AVR單片機(jī)捕獲中斷實(shí)現(xiàn)紅外線解碼
摘要：AVR單片機(jī)是Atmel公司推出的一個(gè)單片機(jī)系列。由于該系列單片機(jī)的集成度高，因此，其軟/硬件設(shè)計(jì)都變得更加簡(jiǎn)潔。文中介紹通過(guò)AVR單片機(jī)的捕獲中斷來(lái)實(shí)現(xiàn)紅外線通訊解碼的一種方法。 關(guān)鍵詞：AVR;紅外線解碼;輸入捕獲中斷 1 紅外線編碼 紅外線編碼是數(shù)據(jù)傳輸和家用電器遙控常用的一種通訊方法，其實(shí)質(zhì)是一種脈寬調(diào)制的串行通訊。家電遙控中常用的紅外線編碼電路有μPD6121G型 HT622型和7461型等。本文就以這些電路的編碼格式來(lái)討論怎樣使用AVR單片機(jī)的捕獲中斷功能來(lái)實(shí)現(xiàn)其解碼。 紅外線通訊的發(fā)送部分主要是把待發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成一定格式的脈沖，然后驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)光管向外發(fā)送數(shù)據(jù)。接收部分則是完成紅外線的接收、放大、解調(diào)，還原成同步發(fā)射格式相同(但高、低電位剛好相反的脈沖信號(hào)。這些工作通常由一體化的接收頭來(lái)完成，主要輸出TTL兼容電平。最后通過(guò)解碼把脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。圖1是一個(gè)紅外線遙控制系統(tǒng)的原理框圖。
圖2示出該紅外遙控系統(tǒng)的編碼格式。圖中，μPD6121G遙控器的二進(jìn)制“0”由0.56ms的間隔加0.565ms的脈沖表示;二進(jìn)制“1”由 0.56ms的間隔加1.685ms的脈沖表示。每次發(fā)送的32二進(jìn)制碼可分成兩部分，其中前16位是遙控器辨識(shí)碼，主要用于區(qū)別不同遙控器，后16位是操作碼。這兩個(gè)部分的后8位都是前8位的反碼，用作數(shù)據(jù)校驗(yàn)。每幀數(shù)據(jù)以9ms的間隔加4.5ms的脈沖作為數(shù)據(jù)頭。 2 AVR單片機(jī) AVR系列單片機(jī)是Atmel公司于1997年推出的一款全新配置的、采用精簡(jiǎn)指令(RISC-Redued Instruction Set CPU)結(jié)構(gòu)的新型8位單片機(jī)。由于AVR單片機(jī)采用單指令操作，所以，在相同時(shí)鐘的情況下，AVR的指令周期只有8051型機(jī)的1/2，而且AVR采用兩極指令流水線，可以在執(zhí)行當(dāng)前指令的同時(shí)獲取下一條指令，所以具備1MI/s/MHz的調(diào)整處理能力。不同于8051型機(jī)的是AVR采用32個(gè)通用工作寄存器，克有了單一累加器數(shù)據(jù)處理帶來(lái)的瓶勁現(xiàn)象，從而使得指令代碼更加靈活，編碼更容易。此外，AVR中還集成了A/D、PWM、EEPROM、 FLASH、SPI、WTD、IIC、T/C等功能，使外圍電路變得很簡(jiǎn)單。 3 基于AVR單片機(jī)的硬件實(shí)現(xiàn) 本文以AVR系列中高性價(jià)比的Atmage8為例，利用16位時(shí)鐘單元T/C1的捕獲中斷來(lái)實(shí)現(xiàn)紅外線解碼。T/C1內(nèi)部的輸入捕獲單元可以應(yīng)用于精確捕獲外部發(fā)生的事情，亦即事件發(fā)生的時(shí)間印記(time-stamp)。當(dāng)一個(gè)輸入捕獲事件發(fā)生在外部引腳ICPI上的邏輯電平也隨之發(fā)生變化時(shí)，T/C1 的計(jì)數(shù)值將被拷貝到捕獲寄存器ICR1并設(shè)置捕獲中斷標(biāo)志，如果捕獲中斷允許并且總中斷IE打開，系統(tǒng)則進(jìn)入中斷服務(wù)程序。這種捕獲中斷通常用于頻率和周期的精確測(cè)量，如電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的測(cè)量。本文介紹怎樣利用這一功能測(cè)量紅外線脈沖的脈寬以實(shí)現(xiàn)紅外傳輸?shù)慕獯a。捕獲中斷的觸發(fā)可以是ICP1引腳上電平變化的上升沿，也可以是下降沿。根據(jù)前述脈沖調(diào)制規(guī)則，現(xiàn)以下降沿為觸發(fā)事件來(lái)進(jìn)行討論。
圖3是該系統(tǒng)的工作時(shí)序圖，圖中，一個(gè)下降沿到下一個(gè)下降沿之間剛好是一個(gè)脈沖加一個(gè)間隙的時(shí)間，這樣，根據(jù)編碼規(guī)則，這個(gè)時(shí)間長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的信號(hào)關(guān)系如下： 數(shù)據(jù)頭的時(shí)間：Th=9+4.5=13.5ms 數(shù)據(jù)“0”的時(shí)間：T0=0.565+0.56=1.125ms 數(shù)據(jù)“1”的時(shí)間：T1=1.685+0.56=2.245ms 4 軟件編程 基于AVR單片機(jī)的捕獲中斷來(lái)實(shí)現(xiàn)紅外編碼的軟件程序流程如圖4所示。下面是其 C語(yǔ)言程序代碼： C程序代碼： *pragma interrupt_handler IceInt:6 //中斷程序說(shuō)明 void ICEInit(void) //T/C1初始化 {
TIMSK=0X20; //使能捕獲中斷 TCCR1A=0X00; //T/C1時(shí)鐘與系統(tǒng)相同，本文使用系統(tǒng)AVR內(nèi)部自帶1MHz振蕩源.T/C1時(shí)鐘周期為1μs TCCR1B=0X81; //使能噪音抑制，下降沿觸發(fā)中斷 } void IceInt(void) { static nint oldFall; uint temp,newFall; newFall=ICR1; temp=newFall-oldFall; //計(jì)算脈沖加間隔的時(shí)間 oldFall=newFall; if(temp>1024 %26;amp;%26;amp; temp<1225) // "0"信號(hào) { temp=0; } else if(temp>2145 %26;amp;%26;amp; temp<2345) //“1”信號(hào) { temp=1; } else if(temp>13400 %26;amp;%26;amp; temp<13600) //header信號(hào) { bitcnt=0; data0=0; data1=0" return; //返回，等待下次開始接收 } else ///干擾信號(hào) {
return; } bitcnt++; if(bitcnt<16) //開始接收前16位 { data0=data0|(uint)temp; data0=data0<<1; } else if(bitcnt==16) { data0=data0|(uint)temp; } else if(bitcnt<32) //開始接收后16位 { data1=data1|(uint)temp; data1=data1<<1; } else if(bitcnt==32) //接收完最后一位 } data1=data1|(uint)temp; } } 該單片機(jī)的主循環(huán)程序中含有一些代碼檢測(cè)bitcnt，當(dāng)bitcnt=32時(shí)，表明一幀數(shù)據(jù)已接收完成，并將bitcnt設(shè)置為0xff，然后對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理。程序調(diào)試最好配合串行通訊來(lái)進(jìn)行，這樣可以在PC上顯示數(shù)據(jù)或者畫出波形以方便驗(yàn)證。If(temp>1025 %26;amp;%26;amp; temp<1225)這條語(yǔ)句是辨識(shí)“0”的代碼，它是以T0-100
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