用單片機制作通用型電視遙控器

關鍵詞：全碼；簡碼；引導碼；系統(tǒng)碼；數(shù)據碼

引言
上世紀八十年代初，日本率先在電視產品中使用了紅外遙控技術，目前已經在電視機上得到了廣泛應用。電視遙控器使用的是專用集成發(fā)射芯片來實現(xiàn)遙控碼的發(fā)射，如東芝TC9012，飛利浦SAA3010T等。這些芯片價格較貴，且相互之間采用的遙控編碼格式互不兼容，所以各機型的遙控器通常只能針對各自的遙控對象而無法通用。本文在試驗驗證的基礎上，介紹了如何利用低成本的MCS-51系列單片機來實現(xiàn)遙控碼的模擬發(fā)射，并實現(xiàn)遙控器的通用化。

遙控發(fā)射技術的基本原理

圖1 NEC標準下的主碼表示

圖2 NEC標準下，數(shù)據0和1的表示

圖3 PHILIPS標準下的全碼表示

圖4 硬件原理圖

通常彩電遙控信號的發(fā)射，就是將某個按鍵所對應的控制指令和系統(tǒng)碼(由0和1組成的序列)，調制在32~56KHz范圍內的載波上，然后經放大、驅動紅外發(fā)射管將信號發(fā)射出去。　　
不同公司的遙控芯片，采用的遙控碼格式也不一樣。在此介紹較普遍的兩種，一種是NEC標準，一種是PHILIPS 標準。
NEC標準：遙控載波的頻率為38KHz(占空比為1:3)；當某個按鍵按下時，系統(tǒng)首先發(fā)射一個完整的全碼，然后經延時再發(fā)射一系列簡碼，直到按鍵松開即停止發(fā)射。簡碼重復延時108ms，每兩個引導脈沖上升沿之間的間隔都是108ms。一個完整的全碼如圖1所示。 其中，引導碼高電平4.5ms，低電平4.5ms；系統(tǒng)碼8位，數(shù)據碼8位，共32位；數(shù)據0用“高電平0.5625ms＋低電平0.5625ms”表示，數(shù)據1用“高電平0.5625ms＋低電平1.6875ms”表示，如圖2所示：一個簡碼＝引導碼＋系統(tǒng)碼位０的反碼＋結束位(0.5625ms)高電平。
各部分碼的作用：引導碼用來通知接收器其后為遙控數(shù)據。系統(tǒng)碼用來區(qū)分是哪一機型的數(shù)據，接收端依此來判斷后續(xù)的數(shù)據是否為須執(zhí)行的指令。數(shù)據碼用來區(qū)分是哪一個鍵被按下，接收端根據數(shù)據碼做出應該執(zhí)行什么動作的判斷。簡碼是在持續(xù)按鍵時發(fā)送的碼。它告知接收端，某鍵是在被連續(xù)地按著。
遙控數(shù)據傳輸系統(tǒng)的關鍵是數(shù)據傳輸?shù)目煽啃?。為了提高編碼的可靠性，NEC標準規(guī)定系統(tǒng)碼、數(shù)據碼后分別接著傳送一個同樣的碼或者反碼，供誤碼校驗用。
PHILIPS標準：載波頻率為38KHz；沒有簡碼，點按鍵時，控制碼在1和0之間切換，若持續(xù)按鍵，則控制碼不變。一個全碼＝起始碼‘11’＋控制碼＋系統(tǒng)碼+數(shù)據碼，如圖3所示。
數(shù)據0用“低電平1.778ms＋高電平1.778ms”表示；數(shù)據１用“高電平1.778ms＋低電平1.778ms”表示。 連續(xù)碼重復延時114ms。
硬件原理圖
圖4為硬件原理圖，電路主要由三大部分組成：AT89C52及其外圍電路部分；8×8鍵矩陣部分；及直流電源部分。
AT89C52單片機及其外圍電路組成的控制和遙控碼產生部分：主要有外中斷信號處理、12M時鐘、CPU復位、I/O口上拉電路、紅外遙控發(fā)射、按鍵指示等。由P0口和P2口搭成按鍵矩陣，當有鍵按下時，產生的外中斷請求信號(低電平有效)經八輸入與非門和非門后送至P32端，使CPU進入中斷處理，同時點亮按鍵指示燈。系統(tǒng)產生的遙控編碼信號通過P14端發(fā)出，經放大后驅動發(fā)射管發(fā)射出去。撥碼開關DIP的作用是進行不同機芯狀態(tài)的切換。比如當DIP設置為“1000”時，系統(tǒng)處于長虹CH-10機芯狀態(tài)；為“1001”時，則處于CN-12機芯狀態(tài)。R13、C11和按鍵KEY組成單片機復位電路。
8×8鍵矩陣部分：由64只鍵盤開關排列而成,可以根據需要，選擇合適的按鍵數(shù)。 8*8鍵是不增加擴展器件的情況下最多的按鍵數(shù)。
整個系統(tǒng)的工作電源為直流+5V。由電源模塊IC31 (PS0500DS)、整流橋HBA、HBK等組成。

程序實現(xiàn)
NEC編碼程序用MCS-51系列單片機匯編語言編寫而成，PHILIPS編碼可以此類推。
NEC、TOSHIBA、SAMSONG公司的編碼格式有其共通之處：遙控全碼都由“引導碼+系統(tǒng)碼+系統(tǒng)碼(或系統(tǒng)碼取反)+數(shù)據碼+數(shù)據碼取反”組成；數(shù)據“0”和“1”的定義相同；不同的只是引導碼高低電平的持續(xù)時間不同，系統(tǒng)碼位數(shù)有長有短，第一個簡碼和全碼最后一位之間的延時不同，簡碼的引導脈沖不同等；所以可以把相同的部分做成通用子程序，包括產生數(shù)據“0”和“1”的子程序“ONE”和“ZERO”，9ms、4.5ms、2.25ms、22ms、45ms等時間控制子程序。
8×8的鍵矩陣處理，采用外中斷的方式，有鍵按下時，就向CPU發(fā)出中斷請求，然后按照“先列后排”一個個掃描，從而找出被按下的鍵，當然這里面還包括了去抖動、多鍵同時按時只處理一鍵的處理部分。
機芯的不同狀態(tài)由單片機P3口的P3.5、P3.4、P3.1、P3.0四位的輸入數(shù)值來區(qū)分判斷，比如“0000”表示工作于東芝TC90××系列狀態(tài)，“0001”則表示要求工作于NEC公司的PD61××系列狀態(tài)。
判斷了是哪一只鍵按下以及處于機芯的哪種狀態(tài)以后，程序就嚴格按照相應的遙控編碼方式來進行遙控碼的發(fā)射，也就是說將一定時段、一定數(shù)值的電平脈沖調制在38KHz載波上，逐一發(fā)射出去。
流程圖如圖5所示

圖5 程序流程圖

部分程序段：

這里給出的是產生NEC遙控碼的主要部分,而像鍵掃描等較常見的程序段就不再提供.
主程序初始化部分：
ORG 100H
main: mov psw,#0 ；
mov sp,#30h ；設置堆棧
mov tmod,#02h ;方式2定時
mov th0,#0f3h ;38KHZ方波時間數(shù)
mov p2,#0 ；
mov p0,#0ffh
setb ex0 ;允許外中斷0
setb pt0 ;外中斷0（有鍵按下）優(yōu)先
clr it0 ;電平觸發(fā)方式
clr mdl ;設有無按鍵的標志
setb p3.2 ;
setb p3.4
setb p3.5
setb p3.1
setb p3.0 ;置P3.0～P3.5為輸入狀態(tài)
clr c ;清進位標志位
clr p1.4 ;清遙控輸出端
clr a ；清累加器A
mov KEYHAO,#0H ； 清按鍵號存儲器
xrl a,#11000000b ;0000(p3.5 p3.4 p3.1 p3.0)
jz TV1
mov a,r7
xrl a,#11000001b ;0001
jz TV2
mov a,r7
xrl a,#11000010b ;0010
jz VCD
mov a,r7
……
SET ETO
SET EA ;開中斷
pp:jnb mdl,pp ;循環(huán)等待按鍵
clr mdl ;
CLR KEYHAO
sjmp pp……
‘0’子程序和‘1’子程序部分:ZERO: CLR A
SETB TR0 ;啟動定時器0#
CJNZ A,#39,$ ;0.5625ms高電平
CLR TR0 ;停定時器0#
ACALL DE05625 ;沿時0.5625ms
CLR A
RET
ONE: CLR A
SETB TR0 ;啟動定時器0#
CJNE A,#39,$ ;0.5625ms高電平
CLR TR0 ;停定時器0#
ACALL DE16875 ;沿時1.6875ms
RET

結語
本文介紹了AT89C52單片機代替專用遙控芯片設計通用型電視遙控器，該方案具有結構簡單、成本低等優(yōu)點，用本文介紹的方法進行單片機遙控信號模擬，可以作出一款自己家的通用遙控器。

參考文獻
1 《MCS-51系列單片機應用系統(tǒng)設計》.何立民.北京航空航天大學出版社
2 《長虹最新系列機芯彩色電視機》.電子科技大學出版社
3 NEC公司.PHILIPS公司專用遙控芯片資料

作者簡介：李王旬，女，四川長虹電器股份有限公司電視公司工程師，主要從事電視生產自動化技術工作。