摘要：本文主要介绍了基于AT89C51RC单片机的红外测码仪的硬件及程序实现流程的具体设计。论文中给出了红外发送器与红外接收器的设计电路、系统的典型设计电路部分和具体应用方法,并且通过对红外线信号的发射和接收的详细研究，设计出了一种对遥控信号进行准确译码方法和电路。
关键词：红外测码仪 红外接收器 译码

1        引言

随着科学技术的迅猛发展，电子产品走进千家万户。而在众多电子产品中红外线的应用相当广泛，一些家用电器控制几乎都是用红外遥控器完成。所以遥控器的生产也逐渐变得更为重要，在一些遥控器的生产以及维修中，对其发射信号是否规范的检测尤其重要。为了解决遥控器信号的检测问题，适应市场需要而设计该红外遥控测码仪。本设计的目标是使开发的系统能直接应用于产生实际，帮助用户解决对遥控器信号的译码问题，以提高工作效率，同时也可以提高产品的质量管理水平。

2 系统硬件设计与实现

系统以单片机AT89C51RC为核心，功能设计目标包括以下几个方面：红外线接收转换模块、单片机模块、蜂鸣器报警功能模块、LED数码管显示模块、按键功能模块等。系统的工作流程是：首先选择是哪一种型号IC的遥控器，然后进入检测，红外接收模块有信号触发后、CPU进入自动译码校对处理，然后CPU判断是否为合格产品，再做出报警、计数等相应的处理。其硬件结构框架如图1所示：                         

图1  遥控测码仪硬件结构图

2.1  电源部分设计

本系统的电源部分使用LM7805芯片进行稳压后提供单片机5V的电压。其电源部分电路的设计如图2所示。该电源部分电路，使用四个1N4004二极管构成整流桥，可以输入直流或是交流9V电源，然后再通过7805稳定到5V供单片机工作。固定式三端稳压电源7805是由输出脚Vo，输入脚Vi和接地脚GND组成，它的稳压值为+5V，它属于LM78XX系列的稳压器，输入端接电容可以进一步的滤波，输出端也要接电容可以改善负载的瞬间影响，电路的稳定性也比较好。

图2 红外遥控密码电源部分的电路原理图

2.2.红外接收电路设计

红外信号接收部分是使用KS38BL红外接收头实现的，其电路如图3所示。  图3是红外线遥控器信号接收头的简易电路，它可接收载波频率从33~57KHz的遥控器信号。100Ω电阻起到限流的作用，470uF电容滤波减少干扰。以逻辑笔接触红外线接收模块的信号输出端（OUT），便可以侦测当按下红外线遥控器某一按键时，红外线数字信号的发射。若有发射红外线数字信号则经过红外线接收模块取出数字信号数据，逻辑笔脉冲LED便会闪动。这样可以检测到当前有没有红外信号发射最简单的方法。

 图3   红外接收电路图

2.3 显示部分电路设计

如图4所示，系统的显示是使用MAX7219实现的8位稳定静态显示，MAX7219是串行共阴极数码管动态扫描显示驱动芯片，仅使用3线串行接口传送数据，可直接与单片机接口，用户还可以方便地修改其内部参数以实现多位LED显示，因此可以方便地使用单片机的串口送出显示数据，并且其占用的时间少，方便编程及对信号的检测。

图4  利用MAX7219设计显示部分

2.4 按键部分电路设计

该系统采用微型按键式开关，按键开关的一端直接接在单片机的I/O口上，并用1K的电阻上拉，增加电路的稳定性。当按键按下时该I/O口将被拉成低电平，通过检测该I/O口而执行相应的操作。系统有“UP”、“DOWN”、“AUTO”、“SETUP” 四个按键。按键“UP”接P1.4，按键“DOWN”接P1.5，按键“AUTO”接P1.6，按键“AUTO”接P1.7。

3软件部分设计

3.1软件主流程设计

本系统基本要实现的功能：（1）常规检测功能。就是在选定遥控器型号后，可以对该型号遥控器各按键任意检测，能准确显示其译码，并蜂鸣提示。这样用户就可以根据显示蜂鸣情况来判断该遥控器是否正常；（2）按键顺序学习功能。在遥控器的检测过程中，如果都采用常规检测的话很容易漏掉按键，为了防止漏检的情况，可以先将标准遥控器按键的顺序记录在单片机内，在检测时如果漏掉或者按错都会产生错误；（3）校对功能。在按键顺序学习完之后，再按照学习时的顺序，一个个检测，如果遇到校对不正确的将产生蜂鸣报警；（4）统计功能。在校对检测过程中，对合格产品进行计数统计，这样就可以通过计数统计情况对一批产品质量进行分析，方便调整生产。软件主体程序流程如图5所示：

图5   主体程序流程图

本测码仪共有4个按键，分别为：“UP”、“DOWN”、“SETUP”、以及“AUTO”按键，在开机后的任意时刻按“UP”或是“DOWN”都可以进行遥控器IC型号选择。选定IC型号后，按“SETUP” 键进入按键顺序学习状态，在学习完成后再次按“SETUP”按键即可完成学习进入校对检测状态。按“AUTO”键可以在常规检测和校对检测之间转换。在程序中，按键检测是通过子程序的方式完成的，在该子程序中如果检测到有按键按下时，所做的操作只是给相应的位置位标志，按键“UP”、“DOWN”、“AUTO”、“SETUP”分别接在单片机P1.4、P1.5、P1.6、P1.7上，其对应标志位分别为：bit10H、bit11H、bit12H、bit13H，这些标志位用来保存进行按键扫描时，是否有对应的按键按下，若按下了，则置位相应的标志位。在按键检测子程序执行完后就对按键标志位检测，若标志位被置位再执行相关的操作。

3.2 红外信号的译码

要完成本系统功能，首先要需要解决对红外信号的译码问题，并在存储式示波仪上观察其具体波形，这就要要求了解其编码规则。一般的编码发射的一帧码含有一个引导码，用户码和键数据码。引导码由一个较长的载波波形和一段关断时间构成，它作为随后发射的码的引导。用户码和键数据码是由逻辑“0”和逻辑“1”组成的具有规定长度的字符串。

逻辑“0”和逻辑“1”是用高低电平的不同组合来表示的，那么可以用单片机的两个定时计数器，对其高低电平进行计数，具体是这样的：当单片机检测到第一个低电平，则定时计数器T0立即开始计数，等到检测到高电平出现，T0停止计数，T1又立即开始计数，在T1计数的同时，对T0的计数保存，再次出现低电平，T1停止计数，T0又开始计数，在T0计数的同时保存T1的计数，这样就有了一组低和高的组合，通过判断这个组合属于哪个范围即可译码“0”或者“1”，如此循环，直到译出所有的位。这样我们就可以根据译码所得的值命令单片机系统去完成相应的操作。要注意的是：只有键数据码参与解码，客户码是事先（由某公司或个人）规定好了的。

4 总结

本文的创新点在于不仅具有相当强大的功能，而且还引入了学习校对检测和统计功能，即通过将要检测的键先输入并记录到单片机ROM中，按键顺序学习完之后，再按照学习时的顺序，一个个检测，如果遇到校对不正确的将产生蜂鸣报警，这样就避免了在常规检测中容易出现漏掉检测按键的情况。因此，系统不仅具有检测码值的功能，还拥有了核对码值的功能。同时在校对检测过程中引进了统计功能，对合格产品进行计数统计，这样就可以通过计数统计情况对一批产品质量进行分析，方便调整生产。在本系统中，与以往的利用74LS164芯片驱动数码管的显示不同，在本系统中采用了更加强大的多功能串行LED显示驱动器MAX7219来实现8位稳定的静态显示,只需要单片机的三个引脚即可，可以更加方便地使用单片机的串口送出显示数据，并且其占用的时间少，方便编程及对信号的检测。该项目实施一年以来，创造经济效益30万元。

参考文献

[1]唐俊，许雷，张群瞻.单片机原理与应用[D].冶金工业出版社,2003

[2]赵亮，候国锐.单片机C语言编程与实例[D].人民邮电出版社,2003-7

[3]胡凯,张颖超.生化分析仪的设计及与PC机的通信[J].微计算机信息.2006,4-1:208-209

[4]马鸿文.基于AT89C52单片机的自动存取柜的设计与实现[J].微计算机信息,2006，1-2：101-103.