红外编解码彻底解析

1、编码格式

现有的红外遥控包括两种方式:PWM(脉冲宽度调制)和PPM(脉冲位置调制)。

两种形式编码的代表分别为NEC 和PHILIPS 的RC-5、RC-6 以及将来的RC-7。

PWM(脉冲宽度调制):以发射红外载波的占空比代表"0"和"1"。为了节省能量,一般情况下,发射红外载波的时间固定,通过改变不发射载波的时间来改变占空比。例如常用的电视遥控器,使用NEC upd6121,其"0"为载波发射0.56ms,不发射0.56ms;其"1"为载波发射0.56ms,不发射1.68ms;此外,为了解码的方便,还有引导码,upd6121 的引导码为载波发射9ms,不发射4.5ms。upd6121 总共的编码长度为108ms。

但并不是所有的编码器都是如此,比如TOSHIBA 的TC9012,其引导码为载波发射4.5ms,不发射4.5ms,其"0"为载波发射0.52ms,不发射0.52ms,其"1"为载波发射0.52ms,不发射1.04ms。

PPM(脉冲位置调制):以发射载波的位置表示"0"和"1"。从发射载波到不发射载波为"0",从不发射载波到发射载波为"1"。其发射载波和不发射载波的时间相同,都为0.68ms,也就是每位的时间是固定的。

通过以上对编码的分析,可以得出以某种固定格式的"0"和"1"去学习红外,是很有可能不成功的。即市面上所宣传的可以学习64 位、128 位必然是不可靠的。

另外,由于空调的状态远多于电视、音像,并且没有一个标准,所以各厂家都按自己的格式去做一个,造成差异更大。比如:美的的遥控器采用PWM 编码,码长120ms 左右;新科的遥控器也采用PWM 编码,码长500ms 左右。如此大的差异,如果按"位"的概念来讲,应该是多少位呢?64?128?显然都不可能包含如此长短不一的编码。

2、学习模式

现在用来学习红外的CPU,无外乎以下几种:MCS-51系列、microchip pic16 系列、winbond w741 系列、holtek ht48 系列

以上的CPU 由于价格便宜、使用量大,被广泛使用在遥控器上。

以上的CPU 的基本点是:执行速度在1us 左右,数据存储器一般为256 个字节。如果按固定格式学习,一般可以学到128 位(其他程序会占用一些数据存储器);如果不按固定的格式,需要找出编码的最小公约数作为基本单位,则可以学习到的位数大大降低,达不到实用的效果。但是,即使如此,找到的最小公约数不可能满足所有的红外设备,除非最小单位为26us(1000000/38k)。如果达到这个速度,以上CPU 的速度远远不够,并且由于存储量的加大,数据存储器也远远不够用。

对于电视、音响等,一般使用专用的遥控芯片,比nec,philips,toshiba,sanyo,mitsubish,panasonic 的芯片,其编码格式固定,一个键只有一个编码,学习比较容易。

而空调不一样,各家空调厂商都是按自己的要求用cpu 做遥控芯片,编码形式就有很多种。

比如可能没有引导码(电视音响类都有)、校验方式取累加和(电视音响类一般取反码)等。因为空调的状态多,必须一次发送完毕,有制冷、温度、风速、自动、定时、加湿、制热等,所以编码很长,并且同一个按键,在不同状态下发送的编码不一样,造成学习上的困难。

红外遥控编码格式

红外遥控器的编码格式通常有两种格式:NEC 和RC5

NEC 格式的特征:

1:使用38 kHz 载波频率

2:引导码间隔是9 ms + 4.5 ms

3:使用16 位客户代码

4:使用8 位数据代码和8 位取反的数据代码

不过需要将波形反转一下才方便分析:

NEC 协议通过脉冲串之间的时间间隔来实现信号的调制(英文简写PPM)。逻辑"0"是由0.56ms的38KHZ 载波和0.560ms 的无载波间隔组成;逻辑"1"是由0.56ms 的38KHZ 载波和1.68ms 的无载波间隔组成;结束位是0.56ms 的38K 载波。

下面实例是已知 NEC 类型遥控器所截获的波形:

遥控器的识别码是 Address=0xDD20;其中一个键值是Command=0x0E;

注意波形先是发低位地址再发高位地址。所以0000,0100,1011,1011 反转过来就是1101,1101,0010,000 十六进制的DD20;

键值波形如下:

也是要将0111,0000 反转成0000,1110 得到十六进制的0E;另外注意8 位的键值代码是取反后再发一次的,如图0111,0000 取反后为1000,1111。
最后一位是一个逻辑"1"。

RC5 编码相对简单一些:

同样由于取自红外接收头的波形需要反相一下波形以便于分析:

反相后的波形:

根据编码规则:

得到一组数字:110,11010,001101

根据编码定义:

第一位是起始位 S 通常是逻辑1

第二位是场位F 通常为逻辑1,在RC5 扩展模式下它将最后6 位命令代码扩充到7 位代码(高位MSB),这样可以从64 个键值扩充到128 个键值。

第三位是控制位 C 它在每按下了一个键后翻转,这样就可以区分一个键到底是一直按着没松手还是松手后重复按。

如图所示是同一按键重复按两次所得波形,只有第三位是相反的逻辑,其它的位逻辑都一样。

其后是五个系统地址位:11010=1A

最后是六个命令位:001101=0D

参考:http://www.sbprojects.com/knowledge/ir/nec.htm

红外线遥控器软件解码程序(能解大部分遥控器的编码)

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