1. IT分享知识网首页
  2. 未分类

【51单片机】红外通信

老牧童 • • 未分类

【51单片机】红外通信2024 2 2 日更新

大家好，欢迎来到IT知识分享网。

【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

  1. 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。
  2. 红外LED波长：940nm，红外信号属于电磁波
  3. 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
在这里插入图片描述
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

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
    在这里插入图片描述
    外部中断配置的寄存器：
    在这里插入图片描述


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; { 
    } */ 
#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

#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，使用状态机方法 { 
    if(IR_State==0)//起始时，一但红外管检测到按键按下，就会进入外部中断程序，从状态0开始 { 
    Timer0_SetCounter(0); Timer0_Run(1); IR_State=1; } else if(IR_State==1)//状态1 { 
    IR_Time=Timer0_GetCounter(); Timer0_SetCounter(0); if(IR_Time>=13500-500 && IR_Time<=13500+500)//检测红外管是否发送起始命令 { 
    P2=0; IR_State=2; Timer0_SetCounter(0); } else if(IR_Time>=11250-500 && IR_Time<=11250+500)//重复命令 { 
    IR_State=0; Timer0_SetCounter(0); } else { 
    IR_State=1;//自循环 } } } 
#include <REGX52.H> #include "Timer0.h" #include "Delay.h" #include "LCD1602.h" #include "INT0.h" #include "IR.h" unsigned char Num;//Num只能到255 void main() { 
    LCD_Init(); Timer0_Init(); Timer0_SetCounter(0); Timer0_Run(1); Delay(1); LCD_ShowNum(1,1,Timer0_GetCounter(),5); while(1) { 
    } }

使用时间转换器Timer0_usCount ，对比结果，显示真实的13500ms对应的定时器计数值

#include <REGX52.H> #include "Timer0.h" #include "Delay.h" #include "LCD1602.h" #include "INT0.h" #include "IR.h" unsigned char Num; void main() { 
    LCD_Init(); Timer0_Init();Timer0_SetCounter(0);Timer0_Run(1); Delay(13); LCD_ShowNum(1,1,Timer0_GetCounter(),5); LCD_ShowNum(2,1,Timer0_usCount(0x66,0xCF),5); while(1) { 
    } }

在这里插入图片描述
实际红外管，起始命令的时长为”12926″

#include <REGX52.H> #include "Timer0.h" #include "INT0.h" #include "LCD1602.h" unsigned char IR_ADDRESS; unsigned char IR_State; //unsigned char IR_Time; 错误！！！这里定义为字符类型，对应的数值仅有255，对应的13500无法赋值给IR_Time unsigned int 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，使用状态机方法 { 
    if(IR_State==0)//起始时，一但红外管检测到按键按下，就会进入外部中断程序，从状态0开始 { 
    Timer0_SetCounter(0); Timer0_Run(1); IR_State=1; } else if(IR_State==1)//状态1 { 
    IR_Time=Timer0_GetCounter(); Timer0_SetCounter(0); if(IR_Time>12926-500 && IR_Time<12926+500)//检测红外管是否发送起始命令 { 
    LCD_ShowNum(1,1,IR_Time,5); P2=0; IR_State=2; Timer0_SetCounter(0); } else if(IR_Time>=1000 && IR_Time<=2000)//重复命令 { 
    IR_State=0; Timer0_SetCounter(0); } else { 
    P2_5=1; P2_5=0; P2_5=1; IR_State=1;//自循环 } } }

经过对代码的修改后，将程序烧录到单片机上，在LCD1602上显示能够进入>if(IR_Time>12926-500 && IR_Time<12926+500)语句的命令时长<
在这里插入图片描述
IR_Time在12926附近浮动，可见用标准的13500作为代码中的时长判断并不合适，同理，后续的其他命令时长（低电平/高电平/Repeat/)也用这种方法测试（调大判断范围、显示真实时长、修改合适的范围）

一、外部中断

1.外部中断寄存器配置

#include <REGX52.H> / * @brief * @param * @retval */ void Int0_Init(void) //@11.0592MHz { 
    IT0=1;//下降沿触发中断 IE0=0; EX0=1; EA=1; PX0=1; } /* void Int0_Rountine(void) interrupt 0; { 
    } */

2.对定时器0进行重编写

#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; } ///TH0 TL0不能随便给Number的，有高低位之分！ void Timer0_SetCounter(unsigned int Number) { 
    TH0=Number/256; TL0=Number%256; } //!!! unsigned int Timer0_GetCounter(void) { 
    //number=TL0+TH0; return (TH0<<8)|TL0; } //!!! void Timer0_Run(unsigned char Flag) { 
    // if(Flag) // { 
    // TR0=1; // } // else // { 
    // TR0=0; // } TR0=Flag; } unsigned int Timer0_usCount(unsigned int TL,unsigned int TH)//时间转换器 { 
    unsigned int us = (0xFF-TH)*16*16 + (0xFF-TL); return us; } /*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; } } */

3.红外通信模块

#include <REGX52.H> #include "Timer0.h" #include "INT0.h" //unsigned char IR_Time; 错误！！！这里定义为字符类型，对应的数值仅有255，对应的13500无法赋值给IR_Time unsigned int IR_Time; unsigned char IR_State; unsigned char IR_Data[4]; unsigned char IR_Data_p; unsigned char IR_DataFlag; unsigned char IR_RepeatFlag; unsigned char IR_Address; unsigned char IR_Command; void IR_Init()//红外中断初始化 { 
    Timer0_Init(); Int0_Init(); } unsigned char IR_GetAdress(void) { 
    return IR_Address; } unsigned char IR_GetCommand(void) { 
    return IR_Command; } unsigned char IR_GetDataFlag(void) { 
    unsigned int Flag = IR_DataFlag; IR_DataFlag=0; return Flag; } unsigned char IR_GetRepeatFlag(void) { 
    unsigned int Flag = IR_RepeatFlag; IR_RepeatFlag=0; return Flag; } void Int0_Rountine(void) interrupt 0 //外部中断函数，使用状态机方法 { 
    if(IR_State==0)//起始时，一但红外管检测到按键按下，就会进入外部中断程序，从状态0开始 { 
    Timer0_SetCounter(0); Timer0_Run(1); IR_State=1; } else if(IR_State==1)//状态1 { 
    IR_Time=Timer0_GetCounter(); Timer0_SetCounter(0); if(IR_Time>12926-500 && IR_Time<12926+500)//检测红外管是否发送起始命令 { 
    P2=0; IR_State=2; } else if(IR_Time>11250-500 && IR_Time<11250+500)//重复命令 { 
    IR_RepeatFlag=1; IR_State=0; Timer0_Run(0); } else { 
    IR_State=1;//自循环 } } else if(IR_State==2)//状态2 { 
    IR_Time=Timer0_GetCounter(); Timer0_SetCounter(0); if(IR_Time>1032-500 && IR_Time<1032+500)//将IR_Data中的某一位置零 { 
    IR_Data[IR_Data_p/8] &= ~(0x01<<(IR_Data_p%8)); // 0x01<<1 0000 0001 0000 0010 ~(0x01<<1) 1111 1110 1111 1101 //IR_Data_p++/8,对应的值从0到3 //IR_Data_p++%8,对应的值0~7循环四轮 IR_Data_p++;//Data的二进制位指针,0~31 } else if(IR_Time>2074-500 && IR_Time<2074+500) { 
    IR_Data[IR_Data_p/8] |= (0x01<<(IR_Data_p%8)); // 0x01<<1 0000 0001 0000 0010 ~(0x01<<1) 1111 1110 1111 1101 //IR_Data_p++/8,对应的值从0到3 //IR_Data_p++%8,对应的值0~7循环四轮 IR_Data_p++;//Data的二进制位指针,0~31 } else { 
    IR_Data_p=0; IR_State=1; } if(IR_Data_p>=32) { 
    IR_Data_p=0;//位指针清零 if((IR_Data[0] == ~IR_Data[1]) && (IR_Data[2] == ~IR_Data[3])) { 
    IR_DataFlag=1; IR_Address=IR_Data[0]; IR_Command=IR_Data[2]; } Timer0_Run(0); IR_State=0; } } } 
#include <REGX52.H> #include "LCD1602.h" #include "IR.h" unsigned char Num; unsigned char Command,Address; void main() { 
    LCD_Init(); IR_Init(); LCD_ShowString(1,1,"ADR COM NUM");//tab键会被识别 LCD_ShowHexNum(2,1,00,2); LCD_ShowHexNum(2,6,00,2); LCD_ShowNum(2,11,00,3); while(1) { 
    if(IR_GetDataFlag()||IR_GetRepeatFlag())//IR_GetRepeatFlag连加标志位 { 
    Command=IR_GetCommand(); Address=IR_GetAdress(); LCD_ShowHexNum(2,1,Address,2); LCD_ShowHexNum(2,6,Command,2); if(Command==0x15) { 
    Num--; } if(Command==0x09) { 
    Num++; } LCD_ShowNum(2,11,Num,3); } // if(Command==0x15) // { 
    // Num--; // } // if(Command==0x09) // { 
    // Num++; // } // LCD_ShowNum(2,8,Num,2); } }

修改完成后，运行正常

现象：按下对应的按键，LCD1602上会显示对应的地址码，键码，以及NUM，按下控制NUM加减的按键，NUM会正确地进行自加减，并且具备连加/减地功能
本程序用到了大量函数封装的方法，便于我们进行调用以及参数的判断，模块化编程极大地优化了代码的结构以及可移植性

二、红外通信+PWM控制电机转速

#include <REGX52.H> #include "IR.h" #include "Timer1.h" #include "Nixie.h" #include "Motor.h" unsigned char Num; unsigned char Command,Address; unsigned char Speed; void main() { 
    Motor_Init(); IR_Init(); while(1) { 
    Command=IR_GetCommand(); if(IR_GetDataFlag()) { 
    if(Command==IR_VOL_ADD) { 
    Speed++; Speed%=4; } } switch(Speed) { 
    case 0:Motor_CompareSet(0);break; case 1:Motor_CompareSet(50);break; case 2:Motor_CompareSet(75);break; case 3:Motor_CompareSet(100);break; } Nixie(1,Speed); } } 
#include <REGX52.H> #include "Timer1.h" unsigned char Count,Compare; sbit Motor = P1^3; void Motor_Init(void) { 
    Timer1_Init(); } void Motor_CompareSet(unsigned char num)//占空比设置 { 
    Compare=num; } void Timer1_Routine() interrupt 3 //PWM控速 { 
    TL1 = 0x9C; TH1 = 0xFF; Count++; Count%=100; if(Count<Compare) { 
    Motor=1; } else { 
    Motor=0; } }

现象：按下红外遥控上对应的按键，直流电机速度发生变化

免责声明：本站所有文章内容,图片，视频等均是来源于用户投稿和互联网及文摘转载整编而成，不代表本站观点，不承担相关法律责任。其著作权各归其原作者或其出版社所有。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容,侵犯到您的权益，请在线联系站长,一经查实,本站将立刻删除。 本文来自网络,若有侵权，请联系删除，如若转载，请注明出处：https://haidsoft.com/124479.html

赞 (0)
老牧童老牧童
0
上一篇 2025-10-07 12:26
下一篇 2025-10-07 12:45

相关推荐

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注

关注微信