编码原理

UPD6121G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。该芯片的用户识别码固定为十六 进制01H；后16位为8位操作码（功能码）及其反码。UPD6121G最多额128种不同组合的 编码。
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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“1”的个数不同而不同，大约在45～63ms之 间，图4为发射波形图。
由图可见，红光的波长范围为0．62µm～0．76µm，比红光波长还长的光叫红外线。 红外线遥控器就是利用波长0．76µm～1．5µm之间的近红外线来传送控制信号的。 红外线的特点是不干扰其他电器设备工作，也不会影响周边环境。电路调试简单，若 对发射信号进行编码，可实现多路红外遥控功能。 2．红外线发射和接收 人们见到的红外遥控系统分为发射和接收两部分。发射部分的发射元件为红外发光二 极管，它发出的是红外线而不是可见光，如图2所示。
∴32位代码的宽度为（18ms+27ms）~(36ms+27ms)
1． 解码的关键是如何识别“0”和“1”，从位的定义我们可以发现“0”、“1”均 以0.56ms的低电平开始，不同的是高电平的宽度不同，“0”为0.56ms,“1”为 1.68ms,所以必须根据高电平的宽度区别“0”和“1”。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“0”，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。
框图4是目前所有红外遥控器发射电路的功能组成，其中的编码器即调制信号，按遥控 器用途的编码方式可以很简单、也可以很复杂。例如用于电视机、VCD、DVD和组合音 响的遥控发射的编码器，因其控制功能多达50种以上，此时的编码器均采用专用的红 外线编码协议进行严格的编程，然而对控制功能少的红外遥控器，其编码器是简单而 灵活。前者编码器是由生产厂家的专业人员按红外遥控协议进行编码，而后者适用于 一般电子技术人员和电子爱好者的编码。图4中的38kHz振荡器即载波信号比较简单， 但专业用的和业余用的也有区别，专业用的振荡器采用了晶振，而后者一般是RC振荡 器。例如彩电红外遥控器上的发射端用了455kHz的晶振，是经过整数分频的，分频系 数为12，即455kHz÷12=37．9kHz。当然也有一些工业用的遥控系统，采用36kHz、
2． 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。
在家用电器和工业控制系统中红外线遥控器已得到广泛应用，了解他们的工作原理和 性能、进一步自制红外遥控系统，也并非难事。 1．红外线的特点： 人的眼睛能看到的可见光，若按波长排列，依次(从长到短)为红、橙、黄、绿、青、 蓝、紫，如图1所示。
40kHz或56kHz等的载波信号。 因红外遥控器的控制距离约10米远，要达到这个指标，其发射的载波频率(38kHz)要求 十分稳定，而非专业用的RC(38kHz)载波频率稳定性差，往往偏离38kHz甚至很远，这 就大大缩短了遥控器的控制距离。因晶振频率十分稳定，所以专业厂家的遥控器全部 采用晶振的38kHz作遥控器的载波发送信号。 图4中编码器的编码信号对38kHz的载波信号进行调制，再经红外发射管D向空间发送信 号供遥控接收端一体化接收头接收、解调输出、再作处理。
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”，其波形如图2所示。
上述“0”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。然后再通过红外发射二极管产生红外线向空间发射，如图3 所示。
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（9ms~18ms）,高8位 地址码（9ms~18ms）,8位数据码（9ms~18ms）和这8位数据的反码（9ms~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。
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。
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，这里我们以运用比较广 泛，解码比较容易的一类来加以说明，现以日本NEC的uPD6121G组成发射电路为例说明 编码原理。当发射器按键按下后，即有遥控码发出，所按的键不同遥控编码也不同。 这种遥控码具有以下特征：
代码格式（以接收代码为准，接收代码与发射代码反向） ①位定义
②单发代码格式
③连发代码格式
注：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
易知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
常用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右，外形与普通?准5mm发光二极管 相同，只是颜色不同。一般有透明、黑色和深蓝等三种。判断红外发光二极管的好坏
与判断普通二极管一样的方法。单只红外发光二极管的发射功率约100mW。红外发光二 极管的发光效率需用专用仪器测定，而业余条件下，只能凭经验用拉距法进行粗略判 定。 接收电路的红外接收管是一种光敏二极管，使用时要给红外接收二极管加反向偏压， 它才能正常工作而获得高的灵敏度。红外接收二极管一般有圆形和方形两种。由于红 外发光二极管的发射功率较小，红外接收二极管收到的信号较弱，所以接收端就要增 加高增益放大电路。然而现在不论是业余制作或正式的产品，大都采用成品的一体化 接收头，如图3所示。红外线一体化接收头是集红外接收、放大、滤波和比较器输出等 的模块，性能稳定、可靠。所以，有了一体化接收头，人们不再制作接收放大电路， 这样红外接收电路不仅简单而且可靠性大大提高。 图3是常用两种红外接收头的外形，均有三只引脚，即电源正VDD、电源负(GND)和数据 输出(Out)。接收头的引脚排列因型号不同而不尽相同，图3列出了因接收头的外形不 同而引脚的区别。 红外接收头的主要参数如下： 工作电压：4．8～5．3V 工作电流：1．7～2．7mA 接收频率：38kHz 峰值波长：980nm 静态输出：高电平 输出低电平：≤0．4V 输出高电平：接近工作电压 3．红外线遥控发射电路 红外线遥控发射电路框图如图4所示。
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。