红外遥控编码与解码
红外遥控编码与解码
随着家⽤电器、视听产品的普及，红外线遥控器已被⼴泛使⽤在各种类型的家电产品上（如遥控开关、智能开关等）。其具有体积⼩、抗⼲扰能⼒强、功耗低、功能强、成本低等特点，在⼯业设备中也得到⼴泛应⽤。
  ⼀般⽽⾔，⼀个通⽤的红外遥控系统由发射和接收两⼤部分组成，如图1 所⽰：
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  其中发射部分主要包括键盘矩阵、编码调制、红外发射管；接收部分包括光、电信号的转换以及放⼤、解调、解码电路。举例来说，通常我们家电遥控器信号的发射，就是将相应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。此外，现在流⾏的控制⽅法是应⽤编/ 解码专⽤集成电路芯⽚来实现。
  不同公司的遥控芯⽚，采⽤的遥控码格式也不⼀样。在此介绍⽬前⼴泛使⽤较普遍的两种，⼀种是NE
C Protocol 的PWM( 脉冲宽度调制) 标准，⼀种是Philips RC-5 Protocol 的PPM( 脉冲位置调制) 标准。
奥利给是什么意思  NEC 标准（代表芯⽚WD6122）：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。简码重复为延时108ms，即两个引导脉冲上升沿之间的间隔都是108ms。如图2所⽰即为完整的NTC编码。
  对于NTC编码，由引导码、⽤户编码低位，⽤户编码⾼位、键数据编码、键数据编码反码五部分组成，引导码由⼀个9ms的载波波形和4.5ms的关断时间构成，它作为随后发射的码的引导，这样当接收系统是由微处理器构成的时候，能更有效地处理码的接收与检测及其它各项控制之间的时序关系。编码采⽤脉冲位置调制⽅式（PPM）。利⽤脉冲之间的时间间隔来区分“0”和“1”。每次8位的码被传送之后，它们的反码也被传送，减少了系统的误码率。数据0 可⽤“⾼电平0.56ms ＋低电平0.56ms”表⽰，数据1 可⽤“⾼电平0.56ms ＋低电平1.68ms”表⽰。
  PHILIPS 标准（代表芯⽚SAA3010）：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。⼀个全码可等同于起始码、控制码、系统码、数据码的时间总和，数据0 ⽤“低电平0. 889ms ＋⾼电平0. 889ms”表⽰；数据１ ⽤“ ⾼电平0. 889ms ＋ 低电平0.889ms”表⽰，如图3 所⽰。
  SAA3010 的位传送⽅式是采⽤双相位，位1 和位0 的相位正好相反。在解码时可以⽤定时采样的⽅式进⾏解码，⼀个位采样⼆次，分别在位波形的四分之⼀和四分之三处进⾏采样，如位1 ⽤这种⽅法采样的值就是0 和1。当然也可以只采样⼀次，例如在波形的四分之⼀处进⾏采样，然后定时⼀个波形的周期再采样，这样位1 采样的值就是0。
  编码时⾼低电平以1 0表⽰，解码时需要按0 1识别，即编码与解码需要倒相，编程时需要注意的关键点。
  本程序使⽤的芯⽚为WD6122，因此使⽤NTC编码标准
红外遥控器原理介绍
红外线遥控是⽬前使⽤最⼴泛的⼀种通信和遥控⼿段。 由于红外线遥控装置具有体积⼩、 功耗低、
功能强、 成本低等特点， 因⽽， 继彩电、 录像机之后， 在录⾳机、 ⾳响设备、 空凋机以及玩具等其它⼩型电器装置上也纷纷采⽤红外线遥控。 ⼯业设备中， 在⾼压、 辐射、有毒⽓体、 粉尘等环境下， 采⽤红外线遥控不仅完全可靠⽽且能有效地隔离电⽓⼲扰。
红外遥控系统：通⽤红外遥控系统由发射和接收两⼤部分组成， 应⽤编/解码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、 LED红外发送器； 接收部分包括光、 电转换放⼤器、 解调、 解码电路。
红外的简单发射接收原理：
在发射端，输⼊信号经放⼤后送⼊红外发射管发射，在接收端，接收管收到红外信号后，由放⼤器放⼤处理后还原成信号，这就是红外的简单发射接收原理。
1、红外遥控系统结构
红外遥控系统的主要部分为调制、发射和接收，如图1所⽰：
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红外遥控是以调制的⽅式发射数据，就是把数据和⼀定频率的载波进⾏“与”操作，这样既可以提⾼发射效率⼜可以降低电源功耗。
调制载波频率⼀般在30khz到60khz之间，⼤多数使⽤的是38kHz，占空⽐1/3的⽅波，如图2所⽰，这是由发射端所使⽤的455kHz晶振决定的。在发射端要对晶振进⾏整数分频，分频系数⼀般取12，所以455kHz÷12≈37.9kHz≈38kHz。
⽬前有很多种芯⽚可以实现红外发射，可以根据选择发出不同种类的编码。由于发射系统⼀般⽤电池供电，这就要求芯⽚的功耗要很低，芯⽚⼤多都设计成可以处于休眠状态，当有按键按下时才⼯作，这样可以降低功耗芯⽚所⽤的晶振应该有⾜够的耐物理撞击能⼒，不能选⽤普通的⽯英晶体，⼀般是选⽤陶瓷共鸣器，陶瓷共鸣器准确性没有⽯英晶体⾼，但通常⼀点误差可以忽略不计。
红外线通过红外发光⼆极管(LED)发射出去，红外发光⼆极管（红外发射管）内部构造与普通的发光⼆极管基本相同，材料和普通发光⼆极管不同，在红外发射管两端施加⼀定电压时，它发出的是红外线⽽不是可见光。
如图3a和图3b是LED的驱动电路，图3a是最简单电路，选⽤元件时要注意三极管的开关速度要快，还要考虑到LED的正向电流和反向漏电流，⼀般流过LED的最⼤正向电流为100mA，电流越⼤，其发射的波形强度越⼤。
图3a电路有⼀点缺陷，当电池电压下降时，流过LED的电流会降低，发射波形强度降低，遥控距离就会变⼩。
图3b所⽰的射极输出电路可以解决这个问题，两个⼆极管把三级管基极电压钳位在1.2V左右，因此三级管发射极电压固定在0.6V左右，发射极电流IE基本不变，根据IE≈IC，所以流过LED的电流也基本不
变，这样保证了当电池电压降低时还可以保证⼀定的遥控距离。
2、⼀体化红外接收头
红外信号收发系统的典型电路如图１所⽰，红外接收电路通常被⼚家集成在⼀个元件中，成为⼀体化红外接收头。内部电路包括红外监测⼆极管，放⼤器，限副器，带通滤波器，积分电路，⽐较器等。红外监测⼆极管监测到红外信号，然后把信号送到放⼤器和限幅器，限幅器把脉冲幅度控制在⼀定的⽔平，⽽不论红外发射器和接收器的距离远近。交流信号进⼊带通滤波器，带通滤波器可以通过30khz到60khz的负载波，通过解调电路和积分电路进⼊⽐较器，⽐较器输出⾼低电平，还原出发射端的信号波形。注意输出的⾼低电平和发射端是反相的，这样的⽬的是为了提⾼接收的灵敏度。⼀体化红外接收头，如图4a、4b所⽰：
红外接收头的种类很多，引脚定义也不相同，⼀般都有三个引脚，包括供电脚，接地和信号输出脚。根据发射端调制载波的不同应选⽤相应解调频率的接收头。
红外接收头内部放⼤器的增益很⼤，很容易引起⼲扰，因此在接收头的供电脚上须加上滤波电容，⼀般在22uf以上。有的⼚家建议在供电脚和电源之间接⼊330欧电阻，进⼀步降低电源⼲扰。
红外发射器可从遥控器⼚家定制，也可以⾃⼰⽤单⽚机的PWM产⽣，家庭遥控推荐使⽤红外发射管(L5IR4-45)的可产⽣37.91KHz的PWM,PWM占空⽐设置为1/3，通过简单的定时中断开关PWM，即可产⽣发射波形。
红外编解码解析
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1、编码格式
现有的红外遥控包括两种⽅式：PWM（脉冲宽度调制）和PPM（脉冲位置调制）。
两种形式编码的代表分别为NEC 和PHILIPS 的RC-5、RC-6 以及将来的RC-7。
PWM（脉冲宽度调制）：以发射红外载波的占空⽐代表“0”和“1”。为了节省能量，⼀般情况下，发射红外载波的时间固定，通过改变不发射载波的时间来改变占空⽐。例如常⽤的电视遥控器，使⽤NEC upd6121，其“0”为载波发射0.56ms，不发射0.56ms；
其“1”为载波发射0.56ms，不发射1.68ms；此外，为了解码的⽅便，还有引导码，upd6121 的引导码为载波发射9ms，不发射
4.5ms。upd6121 总共的编码长度为108ms。
但并不是所有的编码器都是如此，⽐如TOSHIBA 的TC9012，其引导码为载波发射4.5ms，不发射4.5ms，其“0”为载波发射0.52ms，不发射0.52ms，其“1”为载波发射0.52ms，不发射1.04ms。
酌怎么读PPM（脉冲位置调制）：以发射载波的位置表⽰“0”和“1”。从发射载波到不发射载波为“0”，从不发射载波到发射载波为“1”。其发射载波和不发射载波的时间相同，都为0.68ms，也就是每位的时间是固定的。
通过以上对编码的分析，可以得出以某种固定格式的“0”和“1”去学习红外，是很有可能不成功的。即市⾯上所宣传的可以学习64 位、128 位必然是不可靠的。
另外，由于空调的状态远多于电视、⾳像，并且没有⼀个标准，所以各⼚家都按⾃⼰的格式去做⼀个，造成差异更⼤。⽐如：美的的遥控器采⽤PWM 编码，码长120ms 左右；新科的遥控器也采⽤PWM 编码，码长500ms 左右。如此⼤的差异，如果按“位”的概念来讲，应该是多少位呢？64？128?显然都不可能包含如此长短不⼀的编码。
2、红外遥控编码格式
红外遥控器的编码格式通常有两种格式：NEC 和RC5
NEC 格式的特征：
1：使⽤38 kHz 载波频率
2：引导码间隔是9 ms + 4.5 ms
来龙去脉造句3：使⽤16 位客户代码
4：使⽤8 位数据代码和8 位取反的数据代码

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