MCU-51：单片机之红外遥控（外部中断）

news2025/1/16 14:53:22

目录

  • 一、红外遥控简介
  • 二、硬件电路
  • 三、基本发送与接收
  • 四、NEC码
  • 五、代码演示
    • 5.1 红外遥控
    • 5.2 红外遥控电机调速
  • 注意：一定要看

一、红外遥控简介

红外发射装置 也就是通常我们说的红外遥控器是由键盘电路、红外编码电路、电源电路和红外发射电路组成。红外发射电路的主要元件为红外发光二极管。 它实际上是一只特殊的发光二极管；由于其内部材料不同于普通发光二极管，因 而在其两端施加一定电压时，它便发出的是红外线而不是可见光。目前大量的使用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右，外形与普通发光二极管相同。红外发光二极管有透明的，还有不透明的，在我们的红外遥控器上可以看到这个红外发光二极管。

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
通信协议标准：NEC标准
在这里插入图片描述

二、硬件电路

在这里插入图片描述
IN引脚是我们要发送波形信息的引脚，38KHZ是调制的信号加载到IN的波形上的。采用两个PNP三极管的串联，使当两个三级管的基极同时为低电平时LED才亮。
亮灭变化：当IN为高电平时，LED不发光，当IN为低电平时，LED按照38KHZ的频率，当为低电平时发光，高电平时不发光。
加上38KHZ的调制波形是为了与自然光区别，当红外光接收器接收信号时会通过滤波电路把38KHZ的波形滤掉，保留信息发送引脚发送的波形信号。
在这里插入图片描述
使用一个IN引脚模拟上面所讲的时序也行

在这里插入图片描述
接收装置：为了保证红外光接收装置接收信息的准确性，不使用IF语句，使用响应更为快送的外部中断处理。

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
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
在这里插入图片描述

四、NEC码

NEC码的位定义：一个脉冲对应560us的连续载波，一个逻辑1传输需要2.25ms（560us脉冲+1680us低电平），一个逻辑0的传输需要1.125ms（560us脉冲+560us低电平）。而红外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，这样，我们在接收头端收到的信号为：逻辑1应该是560us低 +1680us高，逻辑0应该是560us低+560us高。所以可以通过计算高电平时间判断接收到的数据是0还是1。
在这里插入图片描述
NEC遥控指令的数据格式为：引导码、地址码、地址反码、控制码、控制反码。引导码由一个9ms的低电平和一个4.5ms的高电平组成，地址码、地址反 码、控制码、控制反码均是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（可用于校验）。
在这里插入图片描述
NEC码还规定了连发码(由9ms低电平+2.5m高电平+0.56ms低电平+97.94ms高电平组成)，如果在一帧数据发送完毕之后，红外遥控器按键仍然没有放开，则发射连发码，可以通过统计连发码的次数来标记按键按下的长短或次数。

五、代码演示

5.1 红外遥控

main.c

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


unsigned char Num;
unsigned char Address;
unsigned char Command;

void main()
{
	
	LCD_Init();
	LCD_ShowString(1,1,"A");
	
	IR_Init();

	while(1)
	{
		if(IR_GetDataFlag() || IR_GetRepeatFlag())
		{
			Address=IR_GetAddress();
			Command=IR_GetCommand();
			
			LCD_ShowHexNum(2,1,Address,2);
			LCD_ShowHexNum(2,5,Command,2);
			
			if(Command==0x15)
			{
				Num--;
			}
			
			if(Command==0x09)
			{
				Num++;
			}
			LCD_ShowNum(2,10,Num,3);
		}
	}
}

Timer0.c

#include <REGX52.H>

/**
  * @brief  定时器0初始化，1毫秒@12.000MHz
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void Timer0_Init(void)
{
	TMOD &= 0xF0;		//设置定时器模式
	TMOD |= 0x01;		//设置定时器模式
	TL0 = 0x18;		//设置定时初值
	TH0 = 0xFC;		//设置定时初值
	TF0 = 0;		//清除TF0标志
	TR0 = 0;		//定时器0不计时
}

void Timer0_SetCounter(unsigned int Value)
{
	TH0=Value/256;
	TL0=Value%256;
}

unsigned int Timer0_GetCounter(void)
{
	return(TH0<<8)|TL0;
}

void Timer0_Run(unsigned char Flag)
{
	TR0=Flag;
}

IR.c

#include "Timer0.h"
#include "Int0.h"

unsigned int IR_Time;
unsigned char IR_State;

unsigned char IR_Data[4];
unsigned char IR_pData;

unsigned char IR_DataFlag;
unsigned char IR_RepeatFlag;
unsigned char IR_Address;
unsigned char IR_Command;

void IR_Init(void)
{
	Timer0_Init();
	Int0_Init();
}

unsigned char IR_GetDataFlag(void)
{
	if(IR_DataFlag)
	{
		IR_DataFlag=0;
		return 1;
	}
	return 0;
}

unsigned char IR_GetRepeatFlag(void)
{
	if(IR_RepeatFlag)
	{
		IR_RepeatFlag=0;
		return 1;
	}
	return 0;
}

unsigned char IR_GetAddress(void)
{
	return IR_GetAddress;
}

unsigned char IR_GetCommand(void)
{
	return IR_GetCommand;
}

void Int0_Routine(void) interrupt 0
{
	if(IR_State==0)
	{
		Timer0_SetCounter(0);
		Timer0_Run(1);
		IR_State=1;
	}
	else if(IR_State==1)
	{
		IR_Time=Timer0_GetCounter();
		Timer0_SetCounter(0);
		if(IR_Time>13500-500&&IR_Time<13500+500)
		{
			IR_State=2;
		}
		else if(IR_Time>11250-500&&IR_Time<11250+500)
		{
			IR_RepeatFlag=1;
			Timer0_Run(0);
			IR_State=0;
		}
		else
		{
			IR_State=1;
		}
	}
	else if(IR_State==2)
	{
		IR_Time=Timer0_GetCounter();
		Timer0_SetCounter(0);
		if(IR_Time>1120-500&&IR_Time<1120+500)
		{
			IR_Data[IR_pData/8]&=~(0x01<<(IR_pData%8));
			IR_pData++;
		}
		else if(IR_Time>2250-500&&IR_Time<2250+500)
		{
			IR_Data[IR_pData/8]|=(0x01<<(IR_pData%8));
			IR_pData++;
		}
		else
		{
			IR_pData=0;
			IR_State=1;
		}
		if(IR_pData>=32)
		{
			IR_pData=0;
			if((IR_Data[0]==~IR_Data[1])&&(IR_Data[2]==~IR_Data[3]))
			{
				IR_Address=IR_Data[0];
				IR_Command=IR_Data[2];
				IR_DataFlag=1;
			}
			Timer0_Run(0);
			IR_State=0;
		}
	}	
}

Int0.c

#include <REGX52.H>

void Int0_Init(void)
{
	IT0=1;
	IE0=0;
	EX0=1;
	EA=1;
	PX0=1;
}

//void Int0_Routine(void) interrupt 0
//{
//	
//}

Int0.h

#ifndef __INT0_H__
#define __INT0_H__

void Int0_Init(void);

#endif

Timer0.h

#ifndef __TIMER0_H__
#define __TIMER0_H__

void Timer0_Init(void);
void Timer0_SetCounter(unsigned int Value);
unsigned int Timer0_GetCounter(void);
void Timer0_Run(unsigned char Flag);

#endif

IR.h

#ifndef __IR_H__
#define __IR_H__

#define IR_POWER		0x45
#define IR_MODE			0x46
#define IR_MUTE			0x47
#define IR_START_STOP	0x44
#define IR_PREVIOUS		0x40
#define IR_NEXT			0x43
#define IR_EQ			0x07
#define IR_VOL_MINUS	0x15
#define IR_VOL_ADD		0x09
#define IR_0			0x16
#define IR_RPT			0x19
#define IR_USD			0x0D
#define IR_1			0x0C
#define IR_2			0x18
#define IR_3			0x5E
#define IR_4			0x08
#define IR_5			0x1C
#define IR_6			0x5A
#define IR_7			0x42
#define IR_8			0x52
#define IR_9			0x4A

void IR_Init(void);
unsigned char IR_GetDataFlag(void);
unsigned char IR_GetRepeatFlag(void);
unsigned char IR_GetAdress(void);
unsigned char IR_GetCommand(void);


#endif

5.2 红外遥控电机调速

程序在上一篇的MCU-51：单片机直流电机驱动（PWM）基础上进行修改
main.c

#include "Delay.h"
#include "Key.h"
#include "Nixie.h"
#include "Motor.h"
#include "IR.h"

unsigned char Command,Speed;

void main()
{
	Motor_Init();
	IR_Init();
	while(1)
	{
		if(IR_GetDataFlag())	//如果收到数据帧
		{
			Command=IR_GetCommand();		//获取遥控器命令码
			
			if(Command==IR_0){Speed=0;}		//根据遥控器命令码设置速度
			if(Command==IR_1){Speed=1;}
			if(Command==IR_2){Speed=2;}
			if(Command==IR_3){Speed=3;}
			
			if(Speed==0){Motor_SetSpeed(0);}	//速度输出
			if(Speed==1){Motor_SetSpeed(50);}
			if(Speed==2){Motor_SetSpeed(75);}
			if(Speed==3){Motor_SetSpeed(100);}
		}
		Nixie(1,Speed);						//数码管显示速度
	}
}

Timer1.c

#include <REGX52.H>

/**
  * @brief  定时器1初始化，100us@12.000MHz
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void Timer1_Init(void)
{
	TMOD &= 0x0F;		//设置定时器模式
	TMOD |= 0x10;		//设置定时器模式
	TL1 = 0x9C;		//设置定时初值
	TH1 = 0xFF;		//设置定时初值
	TF1 = 0;		//清除TF1标志
	TR1 = 1;		//定时器1开始计时
	ET1=1;
	EA=1;
	PT1=0;
}

/*定时器中断函数模板
void Timer1_Routine() interrupt 3
{
	static unsigned int T1Count;
	TL1 = 0x9C;		//设置定时初值
	TH1 = 0xFF;		//设置定时初值
	T1Count++;
	if(T1Count>=1000)
	{
		T1Count=0;
		
	}
}
*/

Motor.c

#include <REGX52.H>
#include "Timer1.h"

//引脚定义
sbit Motor=P1^0;

unsigned char Counter,Compare;

/**
  * @brief  电机初始化
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void Motor_Init(void)
{
	Timer1_Init();
}

/**
  * @brief  电机设置速度
  * @param  Speed 要设置的速度，范围0~100
  * @retval 无
  */
void Motor_SetSpeed(unsigned char Speed)
{
	Compare=Speed;
}

//定时器1中断函数
void Timer1_Routine() interrupt 3
{
	TL1 = 0x9C;		//设置定时初值
	TH1 = 0xFF;		//设置定时初值
	Counter++;
	Counter%=100;	//计数值变化范围限制在0~99
	if(Counter<Compare)	//计数值小于比较值
	{
		Motor=1;		//输出1
	}
	else				//计数值大于比较值
	{
		Motor=0;		//输出0
	}
}

Timer1.h

#ifndef __TIMER1_H__
#define __TIMER1_H__

void Timer1_Init(void);

#endif

Motor.h

#ifndef __MOTOR_H__
#define __MOTOR_H__

void Motor_Init(void);
void Motor_SetSpeed(unsigned char Speed);

#endif

注意：一定要看

千万不要直接复制代码，因为是模块化编写，模块的代码没有往上复制（模块的代码在以往的文章中可以找到），大家一定要自己动手，跟着视频学！！！！！

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