NEC協(xié)議紅外遙控器

NEC協(xié)議紅外遙控器家電遙控器通信距離往往要求不高，而紅外的成本比其他無線設備要低的多，所以家電遙控器應用中紅外始終占據(jù)著一席之地。遙控器的基帶通信協(xié)議許多，也許有幾十種，常用的就有ITT協(xié)議、NEC協(xié)議、Sharp協(xié)議、PhilipsRC-5協(xié)議、SonySIRC協(xié)議等。用的最多的就是NEC協(xié)議了，因此我們KST-51開發(fā)板隨板的遙控器直接采納NEC協(xié)議，我們這節(jié)課也以NEC協(xié)議標準來講解一下。

NEC協(xié)議的數(shù)據(jù)格式包括了引導碼、用戶碼、用戶碼(或者用戶碼反碼)、按鍵鍵碼和鍵碼反碼，最終一個停止位，停止位主要起隔離作用，一般不進行推斷，編程時我們也不予理睬。其中數(shù)據(jù)編碼總共是4個字節(jié)32位，如圖1所示。第一個字節(jié)是用戶碼，其次個字節(jié)可能也是用戶碼，或者是用戶碼的反碼，詳細由生產(chǎn)商打算，第三個字節(jié)就是當前按鍵的鍵數(shù)據(jù)碼，而第四個字節(jié)是鍵數(shù)據(jù)碼的反碼，可用于對數(shù)據(jù)的糾錯。

圖1NEC協(xié)議數(shù)據(jù)格式

這個NEC協(xié)議，表示數(shù)據(jù)的方式不像我們之前學過的比如uart那樣直觀，而是每一位數(shù)據(jù)本身也需要進行編碼，編碼后再進行載波調(diào)制。

引導碼：9ms的載波+4.5ms的空閑。

比特值“0”：560us的載波+560us的空閑。

比特值“1”：560us的載波+1.68ms的空閑。

結合圖1我們就能看明白了，最前面黑乎乎的一段，是引導碼的9ms載波，緊接著是引導碼的4.5ms的空閑，而后邊的數(shù)據(jù)碼，是眾多載波和空閑交叉，它們的長短就由其要傳遞的詳細數(shù)據(jù)來打算。我們的HS0038B這個紅外一體化接收頭，當收到有載波的信號的時候，會輸出一個低電平，空閑的時候會輸出高電平，我們用規(guī)律分析儀抓出來一個紅外按鍵通過HS0038解碼后的圖形來了解一下，如圖2所示。

圖2紅外遙控器按鍵編碼

從圖上可以看出，先是9ms載波加4.5ms空閑的起始碼，數(shù)據(jù)碼是低位在前，高位在后，數(shù)據(jù)碼第一個字節(jié)是8組560us的載波加560us的空閑，也就是0x00，其次個字節(jié)是8組560us的載波加1.68ms的空閑，可以看出來是0xFF，這兩個字節(jié)就是用戶碼和用戶碼的反碼。按鍵的鍵碼二進制是0x0B，反碼就是0xF3，最終跟了一個560us載波停止位。對于我們的遙控器來說，不同的按鍵，就是鍵碼和鍵碼反碼的區(qū)分，用戶碼是一樣的。這樣我們就可以通過單片機的程序，把當前的按鍵的鍵碼給解出來。

我們前邊學習中斷的時候，學到51單片機有外部中斷0和外部中斷1這兩個外部中斷。我們的紅外接收引腳接到了P3.3引腳上，這個引腳的其次功能就是外部中斷1。在寄存器TCON中的bit3和bit2這兩位，是和外部中斷1相關的兩位。其中IE1是外部中斷標志位，當外部中斷發(fā)生后，這一位被自動置1，和定時器中斷標志位TF相像，進入中斷后會自動清零，也可以軟件清零。bit2位是設置外部中斷類型的，假如bit2位為0，那么只要P3.3為低電平就可以觸發(fā)中斷，假如bit2位為1，那么P3.3從高電平到低電平的下降沿發(fā)生才可以觸發(fā)中斷。此外，外部中斷1使能位是EX1。那下面我們就把程序?qū)懗鰜?，使用?shù)碼管把遙控器的用戶碼和鍵碼顯示出來。

Infrared.c文件主要是用來檢測紅外通信的，當發(fā)生外部中斷后，進入外部中斷，通過定時器1定時，首先對引導碼推斷，而后對數(shù)據(jù)碼的每個位逐位獵取凹凸電平的時間，從而得知每一位是0還是1，最終把數(shù)據(jù)碼解出來。

/***********************infrared.c文件程序源代碼*************************/

#includereg52.h

sbitIR_INPUT=P3^3;//紅外接收引腳

bitirflag=0;//紅外接收標志，收到一幀正確數(shù)據(jù)后置1

unsignedcharircode[4];//紅外代碼接收緩沖區(qū)

voidInitInfrared(void)//紅外功能的初始化函數(shù)

{

TMOD=0x0F;//清零T1的掌握位

TMOD|=0x10;//配置T1為模式1

TR1=0;//停止T1計數(shù)

ET1=0;//禁止T1中斷

IT1=1;//設置INT1為負邊沿觸發(fā)

EX1=1;//使能INT1中斷

}

unsignedintGetHighTime(void)//獵取高電平常間

{

TH1=0;//清零T1計數(shù)初值

TL1=0;

TR1=1;//啟動T1計數(shù)

while(IR_INPUT)//紅外輸入引腳為1時循環(huán)檢測等待，變?yōu)?時則結束本循環(huán)

{

if(TH1=0x40)

{//當T1計數(shù)值大于0x4000，即高電平持續(xù)時間超過約18ms時，

break;//強制退出循環(huán)，是為了避開信號特別時，程序假死在這里。

}

}

TR1=0;//停止T1計數(shù)

return(TH1*256+TL1);//返回T1的計數(shù)值

}

unsignedintGetLowTime(void)//獵取低電平常間

{

TH1=0;//清零T1計數(shù)初值

TL1=0;

TR1=1;//啟動T1計數(shù)

while(!IR_INPUT)//紅外輸入引腳為0時循環(huán)檢測等待，變?yōu)?時則結束本循環(huán)

{

if(TH1=0x40)

{//當T1計數(shù)值大于0x4000，即低電平持續(xù)時間超過約18ms時，

break;//強制退出循環(huán)，是為了避開信號特別時，程序假死在這里。

}

}

TR1=0;//停止T1計數(shù)

return(TH1*256+TL1);//返回T1的計數(shù)值

}

voidEXINT1_ISR()interrupt2//INT1中斷服務函數(shù)，執(zhí)行紅外接收及解碼

{

unsignedchari,j;

unsignedcharbyt;

unsignedinttime;

//接收并判定引導碼的9ms低電平

time=GetLowTime();

if((time7833)||(time8755))//時間判定范圍為8.5～9.5ms，

{//超過此范圍則說明為誤碼，直接退出

IE1=0;//退出前清零INT1中斷標志

return;

}

//接收并判定引導碼的4.5ms高電平

time=GetHighTime();

if((time3686)||(time4608))//時間判定范圍為4.0～5.0ms，

{//超過此范圍則說明為誤碼，直接退出

IE1=0;

return;

}

//接收并判定后續(xù)的4字節(jié)數(shù)據(jù)

for(i=0;i4;i++)//循環(huán)接收4個字節(jié)

{

for(j=0;j8;j++)//循環(huán)接收判定每字節(jié)的8個bit

{

//接收判定每bit的560us低電平

time=GetLowTime();

if((time313)||(time718))//時間判定范圍為340～780us，

{//超過此范圍則說明為誤碼，直接退出

IE1=0;

return;

}

//接收每bit高電平常間，判定該bit的值

time=GetHighTime();

if((time313)(time718))//時間判定范圍為340～780us，

{//在此范圍內(nèi)說明該bit值為0

byt=1;//因低位在先，所以數(shù)據(jù)左移，高位為0

}

elseif((time1345)(time1751))//時間判定范圍為1460～1900us，

{//在此范圍內(nèi)說明該bit值為1

byt=1;//因低位在先，所以數(shù)據(jù)左移，

byt|=0x80;//高位置1

}

else//不在上述范圍內(nèi)則說明為誤碼，直接退出

{

IE1=0;

return;

}

}

ircode[i]=byt;//接收完一個字節(jié)后保存到緩沖區(qū)

}

irflag=1;//接收完畢后設置標志

IE1=0;//退出前清零INT1中斷標志

}

大家在閱讀這個文件里的代碼時，會發(fā)覺我們在獵取凹凸電平常間的時候做了超時推斷if(TH1=0x40)，這個超時推斷一方面是應對空間突發(fā)的紅外干擾信號，假如我們不做超時推斷，程序有可能會始終等待下一個跳變才會停止檢測，造成程序假死。另外一個方面，遙控器的單按按鍵和持續(xù)按住按鍵發(fā)出來的信號是不同的。我們先來對比一下兩種按鍵方式的信號狀態(tài)，如圖3和4所示。

圖3紅外單次按鍵時序圖

圖4紅外持續(xù)按鍵時序圖

單次按鍵的結果3和我們之前的圖2是一樣的，這個不需要再解釋。而持續(xù)按鍵，首先會發(fā)出一個和單次按鍵一樣的波形出來，經(jīng)過也許40ms后，會產(chǎn)生一個9ms載波加2.25ms空閑，再跟一個停止位的波形，而后只要你還在按住按鍵，每經(jīng)過也許96ms就會產(chǎn)生9ms載波加2.25ms空閑加停止位這樣的重復波形。我們?nèi)藶榘聪掳存I的時候，很難掌握按下的時間，因此后邊的很簡單消失這種連續(xù)波形，我們加上超時推斷也可以有效的避開進入連續(xù)波形的死循環(huán)中去。

/***********************main.c文件程序源代碼*************************/

#includereg52.h

sbitADDR3=P1^3;//LED選擇地址線3

sbitENLED=P1^4;//LED總使能引腳

unsignedcharcodeLedChar[]={//數(shù)碼管顯示字符轉換表

0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,

0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E

};

unsignedcharLedBuff[6]={//數(shù)碼管顯示緩沖區(qū)

0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF

};

unsignedcharT0RH=0;//T0重載值的高字節(jié)

unsignedcharT0RL=0;//T0重載值的低字節(jié)

externbitirflag;

externunsignedcharircode[4];

voidConfigTimer0(unsignedintms);

externvoidInitInfrared(void);

voidmain()

{

P0=0xFF;//P0口初始化

ADDR3=1;//選擇數(shù)碼管

ENLED=0;//LED總使能

InitInfrared();//初始化紅外功能

ConfigTimer0(1);//配置T0定時1ms

EA=1;//開總中斷

//PT0=1;//配置T0中斷為高優(yōu)先級

while(1)

{

if(irflag)//接收到紅外數(shù)據(jù)時刷新顯示

{

irflag=0;

LedBuff[5]=LedChar[ircode[0]4];//用戶碼顯示

LedBuff[4]=LedChar[ircode[0]0x0F];

LedBuff[1]=LedChar[ircode[2]4];//鍵碼顯示

LedBuff[0]=LedChar[ircode[2]0x0F];

}

}

}

voidConfigTimer0(unsignedintms)//T0配置函數(shù)

{

unsignedlongtmp;

tmp=11059200/12;//定時器計數(shù)頻率

tmp=(tmp*ms)/1000;//計算所需的計數(shù)值

tmp=65536-tmp;//計算定時器重載值

tmp=tmp+15;//修正中斷響應延時造成的誤差

T0RH=(unsignedchar)(tmp8);//定時器重載值拆分為凹凸字節(jié)

T0RL=(unsignedchar)tmp;

TMOD=0xF0;//清零T0的掌握位

TMOD|=0x01;//配置T0為模式1

TH0=T0RH;//加載T0重載值

TL0=T0RL;

ET0=1;//使能T0中斷

TR0=1;//啟動T0

}

voidInterruptTimer0()interrupt1//T0中斷服務函數(shù)

{

staticunsignedchariled=0;

TH0=T0RH;//定時器重新加載重載值

TL0=T0RL;

//LED數(shù)碼管動態(tài)掃描

P0=0xFF;//關閉全部段選位，顯示消隱

P1=(P10xF8)|iled;//位選索引值賦值到P1口低3位

P0=LedBuff[iled];//相應顯示緩沖區(qū)的值賦值到P0口

if(iled5)//位選索引0-5循環(huán)，因有6個數(shù)碼管

il