一、 紅外通信原理

紅外遙控有發送和接收兩個組成部分。發送端采用單片機將待發送的二進制信號編碼調制為一系列的脈沖串信號，通過紅外發射管發射紅外信號。紅外接收完成對紅外信號的接收、放大、檢波、整形，并解調出遙控編碼脈沖。為了減少干擾，采用的是價格便宜性能可靠的一體化紅外接收頭(HS0038， 它接收紅外信號頻率為38kHz，周期約26μs) 接收紅外信號，它同時對信號進行放大、檢波、整形得到TTL 電平的編碼信號，再送給單片機，經單片機解碼并執行去控制相關對象。如圖1 所示：

圖 1

紅外發送部分由51單片機、鍵盤、紅外發光二極管和7段數碼管組成。鍵盤用于輸入指令，51單片機檢測鍵盤上按鍵的狀態，并對紅外信號進行調制，發光二極管產生紅外線，數碼管用來顯示發送的鍵值。圖2紅外發射電路

圖 2 紅外發射電路 圖 3 紅外接收電路

紅外接收部分由51單片機、一體化紅外接收頭HS0038和7段數碼管組成。51單片機檢測HS0038，并對HS0038接收到的數據解碼，通過數碼管顯示接收到的鍵值。

二、 編碼、解碼

(1) 二進制信號的調制

二進制信號的調制由單片機來完成，它把編碼后的二進制信號調制成頻率為38kHz 的間斷脈沖串，相當于用二進制信號的編碼乘以頻率為38kHz 的脈沖信號得到的間斷脈沖串，即是調制后用于紅外發射二極管發送的信號如圖4 二進制碼的調制所示。

圖4 二進制碼的調制

(2) 紅外接收需先進行解調，解調的過程是通過紅外接收管進行接收的。其基本工作過程為：當接收到調制信號時，輸出高電平，否則輸出為低電平，是調制的逆過程(圖5 解調)。HS0038是一體化集成的紅外接收器件，直接就可以輸出解調后的高低電平信號;紅外接收器HS0038的應用電路(圖6)。

圖6 HS0038的應用電路

(3)紅外遙控發射芯片采用 PPM 編碼方式 , 當發射器按鍵按下后 , 將發射一組 108ms 的編碼脈沖。遙控編碼脈沖由前導碼、16位地址碼(8 位地址碼、 8 位地址碼的反碼)和16位操作碼(8 位操作碼、 8 位操作碼的反碼)組成。通過對用戶碼的檢驗，每個遙控器只能控制一個設備動作，這樣可以有效地防止多個設備之間的干擾。編碼后面還要有編碼的反碼，用來檢驗編碼接收的正確性，防止誤操作，增強系統的可靠性。前導碼是一個遙控碼的起始部分，由一個 9ms 的高電平 ( 起始碼 ) 和一個 4. 5ms 的低電平 ( 結果碼 ) 組成，作為接受數據的準備脈沖。以脈寬為 0. 56ms 、周期為 1. 12ms 的組合表示二進制的 “0” ;以脈寬為 1. 68ms 、周期為 2. 24ms 的組合表示二進制的 “1” 。

圖9 發送一組完整的編碼脈沖

(4)單片機采用外部中斷 INT0 管腳和紅外接收頭的信號線相連，中斷方式為邊沿觸發方式。計算中斷的間隔時間，來區分前導碼、二進制的 “1” 、 “0” 碼。并將 8 位操作碼提取出來在數碼管上顯示。紅外接收頭輸出的原始遙控數據信號，正好和發射端倒向。也就是以前發射端原始信號是高電平，那接收頭輸出的就是低電平，反之。

fqj