2022 12月22日
作者: 小白哥
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红外遥控编码介绍

1.红外信号的编码

常用的编码方法是:脉冲编码调制。脉冲编码调制又分三种,分别是:脉冲相位编码、脉冲间距编码和脉冲宽度编码。

如下图所示,脉冲相位编码在每个时间周期段内都有一个上升沿或是下降沿,如果在时间周期内检测到的是一个上升沿,则代表二进制信息“1”;如果在时间周期内检测到的是一个下降沿,则代表二进制信息“0”。

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如下图所示,脉冲间距编码的脉冲宽度是相同的,但脉冲之间的距离与所需编码的信息相关。设脉宽长度为T,一个脉冲后面的低电平持续时间为T,则表示二进制信息“0”,一个脉冲后面的低电平持续时间为2T,则表示二进制信息“1”。

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如下图所示,脉冲宽度编码中宽脉冲代表二进制数字“1”,窄脉冲代表二进制信号“0"。

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2.红外传输协议

2.1 NEC传输协议

NEC传输协议是目前红外遥控使用最普遍的信号传输协议,它是典型的采用脉冲间距编码来表示信号的。

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①中包含了NEC编码一帧的数据,即按下一次遥控器按键后发送的全部信号,共108ms的数据。如果在一定时间内,按键一直保持按下,则会再重复发送一次数据,但是与之前发送的数据有很大的区别。

对信号①部分进行放大,如下图所示。NEC 协议在传输数据时,会先发送一个先导码,先导码的脉冲串长度有9ms,紧接着是4.5ms 的低电平,然后才开始地址码和数据码的传输。先导码起初的设计目的是让接收模块的初始控制环路稳定。先导码后面是8位地址码和8位数据码,其中地址码和数据码后面又分别紧跟着8位反码,这样可以确保指令的正确性。

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对信号③部分进行放大,如下图所示。地址码及数据码均使用脉冲间距编码的方法进行编码,图中已经详细标明了逻辑“1”(即25%占空比的方波表示逻辑“1”)和逻辑“0”(即50%占空比的方波表示逻辑“0”)的表示形式。

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对信号②部分进行放大,如下图所示。其中只包含了一个9ms持续的高电平与2.25ms低电平组成的引导码和一个0.56ms的终止码,之间不包含任何数据信息,因为持续按键会周期性的发送数据,为了避免接收到重复的控制信号,加入2.25ms的低电平来表示持续按键状态,同时也能节省红外发射二极管在连续工作时的功耗。

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满足NEC协议的编码芯片外部一般采用455kHz的晶振作为振荡电路,产生的载波频率为fc=455kHz/12=37.9kHz≈38kHz,如下图所示。不过也有特殊情况,不同公司采用不同的载波作为信号的载体,载波的频率范围一般在30kHz~60kHz,这个频率突出了电路设计的核心点,同时也关系到接收端芯片滤波器的中心频率范围。

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2.2 RC5传输协议

RC5传输协议是飞利浦公司推出的红外信号传输协议,它是采用脉冲相位编码来表示信号的,同时使用36kHz频率且占空比为1/4的方波进行数据发送,信号的单位周期为1.778ms,即最小间隔时间约为0.9ms。

如下图所示,S1和S2是传输信号的两个起始位,通常用逻辑“1”表示,T是开关位,表示是否有信号进行触发,若有外部信号输入会翻转信号,没有输入则恢复信号,后面5位是地址码,表示接收端与发送端硬件的匹配,同时也给接收端定义了接收信号的类型,最后是6位命令码,包含了所有的控制信号。这些信号发送都是先从高位开始,低位结束的。

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2.3 SONY SIRC传输协议

SONY SIRC协议是典型的利用脉冲宽度编码来表示信号的,如下图所示,信号中用高电平连续时间的不同来区分二进制编码中的逻辑“0”和逻辑“1”,且每位逻辑之间的最小时间间隔为0.6ms。数据发送时,一般载波是40kHz且占空比约为1/4的方波。

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如下图所示,SIRC协议由启动脉冲、命令码和地址码组成,启动脉冲持续2.4ms后接着7位数据的命令码和5位地址码,传输规律是先从低位开始,然后依次升高,最后到高位结束的。

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