作者：清華大學(xué)機(jī)械工程系 （100084） 鮑曉宇 黃松嶺 劉國(guó)權(quán) 來(lái)源：《電子技術(shù)應(yīng)用 》

ｐｌｄ器件在紅外遙控解碼中的應(yīng)用

　 摘 要： 介紹了紅外遙控發(fā)射和接收的原理，提出了一種用pld（可編程邏輯器件）進(jìn)行解碼的方案，并分別用eprom和gal實(shí)現(xiàn)。該方案思路新穎、原理簡(jiǎn)單、工作可靠，可用于各種以鍵盤(pán)掃描為輸入方式的智能儀器系統(tǒng)中。

關(guān)鍵詞： 紅外遙控 可編程邏輯器件 遙控解碼 鍵盤(pán)掃描

紅外遙控技術(shù)已經(jīng)在日常家用電器中得到了廣泛應(yīng)用，其使用方便、功耗低、抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)也越來(lái)越在智能儀器系統(tǒng)中受到重視。市場(chǎng)上的各種家電紅外遙控系統(tǒng)技術(shù)成熟、成本低廉，但都是針對(duì)各自的遙控對(duì)象（彩電、冰箱、空調(diào)等），不能直接用于智能儀器。本文探討了如何借鑒家電紅外遙控系統(tǒng)的原理，自行設(shè)計(jì)解碼電路，使智能儀器具有遙控功能。

１ 紅外遙控原理

一般的紅外遙控系統(tǒng)是由紅外遙控信號(hào)發(fā)射器、紅外遙控信號(hào)接收器和微控制器及其外圍電路等三部分構(gòu)成的，如圖1所示。

遙控信號(hào)發(fā)射器用來(lái)產(chǎn)生遙控編碼脈沖，驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管輸出紅外遙控信號(hào)，遙控接收頭完成對(duì)遙控信號(hào)的放大、檢波、整形、解調(diào)出遙控編碼脈沖。遙控編碼脈沖是一組組串行二進(jìn)制碼，對(duì)于一般的紅外遙控系統(tǒng)，此串行碼輸入到微控制器，由其內(nèi)部cpu完成對(duì)遙控指令解碼，并執(zhí)行相應(yīng)的遙控功能。

在紅外遙控系統(tǒng)中，解碼的核心是cpu。它接收解調(diào)出的串行二進(jìn)制碼，在內(nèi)部根據(jù)本系統(tǒng)的遙控信號(hào)編碼格式將串行碼對(duì)應(yīng)成遙控器上的按鍵。顯然，這種在cpu內(nèi)部解碼出的遙控指令是不便我們利用的，而且我們也不需要獲取它。我們只需利用一般紅外遙控系統(tǒng)中的遙控發(fā)射器、遙控接收頭，自行設(shè)計(jì)解碼電路直接對(duì)遙控接收頭解調(diào)出的遙控編碼脈沖進(jìn)行解碼，就可以得到原始的按鍵信息。

２ 紅外遙控編碼

目前應(yīng)用中的各種紅外遙控系統(tǒng)的原理都大同小異，區(qū)別只是在于各系統(tǒng)的信號(hào)編碼格式不同。下面我們就以本文采用的紅外遙控系統(tǒng)為例說(shuō)明它的編碼體制。

紅外遙控發(fā)射器以tc9012為核心組成了鍵掃描、編碼、發(fā)射電路。當(dāng)按下遙控器上任一按鍵時(shí)，tc9012即產(chǎn)生一串脈沖編碼如圖2所示。

tc9012形成的遙控編碼脈沖對(duì)40khz載波進(jìn)行脈沖幅度調(diào)制(pam)后便形成遙控信號(hào)，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路由紅外發(fā)射管發(fā)射出去。紅外遙控接收頭接收到調(diào)制后的遙控信號(hào)，經(jīng)前置放大、限幅放大、帶通濾波、峰值檢波和波形整形，從而解調(diào)出與輸入遙控信號(hào)反相的遙控脈沖。

在圖2中，一次按鍵動(dòng)作的遙控編碼信息為32位串行二進(jìn)制碼。對(duì)于二進(jìn)制信號(hào)“0”，一個(gè)脈沖占1.2ms；對(duì)于二進(jìn)制信號(hào)“1”，一個(gè)脈沖占2.4ms，而每一脈沖內(nèi)低電平均為0.6ms。從起始標(biāo)志到32位編碼脈沖發(fā)完大約需80ms，此后遙控信號(hào)維持高電平。若按鍵未釋放，則從起始標(biāo)志起每隔108ms發(fā)出3個(gè)脈沖的重復(fù)標(biāo)志。

在32位的編碼脈沖中，前16位碼不隨按鍵的不同而變化，我們稱之為用戶碼。它是為了表示特定用戶而設(shè)置的一個(gè)辨識(shí)標(biāo)志，以區(qū)別不同機(jī)種和不同用戶發(fā)射的遙控信號(hào)，防止誤操作。后16位碼隨著按鍵的不同而改變，我們就是要讀取這16位按鍵編碼，經(jīng)解碼得到按鍵鍵號(hào)，轉(zhuǎn)而執(zhí)行相應(yīng)控制動(dòng)作。

那么，不同的按鍵編碼脈沖是怎樣和遙控器上不同的按鍵一一對(duì)應(yīng)的呢？我們借助于邏輯分析儀記錄下來(lái)遙控器上每一個(gè)按鍵的編碼脈沖序列，破譯出了各按鍵的編碼。表１是解碼后得到的紅外遙控器上各鍵的編碼（前16位用戶碼均為0000001011111101，表1只列出后16位鍵碼）。

由表1按鍵編碼可看出，后16位鍵碼的前8位與后8位互為補(bǔ)碼，這樣加大編碼的冗余度是為了增強(qiáng)遙控系統(tǒng)的抗干擾能力。實(shí)際上，我們只須截取16位鍵碼的8位（比如后8位）就可達(dá)到識(shí)別按鍵的目的。當(dāng)然，要加強(qiáng)遙控系統(tǒng)的抗干擾能力，還需接