红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控方式。由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、成本低等特点，因而继彩电、录像机之后，它在录音机、音响设备、空凋机以及玩具等小型电器装置上也被广泛采用。
下面介绍红外线遥控的基本原理和使用方法。
1．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，如下图所示。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、解调、解码电路。
2．遥控发射器及其编码
遥控发射器专用芯片很多，根据编码格式可以分成两大类，这里以使用比较广泛，解码比较容易的一类来加以说明。现以日本NEC的μPD6121G组成发射电路为例说明编码原理，我们使用的如下图所示的超薄型红外线遥控器使用的就是6121编码。当发射器按键按下后，即有遥控码发出，按的键不同遥控编码也不同。
这种遥控码具有以下特征：
采用脉宽调制的串行码，以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms的组合表示二进制的“0”；以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms的组合表示二进制的“1”，其波形如下图所示。
上述“O”和“1”组成的32位二进制码经38kHz的载频进行二次调制以提高发射效率，达到降低电源功耗的目的。然后通过红外发射二极管产生红外线向空间发射，如下图所示。
UPD6121C产生的遥控编码是连续的32位二进制码组，其中前16位为用户识别码，能区别不同的电器设备，防止不同机种遥控码互相干扰，如我们可以同时使用电视机、机顶盒、功放等遥控器，但它们不会产生误触发。该芯片的用户识别码固定为十六进制OIH;后16位为8位操作码（功能码）及其反码。UPD6121C最多有128种不同组合的编码。
遥控器在按键按下后，周期性地发出同一种32位二进制码，周期约为108ms。一组码本身的持续时间随它包含的二进制“0”和“l”的个数不同而异，大约在45～63ms之间，下图为发射波形图。
当一个键按下超过36ms，振荡器使芯片激活，将发射一组108ms的编码脉冲，这108ms发射代码由一个起始码(9ms)，一个结果码(4.5ms)，低8位地址码（9~18ms），高8位地址码(9～18ms)，8位数据码（9~18ms）和这8位数据的反码(9~18ms)组成。如果键按下超过108ms仍未松开，接下来发射的代码（连发代码）将仅由起始码(9ms)和结束码(2.5ms)组成。代码格式如下图所示。
代码宽度算法：
16位地址码的最短宽度：1,12×16=18ms；16位地址码的最长宽度：2.24ms×16=36ms。
8位数据代码及其8位反代码的宽度和不变：
(1.12ms+2.24ms)×8=27ms。
所有32位代码的宽度为：(18ms+27ms)~(36ms+27ms)。
红外线遥控对于很多电子爱好者来讲，都感觉到非常神奇，它看不到，摸不着，却能实现无线遥控，其中的奥妙就是用单片机芯片来识别红外线遥控器发出红外光信号，即我们通常所说的解码。当单片机获得发过来的信号后做出相应的判断与控制：按电视机遥控器的频道按钮，单片机就会控制更换电视频道；按遥控器音量键，单片机就会控制增减音量。而解码的关键是如何识别“0”和“1”，从位的定义我们可以发现“O”、“l”均以0.56ms的低电平开始，不同的是高电平的宽度不同（注意接收的0和l与发射的0和1是相反的），“0”为0.56ms，“l”为1.68ms，所以必须根据高电平的宽度区别“0”和“l”。如果从0.56ms低电平过后开始延时，0.56ms以后，若读到的电平为低，说明该位为“0”，反之则为“1”，为了可靠起见，延时必须比0.56ms长些，但又不能超过1.12ms．否则如果该位为“O”，读到的已是下一位的高电平，因此取( 1.12ms+0.56ms )/2=0.84ms最为可靠，一般取0.84ms左右均可。根据码的格式，应该等待9ms的起始码和4.5ms的结果码完成后才能读码。
3．接收器及解码
一体化红外线接收器是一种集红外线接收和放大于一体，不需要任何外接元件，就能完成从红外线接收到输出与TTL电平信号兼容的所有工作，而体积和普通的塑封三极管大小一样，它适合于各种红外线遥控和红外线数据传输。在51单片机综合学习系统的右上角有一个黑色的一体化红外线接收头。
下面看一个简单实验。我们按红外遥控器上的按钮，观察一体化接收头将输出怎样的信号。由于文章篇幅有限，解码源程序比较长，本文不刊登了，读者朋友可以通过网络或电子邮件向我们索取，当然，也可以在51单片机综合学习系统的配套光盘中找到，光盘中有若干红外线解码程序供读者学习使用。通过示波器来查看红外线遥控器波形的过程图。与传统的示波器不同，数字示波器可以记录下一定时间内的波形变化，因此，用它分析红外线编码非常方便。
下图是一个红外解码，并通过1602液晶显示的实验实例，源程序在配套光盘中可找到。运行该程序，按遥控器上任一按键，液晶屏将显示出遥控器按键的键码值，用十六进制表示，下图所示的键码为26H。这是一个程序显示结果，那么，在一体化红外线接收头输出的到底是什么信号呢？下面我们就用示波器来看一下。
按红外线遥控器上的按钮，我们通过数字示波器的波形捕捉功能，截取图像如下图所示，可以看到示波器屏幕上出现脉冲波形。在此，要特别说明一点，红外线遥控器的发射和接收端的电平状态为反相的关系，即发射是“1”的话，则接收端的数据为“O”。
现在波形已被截下来了，如下图所示。需要根据前面所讲的6121编码规则来进行红外线信号的分析。从示波器的屏幕中，可以清楚地看到，红外遥控信号的编码组成规律，最前面的是引导码，其次是地址码，最后是数据码。下图所示上面部分显示完整的一串波形全览，下方放大的波形看上去显示不全，还有一部分数据不在显示范围之内，可以通过示波器旋钮来移动左右位置。
看到这里，应该可以理解原来看似神奇的红外线遥控功能其真正的内在原理了，也可以自己来完成红外线遥控电路的设计与应用。
本文关键字：单片机 红外控制电路，电器控制 - 红外控制电路
