从零开始学GD32_红外遥控实验

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发表于 2017-8-30 13:28:30 | 显示全部楼层 |阅读模式
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第一节 红外遥控实验 遥控器是一种无线发射装置,通过现代的数字编码技术,将按键信息进行编码,通过红外线二极管发射光波,光波经接收机的红外线接收器将收到的红外信号转变成电信号,由处理器进行解码,解调出相应的指令来达到控制机顶盒等设备完成所需的操作要求。 一、红外遥控器原理 很多电器都采用红外线遥控,那么红外线遥控的工作原理是什么呢?首先我们来看看什么是红外线。 人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列,依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。其中红光的波长范围为0.62~0.76μm;紫光的波长范围为0.38~0.46μm。比紫光波长还短的光叫紫外线,比红光波长还长的光叫红外线。 红外线遥控就是利用波长为0.76~1.5μm之间的近红外线来传送控制信号的。 常用的红外线遥控系统一般分发射和接收两个部分。 发射部分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。 大量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,只是颜色不同。 红外发光二极管一般有黑色、深蓝、透明三种颜色。 判断红外发光二极管好坏的办法与判断普通二极管一样:用万用表电阻挡量一下红外发光二极管的正、反向电阻即可。 红外发光二极管的发光效率要用专门的仪器才能精确测定,而业余条件下只能用拉距法来粗略判定。接收部分的红外接收管是一种光敏二极管。 在实际应用中要给红外接收二极管加反向偏压,它才能正常工作,亦即红外接收二极管在电路中应用时是反向运用,这样才能获得较高的灵敏度。 红外接收二极管一般有圆形和方形两种。 由于红外发光二极管的发射功率一般都较小(15mW左右),所以红外接收二极管接收到的信号比较微弱,因此就要增加高增益放大电路。 前些年常用μPC1373H、CX20106A等红外接收专用放大电路。最近几年不论是业余制作还是正式产品,大多都采用成品红外接收头。 成品红外接收头的封装大致有两种:一种采用铁皮屏蔽;一种是塑料封装。均有三只引脚,即电源正(VDD)、电源负 (GND)和数据输出(VO或OUT)。红外接收头的引脚排列因型号不同而不尽相同,可参考厂家的使用说明。成品红外接收头的优点是不需要复杂的调试和外 壳屏蔽,使用起来如同一只三极管,非常方便。但在使用时注意成品红外接收头的载波频率。 红外遥控常用的载波频率为38kHz,这是由发射端所使用的455kHz陶振来决定的。 在发射端要对晶振进行整数分频,分频系数一般取12,所以455kHz÷12≈37.9 kHz≈38kHz。也有一些遥控系统采用36kHz、40kHz、56kHz等,一般由发射端晶振的振荡频率来决定。 二、红外遥控编码 常用的有通过脉冲宽度来实现信号调制的脉宽调制(PWM)和通过脉冲串之间的时间间隔来实现信号调制的脉时调制(PPM)两种方法。 我的遥控器使用的是NEC协议,即PWM方法,其特点如下: 1、8位地址和8位指令长度; 2、地址和命令2次传输(确保可靠性) 3、PWM脉冲位置调制,以发射红外载波的占空比代表“0”和“1”; 4、载波频率为38Khz; 5、位时间为1.125ms或2.25ms; 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)。而遥控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。 NEC遥控指令的数据格式为:同步码头、地址码、地址反码、控制码、控制反码。同步码由一个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)。 三、解码过程 其地址码为0,控制码为168。可以看到在100ms之后,我们还受到了几个脉冲,这是NEC码规定的连发码(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,按键仍然没有放开,则发射重复码,即连发码,可以通过统计连发码的次数来标记按键按下的长短/次数。 四、实验操作 基于GD32 实验21 红外遥控实验基础上,在remote.h文件中添加以下宏定义: #defineBUTTON_1 218 #defineBUTTON_2 242 #defineBUTTON_3 202 #defineBUTTON_4 90 #defineBUTTON_5 240 #defineBUTTON_6 122 #defineBUTTON_7 106 #defineBUTTON_8 114 #defineBUTTON_9 74 #defineBUTTON_0 170 #define BUTTON_POWER 234 作为遥控器的新键值。 main.c文件中的switch函数也进行了如下修改: switch(key) { caseBUTTON_POWER: LCD_ShowString(86,150,"POWER"); break; caseBUTTON_1: LCD_ShowString(86,150,"1 "); break; caseBUTTON_2: LCD_ShowString(86,150,"2 "); break; caseBUTTON_3: LCD_ShowString(86,150,"3 "); break; caseBUTTON_4: LCD_ShowString(86,150,"4 "); break; caseBUTTON_5: LCD_ShowString(86,150,"5 "); break; caseBUTTON_6: LCD_ShowString(86,150,"6 "); break; caseBUTTON_7: LCD_ShowString(86,150,"7 "); break; caseBUTTON_8: LCD_ShowString(86,150,"8 "); break; caseBUTTON_9: LCD_ShowString(86,150,"9 "); break; caseBUTTON_0: LCD_ShowString(86,150,"0 "); break; default: break; } 最后,测试一切正常!
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