本帖最后由 江弘源 于 2022-2-6 19:19 編輯
【“保姆級”指南】郭天祥51單片機STC89C52外設(shè)--HX1838紅外接收頭使用方法 這是我接觸的第一款沒有在郭天祥新概念書里講解的芯片，我覺得紅外線接收協(xié)議的探究難度和DS18B20旗鼓相當，大幅低于郭天祥配套的時鐘芯片（反正Intel和Motorola協(xié)議看得我暈暈的，時鐘芯片的功能也比常見的萬年歷+時鐘復(fù)雜很多），建議（像我的）初學者如果有意強化自己使用陌生芯片的能力，可以使用這款紅外芯片或者溫度探頭DS18B20先挑戰(zhàn)一把，再用時鐘芯片進階研究。 前言：所有代碼在郭天祥51開發(fā)板TX-1C普通開發(fā)板測試成功。 建議《郭天祥新概念51單片機C語言教程》先攻克定時器，串口打印部分再閱讀本文。 1.紅外通訊--NEC標準協(xié)議及其拓展NEC協(xié)議（extended-NEC，下稱extNEC） NEC通信協(xié)議是常見紅外遙控器的通訊協(xié)議。其他的通信協(xié)議還有飛利浦（Philips RC5/RC6），松下等廠家的協(xié)議等。下面重點介紹NEC標準協(xié)議及其拓展態(tài)。 如何表示0，1信號： 0信號：0.56ms低電平，之后跟著0.56ms高電平，共1.125ms 1信號：0.56ms低電平，之后跟著1.68ms高電平，共2.25ms （ext）NEC一次發(fā)送的內(nèi)容由三部分（及其反碼組成）組成 引導(dǎo)碼：觸發(fā)低電平條件，進入外來中斷程序處理紅外信號。先有9ms低電平再跟著4.5ms高電平。 8位地址碼（又稱“客戶碼”）：一般一個遙控一碼，以標識遙控器身份，硬件固定和軟件編程兼有（方便配對），防止遙控器的數(shù)據(jù)被錯誤的接收器接收導(dǎo)致遙控器不小心遙控到非目標設(shè)備的情況（串碼）。 extNEC會連續(xù)出現(xiàn)16位地址碼，標準NEC8位地址碼出現(xiàn)之后緊跟著地址碼的反碼。 8位數(shù)據(jù)碼：和遙控器的按鍵一一對應(yīng)，一般由硬件固定（學習遙控器可以軟件編程，學習目標遙控器的地址碼和數(shù)據(jù)碼），以標識鍵位。 數(shù)據(jù)碼的反碼：用于取反之后與前面的數(shù)據(jù)碼匹配，用于檢查傳輸數(shù)據(jù)過程是否有問題。 結(jié)束碼：最后有0.56ms低電平，表示傳輸代碼結(jié)束。 連續(xù)信號引導(dǎo)碼：與引導(dǎo)碼類似，不過高電平時間變短，只有2.25ms。 我網(wǎng)上找到的大多數(shù)資料把NEC和extNEC混為一談，兩個協(xié)議之間的區(qū)別便是extNEC將原有標準協(xié)議的基礎(chǔ)上放棄了8位用于數(shù)據(jù)校驗的地址碼反碼，轉(zhuǎn)而將地址碼由8位（256種排列組合）拓展到16位（65536種），接收和發(fā)送端的組合可以變得更多，降低串碼的可能性。 單次傳輸：引導(dǎo)碼-【地址碼-地址碼反碼】（16位地址碼）-數(shù)據(jù)碼-數(shù)據(jù)碼反碼-結(jié)束碼 連續(xù)傳輸：引導(dǎo)碼-【地址碼-地址碼反碼】（16位地址碼）-數(shù)據(jù)碼-數(shù)據(jù)碼反碼-結(jié)束碼-連續(xù)信號引導(dǎo)碼-結(jié)束碼-連續(xù)信號引導(dǎo)碼-結(jié)束碼-...... 【方括號是標準NEC的內(nèi)容】（圓括號是拓展NEC的內(nèi)容）
我們使用的紅外接收模塊是HX1838。負責將紅外載波信號直接解碼成pwm信號，方便軟件讀取。 -參考參數(shù) 模塊含有一顆接收燈，通斷電不亮，通電并接收到載波紅外信號時閃亮。 接收原理 發(fā)射極調(diào)解載波頻率38khz的紅外信號—— 接收器將紅外信號轉(zhuǎn)化為TTL電平的（ext）NEC協(xié)議信號—— 由單片機軟件解碼（ext）NEC協(xié)議信號 （由軟件判斷軟件編程的地址碼是不是和遙控器預(yù)設(shè)的地址碼匹配，不是則本次接收的數(shù)據(jù)丟棄，是則說明接收端和發(fā)射端匹配，進行下一步處理） （軟件記錄接下來的數(shù)據(jù)碼及其緊跟著的反碼，判斷反碼的“反碼”是不是和數(shù)據(jù)碼相匹配（數(shù)據(jù)校驗），不是則數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)差錯，本次接收的數(shù)據(jù)丟棄，是則存入其他負責存儲數(shù)據(jù)碼的變量） （軟件將數(shù)據(jù)碼與預(yù)設(shè)的編碼表匹配，判斷出按下的是哪個按鍵，執(zhí)行按鍵對應(yīng)的操作） 使用方法 其接口非常簡單，接收器5V供電，只有三個接口： VCC，GND和數(shù)據(jù)端口 直接把VCC和GND杜邦線懟上延伸出來的供電插針（暫時不知道有沒有反接保護），數(shù)據(jù)端口接上P3.2（外界中斷0輸入）即可。 P3是“準雙向端口”，記得開始讀取之前先寫1。
2.研究用器材 ￡ 郭天祥TX-1C 51開發(fā)板（或者有空余的外界中斷輸入端的51最小系統(tǒng)板） ￡ HX1838紅外線接收頭和配套遙控
某一個寶上找個商家買到的，不到5塊錢
網(wǎng)上上買到的，不到5塊錢 ￡ 5個遙控器（從左到右分別是科沃斯掃地機器人遙控器，老式松下空調(diào)遙控器，模塊配套的遙控器，DVD遙控器，天貓魔盒遙控器） ￡ 其中，左兩個遙控器有接收到信號（接收燈閃亮）但似乎是協(xié)議不同，串口打印不出數(shù)據(jù)；第三四個遙控使用的是標準NEC協(xié)議，地址碼好像都是0（改都不改，不怕串碼么），第五個使用的是拓展NEC協(xié)議（而且遙控硬件地址碼可以編程修改） 鄙人才疏學淺，這次只能先探究接收單次信號的情況，也就是按下一次按鍵就操作一次代碼（長按無動作）的情況。 3.功能實現(xiàn)（for延時版本） 實現(xiàn)思路： a.引導(dǎo)碼輸入端口，觸發(fā)外部中斷0，進入中斷函數(shù)，關(guān)閉外來中斷0開關(guān)防止后來的低電平使得CPU重復(fù)進入中斷程序 b.使用while等待電平變化，同時用計時器或者for延時計算引導(dǎo)碼高/低電平延時時間，檢查是否為硬件抖動（過很小一段時間后端口會恢復(fù)到高電平），是抖動的話自動“退出”（重新打開外來中斷0開關(guān)并return）防止函數(shù)卡死。不是的話說明使用while等待引導(dǎo)碼通過。 c.分四組采集數(shù)據(jù)，一次八位，存儲在數(shù)組里 （d.01信號唯一區(qū)別是高電平時間長短，用兩個while等待電平低變高再變低，數(shù)據(jù)位右移默認為0，當高電平時間超出某值時認為接收到1信號，用 或 運算將最高位變?yōu)?） （e.采集過程中也要設(shè)置防卡死“退出”口，使用while等待電平變化，同時用計時器或者for延時計算引導(dǎo)碼高/低電平延時時間，超過正常數(shù)據(jù)接受時間自動“退出”） f.數(shù)據(jù)碼反碼取反和數(shù)據(jù)碼比對，決定是數(shù)據(jù)無效并丟棄（“退出”）還是存儲- g.根據(jù)地址碼的格式判定是哪種類型NEC協(xié)議 h.正常“退出” i.標志位置1，啟動printf串口打印。 有一個要點是防卡死“退出”口要貫穿采集數(shù)據(jù)的整個過程，防止程序死掉。 第二個要點是相比判斷高電平時間來判斷是0還是1，通過判斷1節(jié)代碼整體所用時間（0為1.125ms，1為2.25ms）來判斷是0是1也是可以的（好像寫出來的程序不是很穩(wěn)定）。 簡介： 啟動串口打印功能，使用中斷法讀取紅外線接收頭接收的數(shù)據(jù)碼，接收后立即用十進制打印出來。同時判斷發(fā)射器使用的是標準還是拓展NEC協(xié)議，打印信號類型和對應(yīng)類型地址碼。 要點一：串口打印參數(shù)：波特率9600，方式1，其他保持默認。 要點二：定時器1采用八位自動重裝模式（產(chǎn)生波特率），紅外信號對接外界中斷0輸入口（P3^2） 標志位： signal_input：紅外線接收頭有輸入 signal_extNEC：為1表示遙控器是拓展NEC，0為標準NEC
單片機源程序如下:
- #include<reg52.h>
- #include<intrins.h>
- #include<stdio.h>
- #define unchar unsigned char
- #define unint unsigned int
- sbit IRIN=P3^2;
- unchar IRCOM[7];
- unchar receive_data,custom_address,extra_address;
- unchar signal_input,signal_extNEC;
- void delay(unchar x);
- void init(unint bps_setting);
- void main()
- {
-
- IRIN=1; //I/O口初始化
- IE=0x81; //允許總中斷中斷,使能 INT0 外部中斷
-
- init(0xFD); //波特率9600
-
- while(1)
- {
- if(signal_input==1)
- {
- signal_input=0;
- receive_data=IRCOM[2];
- custom_address=IRCOM[0];
- extra_address=IRCOM[1];
- ES=0;
- TI=1;
- printf("The IR code you receive is %bu!\n",receive_data);
- while(!TI);
-
- if (signal_extNEC==0)
- {
- printf("The corresponding custom address is %bu!,using standard NEC protocol.\n",custom_address);
- while(!TI);
- }
- else if(signal_extNEC==1)
- {
- printf("The full extent of its custom address is %bu",custom_address);
- while(!TI);
- printf(" %bu!,using extra NEC protocol.\n",extra_address);
- while(!TI);
- }
-
- printf("\n");
- while(!TI);
- TI=0;
- ES=1;
- }
- }
- }
- void IR_IN() interrupt 0 using 0//步驟a
- {
- unchar j,k,N=0;
- EX0 = 0;
- delay(15);
- if (IRIN==1)
- {
- EX0 =1;
- return;
- } //軟件防抖動
-
- while (!IRIN) //等IR變?yōu)楦唠娖剑^9ms的前導(dǎo)低電平信號。
- delay(1);
-
- while (IRIN) //等IR變?yōu)榈碗娖剑^4.5ms的前導(dǎo)高電平信號。
- delay(1);
-
- //步驟b結(jié)束，c開始
-
- for (j=0;j<4;j++) //收集四組數(shù)據(jù)
- {
- for (k=0;k<8;k++) //每組數(shù)據(jù)有8位
- {
-
- while (!IRIN) //等 IR 變?yōu)楦唠娖?br />
- delay(1);
- while (IRIN) //計算IR高電平時長
- {
- delay(1);
- N++; //計數(shù)器疊加
- if (N>=30)
- {
- EX0=1;
- return;
- } //步驟e，0.14ms計數(shù)過長自動離開。
- } //高電平時間記錄判定，即為步驟d
- IRCOM[j]=IRCOM[j] >> 1; //數(shù)據(jù)最高位補“0”
- if(N>=8)
- {
- IRCOM[j] = IRCOM[j] | 0x80; //數(shù)據(jù)最高位補“1”
- }
- N=0; //步驟d結(jié)束，計數(shù)器清零，準備下一位計數(shù)
- }
- }
-
- if(IRCOM[2]!=~IRCOM[3])
- {
- EX0=1;
- return;
- }
- //步驟f，數(shù)據(jù)校驗
-
- if (IRCOM[0]==~IRCOM[1])
- {
- signal_extNEC=0;
- }
- else
- {
- signal_extNEC=1;
- }//步驟g，格式判定
-
- signal_input=1;
- EX0 = 1; //退出并啟動步驟i
- }
- void init(unint bps_setting)
- {
- TH1=bps_setting;
- TL1=bps_setting;
- TMOD=0x20;
- TR1=1;
-
- SM0=0;
- SM1=1; //串口方式1
- REN=1;
-
- EA=1;
- ET0=1;
- ES=1;
-
- }
- /***************延時函數(shù)*****************************/
- void delay(unchar x) //x*0.14MS
- {
- unchar i;
- while(x--)
- {
- for (i = 0; i<13; i++) {}
- }
- }
實驗效果： 使用前三四個遙控的情況 使用天貓魔盒遙控器的情況
4.后記 鄙人不常登錄論壇，可能會不定期回復(fù)問題，或者以后會考慮在這個項目下延伸一些內(nèi)容（stm32版本......）。 這是菜鳥的第一篇技術(shù)文章，歡迎在下面指出問題，也歡迎引用我的內(nèi)容，記得在下面吱一聲哈。
appendix: 0.引用資料 （這位老哥用的是定時器0進行延時計數(shù)，不過有個小問題就是沒有設(shè)置防卡死） 1.研究中發(fā)現(xiàn)的問題 我去查閱了淘寶給的資料，和論壇上的代碼對比了一下， 這一部分代碼竟然出奇的相似！ 不過這段代碼好像沒什么卵用（單純是把接收到的數(shù)據(jù)不知道做什么算術(shù)運算），刪掉也不影響串口打印，如果有大佬知道它的作用，歡迎在下面指出。 2.拋磚引玉 ① 既然接收編碼會了，那么用軟件編程發(fā)射如何？ 店家在郵寄紅外芯片和遙控器的同時，還送了一顆紅外發(fā)射二極管。理論上使用51單片機調(diào)制pwm也能實現(xiàn)電子信號到紅外信號的調(diào)制。 使用單片機收發(fā)紅外線信號實現(xiàn)機器間通訊是另一個值得深挖的好問題，先按下不表。 ②關(guān)于連續(xù)信號的接收問題 在網(wǎng)上只找到了stm32/樹莓派版本的帶連續(xù)信號判定的代碼，如果我的文章能夠引出哪位大佬寫代碼實現(xiàn)51單片機連續(xù)信號的接收，我將感激不盡。 | 
