【51单片机】红外通信

Turin°

已于 2024-02-02 01:31:28 修改

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分类专栏： 51单片机文章标签： 51单片机嵌入式硬件单片机

于 2024-02-02 01:26:56 首次发布

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【51单片机】第十七讲红外通信

2024.2.2日更新

一、使用模块

红外遥控

介绍：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。
红外LED波长：940nm，红外信号属于电磁波
通信协议标准：NEC标准

红外接收管

在这里插入图片描述

二、原理部分

一、红外通信的原理

空闲状态：红外LED不亮，接收头输出高电平
发送低电平：红外LED以38KHz频率闪烁发光，接收头输出低电平
发送高电平：红外LED不亮，接收头输出高电平
总而言之，只有红外LED发送38KHZ的闪烁信号时，红外接收头OUT引脚才会对外输出低电平信号
红外发送–红外接收的本质是调制和解调，在这种条件下，可以过滤掉自然界中的“噪声信号”，只有38KHZ附近的红外信号才能被红外接收头识别转换为对应的低电平。

转换示意图：
1.红外LED发出的信号
在这里插入图片描述
2.红外接收头发出的信号

其中，红外接收头发出的低电平信号的宽度等价于红外LED发送的38KHz信号的时间。

二、NEC通信的原理

一、红外NEC协议

在这里插入图片描述
在51单片机中，使用NEC通信协议，虽然NEC标准上要求（比如说Start信号）低电平持续时间9ms,高电平持续时间4.5ms，但是stc89c52用红外通信要使用到外部中断，外部中断检测方式有两种：低电平/下降沿，我们这里使用下降沿检测方式，一个完整的Start信号，包含两个下降沿，即触发两次中断，所以只要从第一次中断开始起始，第二次中断判断时间长度，即可分辨是Start还是Repeat信号。

二、NEC编码

在这里插入图片描述
NEC编码包括地址码和命令码，其中地址吗和命令码都会进行一次反码校验。因此，一段完整的NEC数据码一共有4个字节，32位bit

遥控器键码
在这里插入图片描述
这里，我们定义地址码为Address,命令码为Command, 完整的数据码为DATA，如果我们按下0,那么发送的Address=0x00; Command =0x16; 那么DATA一共包含0X00,0XFF,0X16,~0X16四个字节的先后数据。

三、外部中断的原理

STC89C52有四个外部中断
STC89C52外部中断有两种方式：下降沿/低电平触发
中断号

外部中断配置的寄存器：

三、代码部分

#重要调试过程

11.0592MHZ和12MHZ的定时器计数速率不一致，硬件电路或者程序运行速度相关问题，可能导致实际的（比如Start命令）宽度并不是很接近于标准的通信协议，需要我们自己去调试，这里我在调试的过程中遇到了一些问题，以下为相关代码和解决方法

外部中断

#include <REGX52.H>
#include "Timer0.h"
#include "Delay.h"
#include "LCD1602.h"
#include "INT0.h"

unsigned char Num;
void main()
{
   
	LCD_Init();
	Int0_Init();
	while(1)
	{
   
		LCD_ShowNum(1,1,Num,2);
	}
}

void Int0_Rountine(void)	interrupt 0
{
   
	Num++;
}

#include <REGX52.H>

/**
  * @brief 
  * @param  
  * @retval 
			
  */
	
void Int0_Init(void)		//@11.0592MHz
{
   
	IT0=1;
	IE0=0;
	EX0=1;
	EA=1;
	PX0=1;
}

/*
void Int0_Rountine(void)	interrupt 0;
{
   
	
}
*/

Timer0计时模块编写,用作跟红外通信相关的编码时序计时
在这里插入图片描述

#include <REGX52.H>


void Timer0_Init(void)		//@11.0592MHz
{
   
	TMOD &= 0xF0;
	TMOD |= 0x01;			
	TL0 = 0x00;				
	TH0 = 0x00;				
	TF0 = 0;				
	TR0 = 0;				
	ET0=1;
	EA=1;
	PT0=0;
}

void Time0_SetCounter(unsigned int Number)
{
   
	TL0=0x0F&Number;
	TH0=0xF0&Number;
}

unsigned int Time0_GetCounter()
{
   
	unsigned int number;
	number=TL0+TH0;
	return number;
}
	
void Time0_Run(unsigned char Flag)
{
   
	if(Flag)
	{
   
		TR0=1;
	}
	else
	{
   
		TR0=0;
	}
}
/*定时器中断函数模板
void Timer0_Routine() interrupt 1 //中断子程序
{
   
		
		static unsigned int T0Count;//静态局部变量，保证退出函数之后不销毁
		TL0 = 0x66;				//设置定时初始值
		TH0 = 0xFC;				//设置定时初始值	
		T0Count++;//每次进入中断子程序，秒控制器自加一
		if(T0Count>=1000)//每1s执行对P2_0的操作
		{
   
			T0Count=0;
			P2_0 =~P2_0;
		}
}
*/

红外通信模块

测试结果：红外可以接收，但是无法发送起始命令（按下按键后，LED不亮）
问题分析：计时器计数的时长不在我们 > if(IR_Time>=13500-500 && IR_Time<=13500+500) < 语句的判断范围内
解决方案：修改if语句的判断范围，使之能检测到Start命令，并用LCD1602显示定时器发送Start命令实际的定时器计数数值IR_Time。

#include <REGX52.H>
#include "Timer0.h"
#include "INT0.h"

unsigned char IR_ADDRESS;
unsigned char IR_State;
unsigned char IR_Time;

void IR_Init()//红外中断初始化
{
   
	Timer0_Init();
	Int0_Init();
}

void Int0_Rountine(void)	interrupt 0 //外部中断函数，