输（确保可靠性）；PWM脉冲位置调制，以发射红外载波的占空比代表“0”和“1”；载波频率为38kHz；位时间为1.125ms或2.25ms。

NEC的协议使用的位脉冲距离编码。每个脉冲是560μs、38kHz的载波爆裂（约21个周期）。一个逻辑1传输需要2.24ms（560μs脉冲＋1 680μs低电平），一个逻辑0的传输需要1.12ms（560μs脉冲＋560μs低电平）。红外遥控调制特征波形如图2所示。

图2 红外遥控调制特征波形

而遥控接收头在收到脉冲的时候为低电平，在没有脉冲的时候为高电平［3－4］，这样，在接收头端收到的信号为：逻辑1应该是560μs低＋1680μs高，逻辑0应该是560 μs低＋560μs高。遥控接收特征码如图3所示。

图3 遥控接收特征码

NEC遥控指令的数据格式为：引导码、客户码、客户反码、数据码、数据反码。引导码由一个9ms的低电平和一个4.5ms的高电平组成，客户码、客户反码、数据码、数据反码均是8位数据格式。按照低位在前、高位在后的顺序发送。采用反码是为了增加传输的可靠性。NEC遥控指令格式如图4所示。

图4 NEC遥控指令格式

2.2 通信协议

NT68F632单片机的UART控制口RXD、TXD脚和上位机（PC机）的RS232通信，接收要发送的红外遥控器编码信号。其传输控制串口的通信协议如图5所示。定义的通信协议分4个字节：Command、Address code、Data code、Check SUM。第1个字节Command表示红外遥控协议类型，区分是NEC码还是RC5码等；第2个字节Address code表示地址码或客户码；第3个字节Data code表示按键数据码；第4个字节Check SUM表示校验码。