紅外遙控技術在汽車中的應用
發布時間:2011-10-11 來源:21IC
中心議題:
紅外線遙控是目前應用最廣泛的一種通信和遙控手段。由於紅外線遙控器具有體積小、功耗低、功能強、成本低等特點。因此,彩電、錄像機、音響設備、空調、玩具、門鈴以及遙控汽車路牌等其它小型裝置上也紛紛采用紅外線遙控。為改變目前汽車上的車頭路牌指示燈(以下簡稱車號器),無法靈活改變的缺陷,把紅外遙控用在其中,使其可以輕鬆實現遠距離、非接觸性的一次改變車號的目的,從而改變以前用人工翻牌的舊模式。
一、 汽車車號器的紅外遙控係統
汽車上的車號器,原用簡單的LED數碼管控製,使用起來很不方便,為了能遠離的控製它,就采用了紅外遙控。通常紅外遙控係統由發射和接收兩部分組成,應用編/解碼電路專用集成電路芯片來進行控製操作,如圖1所示,發射部分包括鍵盤矩陣、編碼調製、紅外發送器。接收部分包括光電轉換放大器、解調、解碼電路。紅外發送每次編碼的發送是一個鍵值,即一個十六進製的數據。為了達到一次能發送一組數據(如車次號,通常為三位十進製數),我們可以采用89C2051的軟件編碼/解碼的方法,先一次性輸入一組車號,按下發送鍵後,全部發送出;同時在接收時,用連續接收方法,一次性解碼所有數據。
二、 遙控發射器及其編碼
遙控發射器的專用芯片很多,但在汽車車號器遙控中,采用的是 89C2051 芯片。用P1口組成矩陣掃描反饋,獲取鍵值,用內部的定時器1產生一個38K的軟件定時中斷,驅動P1.0產生一個38K的方波,當作紅外線的調製基波,需要發送的數據,以串行方式,用波特率為1200,帶奇偶校驗的方式,直接送至TXD的串口發送端,而後TXD和P1.0進行邏輯與後,經過40106整形,用三極管驅動紅外發射管直接發出。其原理圖如下:
三、 紅外遙控接收器及其顯示
接收器部分,主要由CX20106和89C2051、顯示驅動4094、2803及數據存儲器和看門狗25045組成,用解碼芯片CX20106把38K的載波過濾後,得到一組波形,即以波特率為1200的串口數據,直接送至89C2051的RXD接收,用軟件讀取串口,輸入緩存,得到一組數據,判斷正確後,存放在非易失性的EEPROM25045中,同時直接用脈衝移位方式,送數據至4094,經2803驅動後顯示,同時用25045的(de)看(kan)門(men)狗(gou)定(ding)時(shi),保(bao)證(zheng)在(zai)程(cheng)序(xu)失(shi)控(kong)等(deng)情(qing)況(kuang)下(xia),能(neng)正(zheng)確(que)返(fan)回(hui)而(er)不(bu)造(zao)成(cheng)錯(cuo)誤(wu)接(jie)收(shou)。由(you)於(yu)串(chuan)行(xing)口(kou)方(fang)式(shi)傳(chuan)輸(shu),本(ben)身(shen)帶(dai)有(you)奇(qi)偶(ou)校(xiao)驗(yan)和(he)起(qi)停(ting)位(wei)校(xiao)驗(yan),可(ke)以(yi)大(da)大(da)提(ti)高(gao)數(shu)據(ju)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing),同(tong)時(shi)在(zai)數(shu)據(ju)組(zu)中(zhong)還(hai)加(jia)入(ru)了(le)累(lei)加(jia)和(he)校(xiao)驗(yan),再(zai)次(ci)提(ti)高(gao)了(le)可(ke)靠(kao)性(xing),因(yin)此(ci)在(zai)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)中(zhong),即(ji)使(shi)在(zai)露(lu)天(tian)、太陽直射、光照很強等惡劣環境下,都能保證不會誤收數據而造成顯示錯誤。其原理圖如下:
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四、 軟件編程
單片機89C2051軟件包括主程序,串行口中斷服務程序和定時中斷服務程序三部分,在2051單片機內部RAM區建立相應的工作單元和標誌位。
(一)、發送程序:SEND-BUFO∽SEND-BUF3為四個字符發送緩衝區,SEND-MARK為請求發送標誌。當鍵盤掃描到有發送請求時,啟動定時器,在P1.0輸出一個38K的方波,同時啟動串行口,把SEND-BUFO至SEND-BUF3中的數據,發送至SBUF中,合成後發送。其程序流程過程如下:
發送主程序:初始化時設置定時器、看門狗和串行口,並清顯示,而後掃描鍵盤。若有鍵按下,進行按鍵處理;若是發送鍵,則置串口發送標誌,啟動定時器和串行發送程序,後返回主程序中的顯示程序,送顯示數據至緩衝區。
串口中斷程序:現場保護,取發送數據至發送緩衝區,啟動軟件定時產生38K的方波,而後判數據是否發送完畢,結束則清除發送標誌,反之,則返回繼續送數據。
定時中斷程序:現場保護回填定時長度,啟動計數定時,並在指定的管腳P1.0取反,變成反相電平,返回。
(二)、接收程序:REC-BUFO∽REC-BUF4為四個字符的接收緩衝區,REC-MARK為數據接收完整的標誌。當串行口中斷產生時,按次序接收數據至REC-BUF0至REC-BUF3中,數據滿後,計算累加和。如果正確,置REC-MARK標誌;反之,把緩衝區數據清零。主程序中若判斷有REC-MARK標誌,則把數據進行處理後,送外存25045和(he)顯(xian)示(shi)緩(huan)衝(chong)區(qu)中(zhong)顯(xian)示(shi),同(tong)時(shi)由(you)於(yu)接(jie)收(shou)是(shi)在(zai)汽(qi)車(che)中(zhong)進(jin)行(xing),電(dian)源(yuan)電(dian)壓(ya)和(he)其(qi)它(ta)幹(gan)擾(rao)很(hen)多(duo),包(bao)括(kuo)有(you)可(ke)能(neng)產(chan)生(sheng)的(de)串(chuan)行(xing)口(kou)誤(wu)判(pan)等(deng)。因(yin)此(ci),為(wei)了(le)保(bao)證(zheng)程(cheng)序(xu)能(neng)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing),啟(qi)動(dong)了(le)25045中的看門狗電路,以每隔500ms時間定時刷新。其程序流程過程如下:
接收主程序:初始化時設置定時器、看門狗、清顯示和外存25045判斷有否數據接收標誌,若有進行數據判斷,正確的寫至數據外存,並送至顯示區顯示,反之,返回主程序的顯示程序和刷新看門狗。
串行口中斷接收程序:xianchangbaohuhou,panduanjieshoushujushifouweitouhuoweibushuju,zuoxiangyingchulishizhengchangshujushicunfanghuancun,bingzhizhenjiayi,dangwanzhengdeyizushujuzhengchangshoudaohou,zhijieshoushujubiaozhihoufanhui。
定時中斷程序和發送一致,隻是定時刷新看門狗。
五、結束語
以yi上shang方fang法fa非fei常chang簡jian單dan地di實shi現xian了le紅hong外wai線xian遙yao控kong信xin號hao的de接jie收shou解jie碼ma,極ji大da地di節jie約yue了le硬ying件jian實shi現xian的de資zi源yuan開kai銷xiao。該gai紅hong外wai遙yao控kong係xi統tong的de設she計ji已yi應ying用yong於yu公gong交jiao車che中zhong,改gai善shan了le公gong交jiao係xi統tong的de服fu務wu質zhi量liang,提ti高gao了le工gong作zuo效xiao力li。
- 探討紅外遙控技術在汽車中的應用
- 實現了紅外線遙控信號的接收解碼
- 改善了公交係統的服務質量
紅外線遙控是目前應用最廣泛的一種通信和遙控手段。由於紅外線遙控器具有體積小、功耗低、功能強、成本低等特點。因此,彩電、錄像機、音響設備、空調、玩具、門鈴以及遙控汽車路牌等其它小型裝置上也紛紛采用紅外線遙控。為改變目前汽車上的車頭路牌指示燈(以下簡稱車號器),無法靈活改變的缺陷,把紅外遙控用在其中,使其可以輕鬆實現遠距離、非接觸性的一次改變車號的目的,從而改變以前用人工翻牌的舊模式。
一、 汽車車號器的紅外遙控係統
汽車上的車號器,原用簡單的LED數碼管控製,使用起來很不方便,為了能遠離的控製它,就采用了紅外遙控。通常紅外遙控係統由發射和接收兩部分組成,應用編/解碼電路專用集成電路芯片來進行控製操作,如圖1所示,發射部分包括鍵盤矩陣、編碼調製、紅外發送器。接收部分包括光電轉換放大器、解調、解碼電路。紅外發送每次編碼的發送是一個鍵值,即一個十六進製的數據。為了達到一次能發送一組數據(如車次號,通常為三位十進製數),我們可以采用89C2051的軟件編碼/解碼的方法,先一次性輸入一組車號,按下發送鍵後,全部發送出;同時在接收時,用連續接收方法,一次性解碼所有數據。

遙控發射器的專用芯片很多,但在汽車車號器遙控中,采用的是 89C2051 芯片。用P1口組成矩陣掃描反饋,獲取鍵值,用內部的定時器1產生一個38K的軟件定時中斷,驅動P1.0產生一個38K的方波,當作紅外線的調製基波,需要發送的數據,以串行方式,用波特率為1200,帶奇偶校驗的方式,直接送至TXD的串口發送端,而後TXD和P1.0進行邏輯與後,經過40106整形,用三極管驅動紅外發射管直接發出。其原理圖如下:

接收器部分,主要由CX20106和89C2051、顯示驅動4094、2803及數據存儲器和看門狗25045組成,用解碼芯片CX20106把38K的載波過濾後,得到一組波形,即以波特率為1200的串口數據,直接送至89C2051的RXD接收,用軟件讀取串口,輸入緩存,得到一組數據,判斷正確後,存放在非易失性的EEPROM25045中,同時直接用脈衝移位方式,送數據至4094,經2803驅動後顯示,同時用25045的(de)看(kan)門(men)狗(gou)定(ding)時(shi),保(bao)證(zheng)在(zai)程(cheng)序(xu)失(shi)控(kong)等(deng)情(qing)況(kuang)下(xia),能(neng)正(zheng)確(que)返(fan)回(hui)而(er)不(bu)造(zao)成(cheng)錯(cuo)誤(wu)接(jie)收(shou)。由(you)於(yu)串(chuan)行(xing)口(kou)方(fang)式(shi)傳(chuan)輸(shu),本(ben)身(shen)帶(dai)有(you)奇(qi)偶(ou)校(xiao)驗(yan)和(he)起(qi)停(ting)位(wei)校(xiao)驗(yan),可(ke)以(yi)大(da)大(da)提(ti)高(gao)數(shu)據(ju)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing),同(tong)時(shi)在(zai)數(shu)據(ju)組(zu)中(zhong)還(hai)加(jia)入(ru)了(le)累(lei)加(jia)和(he)校(xiao)驗(yan),再(zai)次(ci)提(ti)高(gao)了(le)可(ke)靠(kao)性(xing),因(yin)此(ci)在(zai)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)中(zhong),即(ji)使(shi)在(zai)露(lu)天(tian)、太陽直射、光照很強等惡劣環境下,都能保證不會誤收數據而造成顯示錯誤。其原理圖如下:

四、 軟件編程
單片機89C2051軟件包括主程序,串行口中斷服務程序和定時中斷服務程序三部分,在2051單片機內部RAM區建立相應的工作單元和標誌位。
(一)、發送程序:SEND-BUFO∽SEND-BUF3為四個字符發送緩衝區,SEND-MARK為請求發送標誌。當鍵盤掃描到有發送請求時,啟動定時器,在P1.0輸出一個38K的方波,同時啟動串行口,把SEND-BUFO至SEND-BUF3中的數據,發送至SBUF中,合成後發送。其程序流程過程如下:
發送主程序:初始化時設置定時器、看門狗和串行口,並清顯示,而後掃描鍵盤。若有鍵按下,進行按鍵處理;若是發送鍵,則置串口發送標誌,啟動定時器和串行發送程序,後返回主程序中的顯示程序,送顯示數據至緩衝區。
串口中斷程序:現場保護,取發送數據至發送緩衝區,啟動軟件定時產生38K的方波,而後判數據是否發送完畢,結束則清除發送標誌,反之,則返回繼續送數據。
定時中斷程序:現場保護回填定時長度,啟動計數定時,並在指定的管腳P1.0取反,變成反相電平,返回。
(二)、接收程序:REC-BUFO∽REC-BUF4為四個字符的接收緩衝區,REC-MARK為數據接收完整的標誌。當串行口中斷產生時,按次序接收數據至REC-BUF0至REC-BUF3中,數據滿後,計算累加和。如果正確,置REC-MARK標誌;反之,把緩衝區數據清零。主程序中若判斷有REC-MARK標誌,則把數據進行處理後,送外存25045和(he)顯(xian)示(shi)緩(huan)衝(chong)區(qu)中(zhong)顯(xian)示(shi),同(tong)時(shi)由(you)於(yu)接(jie)收(shou)是(shi)在(zai)汽(qi)車(che)中(zhong)進(jin)行(xing),電(dian)源(yuan)電(dian)壓(ya)和(he)其(qi)它(ta)幹(gan)擾(rao)很(hen)多(duo),包(bao)括(kuo)有(you)可(ke)能(neng)產(chan)生(sheng)的(de)串(chuan)行(xing)口(kou)誤(wu)判(pan)等(deng)。因(yin)此(ci),為(wei)了(le)保(bao)證(zheng)程(cheng)序(xu)能(neng)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing),啟(qi)動(dong)了(le)25045中的看門狗電路,以每隔500ms時間定時刷新。其程序流程過程如下:
接收主程序:初始化時設置定時器、看門狗、清顯示和外存25045判斷有否數據接收標誌,若有進行數據判斷,正確的寫至數據外存,並送至顯示區顯示,反之,返回主程序的顯示程序和刷新看門狗。
串行口中斷接收程序:xianchangbaohuhou,panduanjieshoushujushifouweitouhuoweibushuju,zuoxiangyingchulishizhengchangshujushicunfanghuancun,bingzhizhenjiayi,dangwanzhengdeyizushujuzhengchangshoudaohou,zhijieshoushujubiaozhihoufanhui。
定時中斷程序和發送一致,隻是定時刷新看門狗。
五、結束語
以yi上shang方fang法fa非fei常chang簡jian單dan地di實shi現xian了le紅hong外wai線xian遙yao控kong信xin號hao的de接jie收shou解jie碼ma,極ji大da地di節jie約yue了le硬ying件jian實shi現xian的de資zi源yuan開kai銷xiao。該gai紅hong外wai遙yao控kong係xi統tong的de設she計ji已yi應ying用yong於yu公gong交jiao車che中zhong,改gai善shan了le公gong交jiao係xi統tong的de服fu務wu質zhi量liang,提ti高gao了le工gong作zuo效xiao力li。
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