【摘要】本文在自主研發(fā)的DAB接收機(jī)的基礎(chǔ)上，提出一種使用RPM6900光電傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程紅外遙控的方法。當(dāng)DAB接收機(jī)固定安裝以后，我們有對(duì)接收機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控的需求，這不僅能讓我們的接收機(jī)有更多更新的功能，也能更好的滿足用戶的需求。經(jīng)測(cè)試表明，該方法能可靠的對(duì)接收機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)距離的播放節(jié)目和音量的選擇控制。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字音頻廣播；DAB接收機(jī)；遠(yuǎn)程遙控

1.引言

紅外線遙控是目前使用最廣泛的一種無(wú)線、非接觸控制技術(shù)，它具有使用方便、功耗低抗干擾能力強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，使其在越來(lái)越多的電器中得到運(yùn)用。電視機(jī)遙控器是紅外遙控系統(tǒng)中的典型代表。

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。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。本文的主要研究?jī)?nèi)容就是在以STM8S單片機(jī)為控制核心的接收機(jī)上結(jié)合RPM6900感應(yīng)器實(shí)現(xiàn)對(duì)已調(diào)制的編碼指令信號(hào)接收和解調(diào)工作，并由STM8S單片機(jī)進(jìn)行對(duì)編碼指令的譯碼工作，最后由單片機(jī)來(lái)完成各種指令的操作控制。

2.紅外遙控原理及其編碼

紅外光實(shí)際上就是一種特殊顏色的普通光。我們不能看到這種特殊的顏色是因?yàn)樗牟ㄩL(zhǎng)大于950nm，位于可見(jiàn)光譜之下。我們不能看到它的特殊顏色，這就是我們使用紅外光遙控的原因之一：我們要利用它，但我們不希望能看到它。另一個(gè)原因就紅外LED（發(fā)光二極管）十分容易制作，制作成本很低。

為了能區(qū)別有用信號(hào)與噪聲，我們將紅外光調(diào)制到特定的頻率，紅外接收器會(huì)適配到這個(gè)頻率，其他噪聲信號(hào)都將被忽略。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，圖左邊是調(diào)制信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)放大由紅外LED發(fā)射；圖右邊信號(hào)通過(guò)接收器檢測(cè)輸出。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.1 數(shù)據(jù)幀

數(shù)據(jù)由編碼器（遙控器）采用脈沖寬度調(diào)制的方式，通常調(diào)制到37.92kHz的載波上通過(guò)紅外發(fā)光二極管發(fā)射到空中，不同的編碼芯片，其編碼格式略有不同，以NEC遙控編碼芯片uPD6121為例，說(shuō)明紅外遙控的編碼原理。當(dāng)按下遙控器按鍵，遙控碼發(fā)出，其數(shù)據(jù)由前導(dǎo)碼、用戶碼高8位、用戶低8位碼、數(shù)據(jù)碼、數(shù)據(jù)反碼組成一數(shù)據(jù)幀，其中前導(dǎo)碼為9ms高電平接著4.5ms低電平，標(biāo)志數(shù)據(jù)幀的開始；用戶碼（共16位）為紅外接收器識(shí)別遙控器的身份的標(biāo)志，不同的遙控器一般用戶碼不同，以防止不同電器設(shè)備之間遙控碼的干擾；數(shù)據(jù)碼為紅外接收器識(shí)別遙控器上不同的按鍵的標(biāo)志，對(duì)同一遙控器來(lái)說(shuō)，按不同的鍵所發(fā)出的二進(jìn)制編碼具有相同的用戶碼，不同的數(shù)據(jù)碼。如圖2所示。數(shù)據(jù)反碼用于信息正確接收校驗(yàn)。

圖2 upd6121數(shù)據(jù)幀

2.2 數(shù)據(jù)位定義

以脈寬0.56ms間隔0.565ms周期1.125ms表示二進(jìn)制“0”，以脈寬0.56ms間隔1.69ms周期2.25ms表示二進(jìn)制“1”，其波形如圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)位“0”和“1”

2.3 重復(fù)碼

以9ms高電平，2.25ms低電平，再0.56ms高電平定義為重復(fù)碼，持續(xù)按鍵時(shí)，該鍵編碼連續(xù)發(fā)送，首幀為數(shù)據(jù)幀，其后為重復(fù)碼，周期為108ms，如圖4所示。

圖4 重復(fù)碼

3.紅外遙控的接收及解碼

RPM6900通過(guò)樹脂塑膠封裝而形成輕小型化的遠(yuǎn)程控制受光模組。由于是內(nèi)置電磁屏障，所以即便是沒(méi)有屏障蓋，也可以保持很高的耐EMI干擾特性。常用于在一般的TV、DVD、空調(diào)、音響等家電設(shè)施。

3.1 解碼系統(tǒng)硬件接口

單片機(jī)采用意法半導(dǎo)體公司的STM8S單片機(jī)，STM8S是基于8位框架結(jié)構(gòu)的微控制器，其CPU內(nèi)核有6個(gè)內(nèi)部寄存器，通過(guò)這些寄存器可高效。STM8S提供三種類型的TIM定時(shí)器：高級(jí)控制型（TIM1）、通用型（TIM2/TIM3/TIM5）和基本型定時(shí)器（TIM4/TIM6）。輸入捕獲功能是用來(lái)監(jiān)測(cè)外部事件和輸入信號(hào)的。當(dāng)外部是事件或信號(hào)發(fā)生變化時(shí)，在指定的輸入捕捉引腳上發(fā)生一個(gè)指定的沿跳變（可以是上升沿或者下降沿）。定時(shí)器捕捉到特定的沿跳變后，把計(jì)數(shù)器當(dāng)前值鎖存到通道寄存器中。本文使用高級(jí)TIM1高級(jí)控制型定時(shí)器，TIM1由一個(gè)16位的自動(dòng)裝載計(jì)數(shù)器組成，它有四個(gè)不同的捕獲/比較通道，我們選擇通道一，捕獲方式設(shè)置為下降沿捕獲，當(dāng)通道一檢測(cè)到輸入信號(hào)有下降沿變化時(shí)，定時(shí)器記錄當(dāng)前值

3.2 軟件設(shè)計(jì)

單片機(jī)紅外解碼軟件要保證正確無(wú)誤地還原遙控碼，其主要功能包括以下幾部分：

（1）過(guò)濾附加信息，得到有效信息位；

（2）排除系統(tǒng)內(nèi)外各種干擾信號(hào)；

（3）丟棄接收到的不完整信息幀；

（4）檢驗(yàn)接收信息的正確性。

根據(jù)功能要求，設(shè)計(jì)分為3部分：定時(shí)器輸入捕獲設(shè)置、定時(shí)器1輸入捕獲中斷服務(wù)程序、按鍵判斷程序。T1中斷服務(wù)程序主要完成校驗(yàn)程序主要完成接收信息的校驗(yàn)。將正確的接收代碼保存在變量中以備使用和系統(tǒng)接收到超長(zhǎng)信號(hào)時(shí)定時(shí)器T1的復(fù)位。T1中斷服務(wù)程序是整個(gè)解碼軟件的核心，它要排除各種干擾信號(hào)，正確將遙控器發(fā)出的16位編碼的每一位的時(shí)間長(zhǎng)度存入設(shè)定的RAM緩沖區(qū)，供系統(tǒng)主程序解碼還原。其系統(tǒng)流程如圖5所示。

圖5 程序流程圖

4.測(cè)試

本文使用紅外遙控器對(duì)接收機(jī)音量大小控制和節(jié)目選擇控制。分別音量大小控制鍵和節(jié)目選擇控制鍵，接收機(jī)相應(yīng)的增大、減小音量和進(jìn)行節(jié)目選擇。

參考文獻(xiàn)

[1]楊恢先，楊穗，王子菡等.一種基于單片機(jī)的紅外遙控軟件解碼方法[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2004（2）：16-18.

[2]陸明瑩，張賢斌，王國(guó)裕等.基于ID200的便攜式DAB接收機(jī)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[J].電聲技術(shù)，2010（12）：81-83.

[3]盧磊，王祖榮，梅霞.C8051B40單片機(jī)在紅外解碼器上的應(yīng)用[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，6（5）：4-6.

作者簡(jiǎn)介：尹偉（1987—），男，研究生，研究方向：嵌入式控制設(shè)計(jì)。