【51单片机】红外遥控红外遥控电机调速（江科大）

1.红外遥控简介

· 红外遥控是利用红外光进行通信的设备,由红外LED将调制后的信号发出,由专用的红外接收头进行解调输出
· 通信方式:单工,异步
· 红外LED波长:940nm
· 通信协议标准:NEC标准

2.硬件电路

红外发送部分

IN高电平时，LED不亮，IN低电平时，LED以38KHZ闪着亮，目的是为了抗干扰
红外接收部分

左图是开发板上的红外接收部分的原理图
右图是一体化的红外接收头的电路，其OUT口可以直接输出高低电平，在其内部会将38KHZ的波形给滤掉。在实际使用中，将OUT连接到外部中断，因为红外接收处理波形对实时性要求比较高（高低电平的宽度较短，只有几百微秒）

3.基本发送与接收

· 空闲状态:红外LED不亮,接收头输出高电平
·发送低电平:红外LED以38KHz频率闪烁发光,接收头输出低电平
· 发送高电平:红外LED不亮,接收头输出高电平

4.NEC编码

该波形是接收端OUT端口的波形
按键按下时,输出Start信号,该信号是由9ms的低电平和4.5ms的高电平组成

之后是数据区,共32位,格式如上图(反码的目的是进行数据的校验)

Repeat是支持按键长按的功能,每隔110ms就会发送这样的波形

实际波形图:

KEY1即按下遥控器第一个键码

5.遥控器键码

6.51单片机外部中断

7.外部中断寄存器

P32引脚接INT0，P33引脚接INT1
IT0/IT1为1时下降沿触发，为0时低电平触发
IE0/IE1是中断标志位，当其为1时表示触发了该中断

8.红外遥控（外部中断）

现象：LCD屏幕显示遥控器的地址吗、按键的命令码以及自定义的变量Num。按下遥控器上的按键，LCD上显示的值也会随之发生改变。按VOL+键Num值会加，按VOL-键Num值会减，且支持长按。

IR.c用于存放红外解码相关程序，Int0.c用于存放外部中断0的相关程序

Int0.c用于存放外部中断0的相关程序

#include <REGX52.H>/*** @brief  外部中断0初始化* @param  无* @retval 无*/
void Int0_Init(void)
{IT0=1;IE0=0;EX0=1;EA=1;PX0=1;
}/*外部中断0中断函数模板
void Int0_Routine(void) interrupt 0
{}
*/

Int0.h

#ifndef __INT0_H__
#define __INT0_H__void Int0_Init(void);#endif

Timer0.c定时器0用于计数

#include <REGX52.H>/*** @brief  定时器0初始化* @param  无* @retval 无*/
void Timer0_Init(void)
{TMOD &= 0xF0;		//设置定时器模式TMOD |= 0x01;		//设置定时器模式TL0 = 0;		//设置定时初值TH0 = 0;		//设置定时初值TF0 = 0;		//清除TF0标志TR0 = 0;		//定时器0不计时
}/*** @brief  定时器0设置计数器值* @param  Value，要设置的计数器值，范围：0~65535* @retval 无*/
void Timer0_SetCounter(unsigned int Value)
{TH0=Value/256;TL0=Value%256;
}/*** @brief  定时器0获取计数器值* @param  无* @retval 计数器值，范围：0~65535*/
unsigned int Timer0_GetCounter(void)
{return (TH0<<8)|TL0;
}/*** @brief  定时器0启动停止控制* @param  Flag 启动停止标志，1为启动，0为停止* @retval 无*/
void Timer0_Run(unsigned char Flag)
{TR0=Flag;
}

Timer0.h

#ifndef __TIMER0_H__
#define __TIMER0_H__void Timer0_Init(void);
void Timer0_SetCounter(unsigned int Value);
unsigned int Timer0_GetCounter(void);
void Timer0_Run(unsigned char Flag);#endif

IR.c用于存放红外解码相关程序

#include <REGX52.H>
#include "Timer0.h"
#include "Int0.h"unsigned int IR_Time;
unsigned char IR_State;unsigned char IR_Data[4];
unsigned char IR_pData;unsigned char IR_DataFlag;
unsigned char IR_RepeatFlag;
unsigned char IR_Address;
unsigned char IR_Command;/*** @brief  红外遥控初始化* @param  无* @retval 无*/
void IR_Init(void)
{Timer0_Init();Int0_Init();
}/*** @brief  红外遥控获取收到数据帧标志位* @param  无* @retval 是否收到数据帧，1为收到，0为未收到*/
unsigned char IR_GetDataFlag(void)
{if(IR_DataFlag){IR_DataFlag=0;return 1;}return 0;
}/*** @brief  红外遥控获取收到连发帧标志位* @param  无* @retval 是否收到连发帧，1为收到，0为未收到*/
unsigned char IR_GetRepeatFlag(void)
{if(IR_RepeatFlag){IR_RepeatFlag=0;return 1;}return 0;
}/*** @brief  红外遥控获取收到的地址数据* @param  无* @retval 收到的地址数据*/
unsigned char IR_GetAddress(void)
{return IR_Address;
}/*** @brief  红外遥控获取收到的命令数据* @param  无* @retval 收到的命令数据*/
unsigned char IR_GetCommand(void)
{return IR_Command;
}//外部中断0中断函数，下降沿触发执行
void Int0_Routine(void) interrupt 0
{if(IR_State==0)				//状态0，空闲状态{Timer0_SetCounter(0);	//定时计数器清0Timer0_Run(1);			//定时器启动IR_State=1;				//置状态为1}else if(IR_State==1)		//状态1，等待Start信号或Repeat信号{IR_Time=Timer0_GetCounter();	//获取上一次中断到此次中断的时间Timer0_SetCounter(0);	//定时计数器清0//如果计时为13.5ms，则接收到了Start信号（判定值在12MHz晶振下为13500，在11.0592MHz晶振下为12442）if(IR_Time>12442-500 && IR_Time<12442+500){IR_State=2;			//置状态为2}//如果计时为11.25ms，则接收到了Repeat信号（判定值在12MHz晶振下为11250，在11.0592MHz晶振下为10368）else if(IR_Time>10368-500 && IR_Time<10368+500){IR_RepeatFlag=1;	//置收到连发帧标志位为1Timer0_Run(0);		//定时器停止IR_State=0;			//置状态为0}else					//接收出错{IR_State=1;			//置状态为1}}else if(IR_State==2)		//状态2，接收数据{IR_Time=Timer0_GetCounter();	//获取上一次中断到此次中断的时间Timer0_SetCounter(0);	//定时计数器清0//如果计时为1120us，则接收到了数据0（判定值在12MHz晶振下为1120，在11.0592MHz晶振下为1032）if(IR_Time>1032-500 && IR_Time<1032+500){IR_Data[IR_pData/8]&=~(0x01<<(IR_pData%8));	//数据对应位清0IR_pData++;			//数据位置指针自增}//如果计时为2250us，则接收到了数据1（判定值在12MHz晶振下为2250，在11.0592MHz晶振下为2074）else if(IR_Time>2074-500 && IR_Time<2074+500){IR_Data[IR_pData/8]|=(0x01<<(IR_pData%8));	//数据对应位置1IR_pData++;			//数据位置指针自增}else					//接收出错{IR_pData=0;			//数据位置指针清0IR_State=1;			//置状态为1}if(IR_pData>=32)		//如果接收到了32位数据{IR_pData=0;			//数据位置指针清0if((IR_Data[0]==~IR_Data[1]) && (IR_Data[2]==~IR_Data[3]))	//数据验证{IR_Address=IR_Data[0];	//转存数据IR_Command=IR_Data[2];IR_DataFlag=1;	//置收到连发帧标志位为1}Timer0_Run(0);		//定时器停止IR_State=0;			//置状态为0}}
}

IR_Data[IR_pData/8]&=~(0x01<<(IR_pData%8));
IR_Data是一个数组，表示红外数据。
IR_pData是一个变量，表示要修改的位的位置。
IR_pData/8表示要修改的位所在的字节位置。
IR_pData%8表示要修改的位在字节中的偏移量。
0x01<<(IR_pData%8)表示将1左移IR_pData%8位，得到一个只有第IR_pData%8位为1的二进制数。
~(0x01<<(IR_pData%8))表示对上述二进制数取反，得到一个只有第IR_pData%8位为0的二进制数。
IR_Data[IR_pData/8]&=~(0x01<<(IR_pData%8))表示将IR_Data中第IR_pData/8字节的第IR_pData%8位清零。
简而言之，这条语句的作用是将IR_Data中指定位置的位清零。
IR.h

#ifndef __IR_H__
#define __IR_H__#define IR_POWER		0x45
#define IR_MODE			0x46
#define IR_MUTE			0x47
#define IR_START_STOP	0x44
#define IR_PREVIOUS		0x40
#define IR_NEXT			0x43
#define IR_EQ			0x07
#define IR_VOL_MINUS	0x15
#define IR_VOL_ADD		0x09
#define IR_0			0x16
#define IR_RPT			0x19
#define IR_USD			0x0D
#define IR_1			0x0C
#define IR_2			0x18
#define IR_3			0x5E
#define IR_4			0x08
#define IR_5			0x1C
#define IR_6			0x5A
#define IR_7			0x42
#define IR_8			0x52
#define IR_9			0x4Avoid IR_Init(void);
unsigned char IR_GetDataFlag(void);
unsigned char IR_GetRepeatFlag(void);
unsigned char IR_GetAddress(void);
unsigned char IR_GetCommand(void);#endif

main.c

#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "LCD1602.h"
#include "IR.h"unsigned char Num;
unsigned char Address;
unsigned char Command;void main()
{LCD_Init();LCD_ShowString(1,1,"ADDR  CMD  NUM");LCD_ShowString(2,1,"00    00   000");IR_Init();while(1){if(IR_GetDataFlag() || IR_GetRepeatFlag())	//如果收到数据帧或者收到连发帧{Address=IR_GetAddress();		//获取遥控器地址码Command=IR_GetCommand();		//获取遥控器命令码LCD_ShowHexNum(2,1,Address,2);	//显示遥控器地址码LCD_ShowHexNum(2,7,Command,2);	//显示遥控器命令码if(Command==IR_VOL_MINUS)		//如果遥控器VOL-按键按下{Num--;						//Num自减}if(Command==IR_VOL_ADD)			//如果遥控器VOL+按键按下{Num++;						//Num自增}LCD_ShowNum(2,12,Num,3);		//显示Num}}
}

9.红外遥控电机调速

现象：通过遥控器的0、1、2、3按键来控制电机转速，同时数码管上会显示按下了哪个按键。
配置定时器1 为了区别于定时器0

Timer1.c

#include <REGX52.H>/*** @brief  定时器1初始化，100us@12.000MHz* @param  无* @retval 无*/
void Timer1_Init(void)
{TMOD &= 0x0F;		//设置定时器模式TMOD |= 0x10;		//设置定时器模式TL1 = 0x9C;		//设置定时初值TH1 = 0xFF;		//设置定时初值TF1 = 0;		//清除TF1标志TR1 = 1;		//定时器1开始计时ET1=1;EA=1;PT1=0;
}/*定时器中断函数模板
void Timer1_Routine() interrupt 3
{static unsigned int T1Count;TL1 = 0x9C;		//设置定时初值TH1 = 0xFF;		//设置定时初值T1Count++;if(T1Count>=1000){T1Count=0;}
}
*/

Timer1.h

#ifndef __TIMER1_H__
#define __TIMER1_H__void Timer1_Init(void);#endif

Motor.c

#include <REGX52.H>
#include "Timer1.h"//引脚定义
sbit Motor=P1^0;unsigned char Counter,Compare;/*** @brief  电机初始化* @param  无* @retval 无*/
void Motor_Init(void)
{Timer1_Init();
}/*** @brief  电机设置速度* @param  Speed 要设置的速度，范围0~100* @retval 无*/
void Motor_SetSpeed(unsigned char Speed)
{Compare=Speed;
}//定时器1中断函数
void Timer1_Routine() interrupt 3
{TL1 = 0x9C;		//设置定时初值TH1 = 0xFF;		//设置定时初值Counter++;Counter%=100;	//计数值变化范围限制在0~99if(Counter<Compare)	//计数值小于比较值{Motor=1;		//输出1}else				//计数值大于比较值{Motor=0;		//输出0}
}

Motor.h

#ifndef __MOTOR_H__
#define __MOTOR_H__void Motor_Init(void);
void Motor_SetSpeed(unsigned char Speed);#endif

main.c

#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "Key.h"
#include "Nixie.h"
#include "Motor.h"
#include "IR.h"unsigned char Command,Speed;void main()
{Motor_Init();IR_Init();while(1){if(IR_GetDataFlag())	//如果收到数据帧{Command=IR_GetCommand();		//获取遥控器命令码if(Command==IR_0){Speed=0;}		//根据遥控器命令码设置速度if(Command==IR_1){Speed=1;}if(Command==IR_2){Speed=2;}if(Command==IR_3){Speed=3;}if(Speed==0){Motor_SetSpeed(0);}	//速度输出if(Speed==1){Motor_SetSpeed(50);}if(Speed==2){Motor_SetSpeed(75);}if(Speed==3){Motor_SetSpeed(100);}}Nixie(1,Speed);						//数码管显示速度}
}