汽车红外遥控系统发射器与接收机原理介绍

汽车红外遥控系统发射器与接收机原理介绍

摘要：简单地介绍了红外线遥控发射、接收系统的原理，给出用89C2051作为遥控接收系统解码器的一种巧妙实现方法，以及完整的51汇编程序代码。包括发射、接收的原理图及其编程的主程序、串行口的发送程序、接收程序、定时中断程序的流程过程，从而完成此设计的要点，参考流程方框图的构思过程，可以编写应用软件，利用串行口遥控编码及其校验功能，防止其它遥控码的干扰，提高产品的可靠性。红外线遥控装置具有体积小，功耗低、功能强、成本低等特点。

关键词：89C2051、红外遥控、串行口

    红外线遥控是目前应用最广泛的一种通信和遥控手段。由于红外线遥控器具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点。因此，彩电、录像机、音响设备、空调、玩具、门铃以及遥控汽车路牌等其它小型装置上也纷纷采用红外线遥控。为改变目前汽车上的车头路牌指示灯（以下简称车号器），无法灵活改变的缺陷，把红外遥控用在其中，使其可以轻松实现远距离、非接触性的一次改变车号的目的，从而改变以前用人工翻牌的旧模式。

一、 汽车车号器的红外遥控系统

     汽车上的车号器，原用简单的LED数码管控制，使用起来很不方便，为了能远离的控制它，就采用了红外遥控。通常红外遥控系统由发射和接收两部分组成，应用编/解码电路专用集成电路芯片来进行控制操作，如图1所示，发射部分包括键盘矩阵、编码调制、红外发送器。接收部分包括光电转换放大器、解调、解码电路。红外发送每次编码的发送是一个键值，即一个十六进制的数据。为了达到一次能发送一组数据（如车次号，通常为三位十进制数），我们可以采用89C2051的软件编码/解码的方法，先一次性输入一组车号，按下发送键后，全部发送出；同时在接收时，用连续接收方法，一次性解码所有数据。

二、 遥控发射器及其编码

   遥控发射器的专用芯片很多，但在汽车车号器遥控中，采用的是 89C2051 芯片。用P1口组成矩阵扫描反馈，获取键值，用内部的定时器1产生一个38K的软件定时中断，驱动P1.0产生一个38K的方波，当作红外线的调制基波，需要发送的数据，以串行方式，用波特率为1200，带奇偶校验的方式，直接送至TXD的串口发送端，而后TXD和P1.0进行逻辑与后，经过40106整形，用三极管驱动红外发射管直接发出。其原理图如下：

三、 红外遥控接收器及其显示

    接收器部分，主要由CX20106和89C2051、显示驱动4094、2803及数据存储器和看门狗25045组成，用解码芯片CX20106把38K的载波过滤后，得到一组波形，即以波特率为1200的串口数据，直接送至89C2051的RXD接收，用软件读取串口,输入缓存，得到一组数据，判断正确后，存放在非易失性的EEPROM25045中，同时直接用脉冲移位方式，送数据至4094，经2803驱动后显示，同时用25045的看门狗定时，保证在程序失控等情况下，能正确返回而不造成错误接收。由于串行口方式传输，本身带有奇偶校验和起停位校验，可以大大提高数据的可靠性，同时在数据组中还加入了累加和校验，再次提高了可靠性，因此在实际应用中，即使在露天、太阳直射、光照很强等恶劣环境下，都能保证不会误收数据而造成显示错误。其原理图如下：

四、 软件编程

     单片机89C2051软件包括主程序，串行口中断服务程序和定时中断服务程序三部分，在2051单片机内部RAM区建立相应的工作单元和标志位。

（一）、发送程序：SEND-BUFO∽SEND-BUF3为四个字符发送缓冲区，SEND-MARK为请求发送标志。当键盘扫描到有发送请求时，启动定时器，在P1.0输出一个38K的方波，同时启动串行口，把SEND-BUFO至SEND-BUF3中的数据，发送至SBUF中，合成后发送。其程序流程过程如下：

     发送主程序：初始化时设置定时器、看门狗和串行口，并清显示，而后扫描键盘。若有键按下，进行按键处理；若是发送键，则置串口发送标志，启动定时器和串行发送程序，后返回主程序中的显示程序，送显示数据至缓冲区。

串口中断程序：现场保护，取发送数据至发送缓冲区，启动软件定时产生38K的方波，而后判数据是否发送完毕，结束则清除发送标志，反之，则返回继续送数据。

定时中断程序：现场保护回填定时长度，启动计数定时，并在指定的管脚P1.0取反，变成反相电平，返回。

（二）、接收程序：REC-BUFO∽REC-BUF4为四个字符的接收缓冲区，REC-MARK为数据接收完整的标志。当串行口中断产生时，按次序接收数据至REC-BUF0至REC-BUF3中，数据满后，计算累加和。如果正确,置REC-MARK标志;反之，把缓冲区数据清零。主程序中若判断有REC-MARK标志，则把数据进行处理后，送外存25045和显示缓冲区中显示，同时由于接收是在汽车中进行，电源电压和其它干扰很多，包括有可能产生的串行口误判等。因此，为了保证程序能正常运行，启动了25045中的看门狗电路，以每隔500ms时间定时刷新。其程序流程过程如下：

接收主程序：初始化时设置定时器、看门狗、清显示和外存25045判断有否数据接收标志，若有进行数据判断，正确的写至数据外存，并送至显示区显示，反之，返回主程序的显示程序和刷新看门狗。

串行口中断接收程序：现场保护后，判断接收数据是否为头或尾部数据，作相应处理是正常数据时存放缓存，并指针加一，当完整的一组数据正常收到后，置接收数据标志后返回。

定时中断程序和发送一致，只是定时刷新看门狗。

五、结束语

以上方法非常简单地实现了红外线遥控信号的接收解码，极大地节约了硬件实现的资源开销。该红外遥控系统的设计已应用于公交车中，改善了公交系统的服务质量，提高了工作效力。

参考文献：1、李华.MCS-51系列单片机实用接口技术.北京航空大学出版社，1993
           2、孙育才.MCS-51系列单片微型计算机及其应用.东南大学出版社，1991