電子設計應用2003年第5期

摘   要: 本文針對家電遙控系統中使用專用解碼芯片解碼的方法消耗系統資源多、占用空間大、成本高等問題，提出了一種用單片機對遙控編碼芯片PT2262的信號進行解碼的方法，并介紹了其硬件結構和軟件實現的流程。
關鍵詞： 遙控；PT2262；單片機解碼；87LPC764

引言
在紅外/無線遙控應用中，PT2262與PT2272是一對常用的編碼和解碼IC。使用該組芯片的典型家電遙控收發系統用PT2272來解碼(圖1中虛線箭頭所示)。PT2272可以獲得較快的解碼速度,但是PT2272采用并行輸出的方式，占用單片機I/O資源多，整個系統的開銷和成本相對較大。如果采用單片機兼作解碼器的技術(圖1中粗實線箭頭所示)，不僅可以省去芯片PT2272，減少中間環節，增強系統的可靠性，而且僅占用了單片機上兩個I/O口，充分利用了單片機資源，節省了電路板上的空間，降低了成本，具有很好的實用價值。

圖1 遙控系統結構圖

圖2 PT2262引腳排列圖

PT2262編碼原理
PT2262是Princeton Technology公司的一款適用于紅外和無線遙控，將載波振蕩、編碼、發射部分集于一身的集成電路。它具有價格低、功耗小、抗擾性好、單電阻振蕩、適用電壓范圍寬等優點，外圍電路簡單，使用方便。目前被廣泛應用于家電遙控、車門遙控、遙控玩具及工業遙控等領域。
PT2262芯片引腳排列如圖2所示。各引腳功能如下：A0~A5為地址輸入，可編制成三種狀態：1、0和高阻態；A6/D0~A11/D5為地址或數據輸入，取決于接收端的譯碼器。做地址輸入時，可編制成三種狀態：1、0和高阻態；做數據輸入時，可編成l和0兩種狀態。該芯片最大編碼容量為531441(312)種。為發射使能端，低電平有效。OSC1、OSC2外接振蕩電阻，決定電路時鐘頻率。Dout為數據輸出端。由地址、數據的不同狀態而決定的各位編碼由此腳串行輸出。PT2262 的信號發送格式如圖3所示。
每當按鍵有效時，PT2262 發送四次編碼。每發送一次編碼都有5ms 寬度的低電平分開，而16ms的編碼是由A0~A11十二個碼組成，低位在前，高位在后。
PT2262每組發送12位三態數據，要把三態碼轉換成二進制形式，每位數據(0，1，高阻態)由兩個脈沖位組成(具體編碼格式見圖4)，接收端的信號與發送的信號高低電平正好相反。在接收端，把負電平的脈沖作為有效信號，這樣的脈沖有兩種，一種為寬脈沖，長度約490μs，一種為窄脈沖，寬度約165μs。每一個數據位的寬度約為1.3ms，每組12位數據的寬度約為16ms。如果把寬脈沖看作二進制“0”，窄脈沖看作二進制“1”，那么接收到的二進制碼和發送的三態碼的對應關系如表1所示。這樣,解碼的對象實際上就是與12位三態碼對應的24位的二進制碼。

圖3 PT2262發送格式

圖4 PT2262編碼格式

解碼原理及硬件結構
每檢測到一次有效按鍵，PT2262都發送四次編碼，接收端收到的編碼間隔是5ms的高電平。可以利用這一特點先檢測有沒有接收到數據。當有數據的時候，就去掉第一次編碼的信號，接收到5ms的高電平的負跳變后才開始解碼。解碼時，使用單片機內的比較器判斷信號的電平跳變，用定時器記錄信號相鄰下降沿和上升沿之間的時間，判斷是寬脈沖(二進制1)還是窄脈沖(二進制0)，將該二進制數值記錄下來，就得到了與發送端相對應的編碼。
本文采用的解碼單片機是Philips公司的87LPC764。這是一款性價比較高的80C51改進型MCU，增加了WDT、I2C、模擬比較器等功能。利用其模擬比較器的功能可以較方便的實現對PT2262信號的解碼，而且僅占用單片機的2個I/O口。解碼部分的硬件連接方式見圖5。圖中遙控接收頭是一個模擬接收電路，接收發送方的物理信號，將信號傳送到單片機比較器的輸入腳。
87LPC764內置了2個模擬信號比較器，CMP1和CMP2。每一個比較器包含一個正相輸入端、一個反相輸入端和一個輸出端。當正相輸入電壓大于反相輸入電壓時，比較器輸出邏輯“1”，反之則輸出“0”。同時每一個比較器都可以成為一個中斷源。
解碼過程只需要一個比較器，外接一個參考電壓作為判斷高低電平信號的參考。當接收端信號電平發生跳變時，產生一個比較器中斷，利用中斷服務程序可以實現解碼操作。

圖5 接收頭與單片機硬件連接圖

圖6  比較器中斷程序流程圖

解碼軟件的實現
解碼程序在比較器中斷服務程序中實現。第一個下降沿表明編碼輸出開始，這時將時間記錄為last_time，當比較器輸出跳變為高電平時，記錄當前時間current_time，并且記錄脈沖寬(current_time - last_time)，判斷收到的為寬脈沖還是窄脈沖，如果是窄脈沖，記錄為1，寬脈沖記錄為0。
圖6是比較器中斷程序流程圖。每一組有效的編碼由24個位組成,因此程序中需要有一個脈沖計數變量來記錄是否有24位碼，只有確認收到24位碼后，才認為這次按鍵有效。同時需要防止將用戶的一次按鍵解釋為多次按鍵，需要有去抖功能。可以設一個變量來記錄同一個鍵值的收到次數，當它的記錄小于某一預定的值時，表示用戶在進行同一次按鍵操作。完整的接收到一組編碼以后，在中斷程序中將鍵值有效標志key_flag置1，主程序循環中如果查詢到key_flag為1，則保存這個鍵碼，即完成了一次解碼的操作。
 
結語
文章提出的解碼方法已經成功應用于一個無線遙控浴霸產品。使用該方法，遙控模塊的成本降低了15％左右，而且電路板空間節省了5％左右，硬件資源也得到了充分利用。■

參考文獻
1 Princeton Technology Corp. Remote Control Encoder. 1999
2 Philips Semiconductor. 87LPC764 Data Sheet. 2001
3 李堅. PT2262-IR-PT2272芯片應用.現代通信.1997.2