江科大51单片机学习笔记之红外遥控

最新推荐文章于 2024-05-09 15:55:20 发布

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#51单片机 #学习 #笔记

本文围绕51单片机红外遥控展开，介绍了红外遥控的原理、硬件电路、NEC编码等知识，还阐述了51单片机的外部中断。通过两个实验，分别实现了LCD显示遥控器信息和用遥控器控制电机转速，详细说明了实验步骤，包括创建文件、初始化、测试等内容。

（加三个链接，其余完成）

一、红外遥控简介

•红外遥控是利用红外光进行通信的设备，由红外LED将调制后的信号发出，由专用的红外接收头进行解调输出

•通信方式：单工，异步

•红外LED波长：940nm（人眼看不见）

•通信协议标准：NEC标准

二、硬件电路

红外发送部分

上左图，两个输入端，一个接38KHZ的方波，另一个直接接输入信号，两个NPN型的三极管，低电平导通。IN高电平，LED不亮，IN低电平时，LED是以38KHZ的频率闪着亮，目的是为了抗干扰

上右图，简化版，通过程序控制在IN口输入左下角的波形

红外接收部分

这是一体化的红外接收头的电路，其OUT口可以直接输出高低电平，在其内部会将38KHZ的波形给滤掉。在实际使用中，将OUT连接到外部中断，因为红外接收处理波形对实时性要求比较高（高低电平的宽度较短，只有几百微妙）。上右图是开发板上的红外接收部分的原理图

三、基本发送与接收

•空闲状态：红外LED不亮，接收头输出高电平（接收头没有接收到任何信号）

•发送低电平：红外LED以38KHz频率闪烁发光，接收头输出低电平（将38KHZ的波形过滤掉）

•发送高电平：红外LED不亮，接收头输出高电平

四、NEC编码

NEC编码解决的问题就是怎么去表示数据

注：该波形是接收端OUT端口的波形

按键按下时，输出Start信号，该信号是由9ms的低电平和4.5ms的高电平组成

之后是数据区，共32位，格式如上图（反码的目的是进行数据的校验）

这里的数据表示方式和传统的低电平表示0高电平表示1不同，根据上图，低电平560us高电平560us时表示0，低电平560us高电平1690us时表示1

Repeat是支持按键长按的功能，每隔110ms就会发送这样的波形（如果一直按着按键不松手的话）

实际波形图如下：

以按下KEY2为例，首先是Start波形，之后是8位的地址码0000 0000，接着是地址码的反码1111 1111，之后是指令码0110 0010，最后是指令码的反码1001 1101。指令码0110 0010为0x46，与KEY2键码对应。

遥控器键码如下：

五、51单片机的外部中断

具体可见中断章节：江科大51单片机学习笔记之定时器与中断系统_rebened小橙的博客-优快云博客

•STC89C52有4个外部中断

•STC89C52的外部中断有两种触发方式：下降沿触发和低电平触发（不支持上升沿触发和高电平触发）

封装图

本单片机只使用了两个外部中断，本开发板使用了外部中断0（连接到了P32引脚）

外部中断寄存器：

以INT0为例，触发方式有IT0决定（IT0为1时是下降沿触发，IT0为0时是低电平触发），IE0是中断标志位，当其为1时表示触发了该中断，EX0是中断使能，EA也是中断使能（所有中断），PX0是配置中断优先级的，配置完后便课触发中断。

六、实验1

现象：LCD屏幕显示遥控器的地址吗、按键的命令码以及自定义的变量Num。按下遥控器上的按键，LCD上显示的值也会随之发生改变。按VOL+键Num值会加，按VOL-键Num值会减，且支持长按。

1、创建文件

思路：创建文件IR.c和Int0.c及其头文件。IR.c用于存放红外解码相关程序，Int0.c用于存放外部中断0的相关程序

波形时间宽度的计算：使用定时器0来计算波形高电平或低电平的宽度。本来定时器0中的计数器达到设定值时会触发中断，现在定时器0只当做计数器，不触发中断，通过计数器来计算电平宽度。例如，在下降沿时开启计数器，在上升沿时记录计数器的值，二者的差值除以频率就是这段低电平的时间长度。通过计算高低电平的宽度来判断这个信号是Start信号、0信号、1信号还是Repeat信号

（先将相关文件先添加至项目中）

2、外部中断初始化

编写Int0.c文件以及头文件

/**
  * @brief  外部中断0初始化
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void Int0_Init(void)
{
   
   
	IT0 = 1;//下降沿触发
	IE0 = 0;//中断标志位清零，也可以不设置
	//中断打开
	EX0 = 1;
	EA = 1;
	PX0 = 1;//高优先级
}

3、修改定时器函数

参考之前的中断章节

修改Timer.h和Timer.c

不需要定时器0来触发中断，故将中断部分直接注释掉，并且TR0先置为0，之后再手动开启计数

#include <REGX52.H>

/**
  * @brief  定时器0初始化
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void Timer0Init(void)		
{
   
   
	TMOD &= 0xF0;		//设置定时器模式
	TMOD |= 0x01;		//设置定时器模式
	TL0 = 0x9C;		//设置定时初值
	TH0 = 0xFF;		//设置定时初值
	TF0 = 0;		//清除TF0标志
	TR0 = 0;		//定时器0不计时，先不启动
	/*
	//中断
	ET0 = 1;//使能T0中断
	EA = 1;
	PT0 = 0;//设置中断优先级，为低优先级
	*/
}

/**
  * @brief  定时器0设置计数器值
  * @param  Value，要设置的计数器值，范围：0~65535
  * @retval 无
  */
void Timer0_SetCounter(unsigned int Value)
{
   
   
	TH0=Value/256;//取高8位
	TL0=Value%256;//取低8位
}

/**
  * @brief  定时器0获取计数器值
  * @param  无
  * @retval 计数器值，范围：0~65535
  */
unsigned int Timer0_GetCounter(void)
{
   
   
	return (TH0<<8)|TL0;//将两个寄存器的值赋值到一个16位的变量上
}

/**
  * @brief  定时器0启动停止控制
  * @param  Flag 启动停止标志，1为启动，0为停止
  * @retval 无
  */
void Timer0_Run(unsigned char Flag)
{
   
   
	TR0=Flag;
}

/*
//定时器0的中断处理函数
void Timer0_Routine() interrupt 1
{
	static unsigned int count = 0;
	//重新赋值计数器，因为计数器溢出后会变为0，要1ms产生一次中断，需要重新给计数器赋值为64535
	TL0 = 0x9C;		//设置定时初值
	TH0 = 0xFF;		//设置定时初值
	//1ms产生一次中断，每次中断count+1,1000次后再进行处理，此时处理的时间间隔就为1s
	count++;
	if(count >= 1000)
	{
		count = 0;
		P2_0 = ~P2_0;
	}
	
}
*/

4、测试

测试定时器0的计数功能是否正常

#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "LCD1602.h"
#include "Timer.h"

unsigned int Time;

void main()
{
   
   
	LCD_Init();
	Timer0Init();
	Timer0_SetCounter(0);
	Timer0_Run(1);
	Delayms(10);
	Time=Timer0_GetCounter();
	LCD_ShowNum(