紅外接收頭的工作揭秘:原理、連接與NEC協(xié)議應(yīng)用 

紅外接收頭精準(zhǔn)捕捉38kHz紅外信號(hào)，通過(guò)解調(diào)、放大和整形還原遙控指令，配合NEC協(xié)議實(shí)現(xiàn)可靠解碼。連接時(shí)注意VOUT、GND、 VCC引腳對(duì)應(yīng)，Arduino程序可實(shí)時(shí)處理脈沖序列識(shí)別按鍵動(dòng)作。

紅外接收頭介紹

▲紅外接收頭簡(jiǎn)介

紅外接收頭是用于接收紅外遙控器發(fā)出的信號(hào)的關(guān)鍵組件。這些信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)制以避免干擾，并被紅外接收頭解調(diào)還原成二進(jìn)制脈沖碼。在無(wú)線傳輸過(guò)程中，信號(hào)會(huì)被調(diào)制到特定的載波頻率上，以確保免受其他紅外信號(hào)的干擾。紅外接收裝置的核心任務(wù)就是濾除雜波，專一接收并解調(diào)該特定頻率的信號(hào)。

▲紅外接收頭工作原理

當(dāng)紅外發(fā)射管發(fā)出的光信號(hào)被內(nèi)置接收管捕獲后，這個(gè)光信號(hào)會(huì)被轉(zhuǎn)換為微弱的電信號(hào)，經(jīng)過(guò)處理后還原為原始編碼。隨后，IC內(nèi)部的放大器會(huì)放大該信號(hào)，經(jīng)過(guò)自動(dòng)增益控制、帶通濾波、解調(diào)變換以及波形整形等步驟，最終將信號(hào)還原為遙控器發(fā)射出的原始編碼，并通過(guò)接收頭的信號(hào)輸出腳輸入到電器上的編碼識(shí)別電路中。

紅外接收頭連接與實(shí)驗(yàn)

▲紅外接收頭引腳與連接

紅外接收頭包含多個(gè)引腳，每個(gè)引腳都扮演特定角色。紅外接收頭有三個(gè)引腳，分別是 VOUT、GND和VCC。連接時(shí)，必須確保引腳與外部電路正確對(duì)應(yīng)，以保證紅外接收頭正常工作。VOUT引腳應(yīng)連接到模擬口， GND引腳接到實(shí)驗(yàn)板上的GND點(diǎn)，而VCC引腳接到實(shí)驗(yàn)板上的+5v電源，以避免連接錯(cuò)誤導(dǎo)致設(shè)備損壞。

▲實(shí)驗(yàn)所需器件與步驟

實(shí)驗(yàn)需紅外遙控器、接收頭等設(shè)備。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，需確保實(shí)驗(yàn)板連接妥當(dāng)，然后將紅外接收頭正確連接，完成這些連接后，即可進(jìn)行紅外遙控實(shí)驗(yàn)。

▲實(shí)驗(yàn)原理與編碼協(xié)議

實(shí)驗(yàn)中使用的遙控器編碼方式遵循NEC協(xié)議。使用NEC協(xié)議能夠確保對(duì)遙控器的準(zhǔn)確解碼。在解碼某一遙控器時(shí)，必須了解該遙控器所采用的編碼方式。

NEC協(xié)議與脈沖序列

▲NEC協(xié)議特點(diǎn)

NEC協(xié)議包含8位地址位和8位命令位，通過(guò)重復(fù)傳輸?shù)刂泛兔钗淮_保傳輸可靠性。它采用脈沖位置調(diào)制技術(shù)，載波頻率設(shè)為38khz，這是遙控器通信的標(biāo)準(zhǔn)頻率。每位的時(shí)間長(zhǎng)度為1.125ms或2.25ms，這樣的設(shè)計(jì)有助于提高解碼的準(zhǔn)確性。

▲按鍵脈沖與識(shí)別

在NEC協(xié)議的遙控器中，每當(dāng)一個(gè)按鍵被按下后立即松開(kāi)，都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)特定的發(fā)射脈沖。通過(guò)捕捉并解析這種脈沖，我們可以準(zhǔn)確識(shí)別出哪個(gè)按鍵被按下，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)遙控器的解碼。

▲脈沖序列與持續(xù)性

總傳輸時(shí)間保持恒定，因?yàn)槊课慌c其取反的長(zhǎng)度都是重復(fù)的。一個(gè)命令在發(fā)送一次后，若按鍵持續(xù)按下，將每110ms重復(fù)傳輸相同的代碼。這種重復(fù)脈沖的傳輸方式，確保了命令的持續(xù)性和可靠性。接收端在接收信號(hào)時(shí)，發(fā)生電平從高到低變化。

程序代碼與實(shí)現(xiàn)

 ▲示例程序代碼

通過(guò)Arduino程序，可以接收到解碼信號(hào)，并根據(jù)地址碼輸出相應(yīng)指令。代碼中，首先初始化串口通信和引腳模式。然后，定時(shí)器初始化以便進(jìn)行譯碼操作。在每次循環(huán)中，會(huì)調(diào)用譯碼函數(shù)和處理打印函數(shù)，從而在串口輸出相應(yīng)的指令。該程序幫助理解紅外信號(hào)的接收和處理過(guò)程。