一.紅外通信基礎
1.紅外線原理
紅外線是波長在760nm~1mm之間的非可見光。紅外通信裝置由紅外發射管和紅外接受管組成，紅外發射管是能發射出紅外線的發光二極管，發射強度隨着電流的增大而增大；紅外接受管是一個具有紅外光敏感特徵的PN節的光敏二極管，只對紅外線有反應，產生光電流。
2.信號調製原理
- 基帶信號：從信號源發出沒有經過調製的原始信號，特點是頻率較低，信號頻率從0開始，頻譜較寬。
- 調製：就是用待傳送信號去控制某個高頻信號的幅度、相位、頻率等參量變化的過程，即用一個信號去裝載另一個信號。
紅外遙控器使用38KB的載波對原始信號進行解調，原理如下
調製後產生一定頻段的高低電平，但紅外接收頭接受到的信號和調製後的信號電平相反。
3.NEC協議
紅外遙控由多種協議控制，這裏介紹最主要，應用最廣的NEC協議。NEC數據格式：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，最後一個停止位。
- 引導碼：9ms的載波+4.5ms的空閒。
- 比特值“0”：560us的載波+560us的空閒。
- 比特值“1”：560us的載波+1.68ms的空閒。
協議規定低位首先發送。一串信息首先發送9ms的AGC（自動增益控制）的高脈衝，接着發送4.5ms的起始低電平，接下來是發送四個字節的地址碼和命令碼。如果你一直按那個按鍵，一串信息也只能發送一次，一直按着，發送的則是以110ms爲週期的重複碼。
二.實驗例程
1.實驗原理
產生下降沿，進入外部中斷0的中斷函數，延時一下之後檢IO口是否還是低電平，是就等待9ms的低電平過去。等待完9ms低電平過去，再去等待4.5ms的高電平過去。接着開始接收傳送的4組數據先等待560us的低電平過去檢測高電平的持續時間，如果超過1.12ms那麼是高電平（高電平的的持續時間爲1.69ms，低電平的持續時間爲565us。）檢測接收到的數據和數據的反碼進行比較，是否等到的數據是一樣的。
2.實驗說明
本實驗通過單片機控制紅外接受設備接受紅外發送設備發送的信號，並通過數碼管的顯示判斷是否接受到信號。實驗接線爲JP10接J12,J6的A,B,C分別接P2.2，P2.3，P2.4。
3.源代碼
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> File Name: 紅外通信原理
> Author: pengshp
> Mail: [email protected]
> Date: 2015年 7 月 27 日
***************************************/
#include<reg51.h>
#define GPIO_DIG P0
sbit LSA = P2^2;
sbit LSB = P2^3;
sbit LSC = P2^4;
sbit IRIN = P3^2; //紅外接收器位聲明
unsigned char code DIG_CODE[17]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};
unsigned char DisplayData[8]; //用來存放要顯示的8位數的值
unsigned char IrValue[6]; //用來存放讀取到的紅外值
unsigned char Time;
void DigDisplay(); //動態顯示函數
void IrInit();
void DelayMs(unsigned int);
void main()
{
IrInit();
while(1)
{
IrValue[4]=IrValue[2]>>4; //高位
IrValue[5]=IrValue[2]&0x0f; //低位
DisplayData[0] = 0x00;
DisplayData[1] = DIG_CODE[IrValue[4]];
DisplayData[2] = DIG_CODE[IrValue[5]];
DisplayData[3] = 0x76;
DisplayData[4] = 0x00;
DisplayData[5] = DIG_CODE[IrValue[4]];
DisplayData[6] = DIG_CODE[IrValue[5]];
DisplayData[7] = 0x76;
DigDisplay();
}
}
void DelayMs(unsigned int x) //0.14ms誤差 0us
{
unsigned char i;
while(x--)
{
for (i = 0; i<13; i++);
}
}
void IrInit()
{
IT0=1; //下降沿觸發
EX0=1; //打開中斷0允許
EA=1; //打開總中斷
IRIN=1; //初始化端口
}
void ReadIr() interrupt 0
{
unsigned char j,k;
unsigned int err;
Time=0;
DelayMs(70);
if(IRIN==0) //確認是否真的接收到正確的信號
{
err=1000; //1000*10us=10ms,超過說明接收到錯誤的信號
while((IRIN==0)&&(err>0)) //等待前面9ms的低電平過去
{
DelayMs(1);
err--;
}
if(IRIN==1) //如果正確等到9ms低電平
{
err=500;
while((IRIN==1)&&(err>0)) //等待4.5ms的起始高電平過去
{
DelayMs(1);
err--;
}
for(k=0;k<4;k++) //共有4組數據
{
for(j=0;j<8;j++) //接收一組數據
{
err=60;
while((IRIN==0)&&(err>0))//等待信號前面的560us低電平過去
{
DelayMs(1);
err--;
}
err=500;
while((IRIN==1)&&(err>0))//計算高電平的時間長度。
{
DelayMs(1); //0.14ms
Time++;
err--;
if(Time>30)
{
EX0=1;
return;
}
}
IrValue[k]>>=1; //k表示第幾組數據
if(Time>=8) //如果高電平出現大於565us，那麼是1
{
IrValue[k]|=0x80;
}
Time=0; //用完時間要重新賦值
}
}
}
if(IrValue[2]!=~IrValue[3]) //反碼取反後與原碼相同則說明信號接受正確
{
return;
}
}
}
void DigDisplay()
{
unsigned char i;
unsigned int j;
for(i=0;i<8;i++)
{
switch(i) //位選，選擇點亮的數碼管
{
case(0):
LSA=0;LSB=0;LSC=0; break; //顯示第0位
case(1):
LSA=1;LSB=0;LSC=0; break; //顯示第1位
case(2):
LSA=0;LSB=1;LSC=0; break; //顯示第2位
case(3):
LSA=1;LSB=1;LSC=0; break; //顯示第3位
case(4):
LSA=0;LSB=0;LSC=1; break; //顯示第4位
case(5):
LSA=1;LSB=0;LSC=1; break; //顯示第5位
case(6):
LSA=0;LSB=1;LSC=1; break; //顯示第6位
case(7):
LSA=1;LSB=1;LSC=1; break; //顯示第7位
}
GPIO_DIG=DisplayData[i]; //發送段碼
j=10; //掃描間隔時間設定
while(j--);
GPIO_DIG=0x00; //消隱
}
}