用单片机制作通用型电视遥控器

上世纪八十年代初，日本率先在电视产品中使用了红外遥控技术，目前已经在电视机上得到了广泛应用。电视遥控器使用的是专用集成发射芯片来实现遥控码的发射，如东芝TC9012，飞利浦SAA3010T等。这些芯片价格较贵，且相互之间采用的遥控编码格式互不兼容，所以各机型的遥控器通常只能针对各自的遥控对象而无法通用。本文在试验验证的基础上，介绍了如何利用低成本的MCS-51系列单片机来实现遥控码的模拟发射，并实现遥控器的通用化。

遥控发射技术的基本原理

通常彩电遥控信号的发射，就是将某个按键所对应的控制指令和系统码(由0和1组成的序列)，调制在32~56KHz范围内的载波上，然后经放大、驱动红外发射管将信号发射出去。
　　
   
不同公司的遥控芯片，采用的遥控码格式也不一样。在此介绍较普遍的两种，一种是NEC标准，一种是PHILIPS 标准。


图1 NEC标准下的主码表示

NEC标准：遥控载波的频率为38KHz(占空比为1:3)；当某个按键按下时，系统首先发射一个完整的全码，然后经延时再发射一系列简码，直到按键松开即停止发射。简码重复延时108ms，每两个引导脉冲上升沿之间的间隔都是108ms。一个完整的全码如图1所示。 其中，引导码高电平4.5ms，低电平4.5ms；系统码8位，数据码8位，共32位；数据0用“高电平0.5625ms＋低电平0.5625ms”表示，数据1用“高电平0.5625ms＋低电平1.6875ms”表示，如图2所示：一个简码＝引导码＋系统码位０的反码＋结束位(0.5625ms)高电平。


图2 NEC标准下，数据0和1的表示

各部分码的作用：引导码用来通知接收器其后为遥控数据。系统码用来区分是哪一机型的数据，接收端依此来判断后续的数据是否为须执行的指令。数据码用来区分是哪一个键被按下，接收端根据数据码做出应该执行什么动作的判断。简码是在持续按键时发送的码。它告知接收端，某键是在被连续地按着。

遥控数据传输系统的关键是数据传输的可靠性。为了提高编码的可靠性，NEC标准规定系统码、数据码后分别接着传送一个同样的码或者反码，供误码校验用。

PHILIPS标准：载波频率为38KHZ；没有简码，点按键时，控制码在1和0之间切换，若持续按键，则控制码不变。一个全码＝起始码‘11’＋控制码＋系统码+数据码，如图3所示。


图3 PHILIPS标准下的全码表示

数据0用“低电平1.778ms＋高电平1.778ms”表示；数据１用“高电平1.778ms＋低电平1.778ms”表示。 连续码重复延时114ms。

硬件原理图

图4为硬件原理图，电路主要由三大部分组成：AT89C52及其外围电路部分；8×8键矩阵部分；及直流电源部分。


图4 硬件原理图

AT89C52单片机及其外围电路组成的控制和遥控码产生部分：主要有外中断信号处理、12M时钟、CPU复位、I/O口上拉电路、红外遥控发射、按键指示等。由P0口和P2口搭成按键矩阵，当有键按下时，产生的外中断请求信号(低电平有效)经八输入与非门和非门后送至P32端，使CPU进入中断处理，同时点亮按键指示灯。系统产生的遥控编码信号通过P14端发出，经放大后驱动发射管发射出去。拨码开关DIP的作用是进行不同机芯状态的切换。比如当DIP设置为“1000”时，系统处于长虹CH-10机芯状态；为“1001”时，则处于CN-12机芯状态。R13、C11和按键KEY组成单片机复位电路。

8×8键矩阵部分：由64只键盘开关排列而成,可以根据需要，选择合适的按键数。 8*8键是不增加扩展器件的情况下最多的按键数。

整个系统的工作电源为直流+5V。由电源模块IC31 (PS0500DS)、整流桥HBA、HBK等组成。

程序实现

NEC编码程序用MCS-51系列单片机汇编语言编写而成，PHILIPS编码可以此类推。

NEC、TOSHIBA、SAMSONG公司的编码格式有其共通之处：遥控全码都由“引导码+系统码+系统码(或系统码取反)+数据码+数据码取反”组成；数据“0”和“1”的定义相同；不同的只是引导码高低电平的持续时间不同，系统码位数有长有短，第一个简码和全码最后一位之间的延时不同，简码的引导脉冲不同等；所以可以把相同的部分做成通用子程序，包括产生数据“0”和“1”的子程序“ONE”和“ZERO”，9ms、4.5ms、2.25ms、22ms、45ms等时间控制子程序。

8×8的键矩阵处理，采用外中断的方式，有键按下时，就向CPU发出中断请求，然后按照“先列后排”一个个扫描，从而找出被按下的键，当然这里面还包括了去抖动、多键同时按时只处理一键的处理部分。

机芯的不同状态由单片机P3口的P3.5、P3.4、P3.1、P3.0四位的输入数值来区分判断，比如“0000”表示工作于东芝TC90××系列状态，“0001”则表示要求工作于NEC公司的PD61××系列状态。

判断了是哪一只键按下以及处于机芯的哪种状态以后，程序就严格按照相应的遥控编码方式来进行遥控码的发射，也就是说将一定时段、一定数值的电平脉冲调制在38KHz载波上，逐一发射出去。流程图如图5所示。


图5 程序流程图

部分程序段：

这里给出的是产生NEC遥控码的主要部分,而像键扫描等较常见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 ；设置堆栈
mov tmod,#02h ;方式2定时
mov th0,#0f3h ;38KHZ方波时间数
mov p2,#0 ；
mov p0,#0ffh
setb ex0 ;允许外中断0
SETB pt0 ;外中断0（有键按下）优先
clr it0 ;电平触发方式
clr mdl ;设有无按键的标志
setb p3.2 ;
setb p3.4
setb p3.5
setb p3.1
setb p3.0 ;置P3.0～P3.5为输入状态
clr c ;清进位标志位
clr p1.4 ;清遥控输出端
clr a ；清累加器A
mov KEYHAO,#0H ； 清按键号存储器
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 ;开中断
pp:jnb mdl,pp ;循环等待按键
clr mdl ;
CLR KEYHAO
sjmp pp……
‘0’子程序和‘1’子程序部分:ZERO: CLR A
SETB TR0 ;启动定时器0#
CJNZ A,#39,$ ;0.5625ms高电平
CLR TR0 ;停定时器0#
ACALL DE05625 ;沿时0.5625ms
CLR A
RET
ONE: CLR A
SETB TR0 ;启动定时器0#
CJNE A,#39,$ ;0.5625ms高电平
CLR TR0 ;停定时器0#
ACALL DE16875 ;沿时1.6875ms
RET