遥控

红外遥控信号是如何操作的?

[小结]
红外遥控使用波长约为950 nm的红外线，低速发送几个字节的信息。 尽管红外线用于发送二进制(0/1)数据，但这并不是简单地用红外线的ON/OFF状态表示二进制数值。
下面是一个NEC格式的例子。

[通用格式]
红外遥控信号从头码开始。
接下来是16位客户代码，然后是8位数据代码和取反的二进制8位代码，最后是停止位。

下面是红外遥控格式的例子。
该信号紧跟着没有发射红外线时的帧间隔的后面。总的帧长(包括从帧头到帧间隔的所有信息)为108 ms。

红外遥控的NEC格式举例

[头码]
头码保持ON的时间为一个9 ms周期，然后转换为OFF，时间为一个4.5 ms周期。由于端口的波形（时序）与接下来的数据代码部分有很大不同，因此头码很容易被识别。
(重复操作时，OFF周期仅为2.25 ms，接下来是停止位，省略了客户代码和数据代码。)

[发送数据]
客户代码和数据代码部分包含二进制(0/1)数据。
每段中的数据按最低有效位优先发送(详见下面的数据发送顺序)。

数据的二进制(0/1)的区分不是直接基于红外信号的ON/OFF状态，而是依据数据位的长度(即，没有输出红外线时的周期长度)。
因此，客户代码段的长度随数据而变化。
但是由于也发送了数据代码取反后的值，因此对于这个段，数据位等于"1"的个数为8，且数据长度固定。

遥控信号中数据位"0"和"1"的差别

在ON周期，红外线不是连续输出。相反，红外ON周期与红外OFF周期以一个固定频率(叫做"载波频率")频繁交替。标准载波频率为38 kHz。
占空比为1/3。
这样的设置最大限度地降低了功耗。

[载波频率调制的原因]
在一般(自然)使用环境中，存在各种红外噪声源。
要在这些噪声源中使用信号，发射的红外线在接收端必须超过噪声电平。

然而，简单地发射更强的红外线需要增加功耗。
为避免这一情况，可使用载波频率调整红外发射的on/off周期。
这样就可以使用相同的功耗发射更强的红外线。

下图显示红外发射使用载波频率时的差别。
当不使用载波频率时噪声电平几乎相同。而当仅在峰值周期使用载波频率增加功率时，即使总功耗相同，发送的信号（在峰值）也比噪声电平更强。
通过on/off周期交替，使用载波频率，可以使接收端的滤波器滤去不属于信号部分的噪声成分，从而增加了信号的噪声裕度。

关于载波频率调制方面遥控信号和噪声之间的关系

由于时序（间隔）用于表示二进制(0/1)数据值，所以此方法可行。

[数据发送顺序]
采用此方法发送的遥控信号的结构由客户代码和数据代码两部分组成。

先发送的客户代码，长16位，但被划分成两个8位的段。
在遥控设备的早期版本中，客户代码只有8位(C0 ～ C7)，而后8位用于发送逻辑取反的数据(C'0 ～ C'7)。
现在C'0 ～ C'7的部分被重新分配在客户代码的第2部分，以使客户代码长16位。
(指定16位数据为客户代码的总和 = xx + custom code' = yy.)

发送数据时，按最低有效位优先输出客户代码(C0 ～ C7)，然后按最低有效位优先输出客户代码(C0' ～ C7')。

客户代码部分的发送顺序

正在发送的是8位数据。
然后连续发送逻辑取反的8位数据，这样总共发送了16位数据。
当接收到该数据时，对取反的8位数据代码进行检测，看是否与第一个8位数据代码的逻辑取反值一致，这是一种错误校验的方法。

数据代码段的发送顺序

遥控信号是怎样被接收的(接收方的模拟处理是如何进行的)?

当接收到遥控信号时，这些红外信号变得更分散、更弱（接收器光电二极管的输出有一个P-P值，具有几十个μV），这样必须使用前置放大器放大红外接收器光电二极管的输出。

同样，带通滤波器用于过滤载波频率的组合噪声，然后由波形发生器检测和处理这些组合信息，以获取更准确的遥控信号。
遥控信号的类型可通过测量每个信号的on/off周期确定。

专用前置放大器用于简化前置放大到波形形成的处理过程。

红外遥控接收器逻辑举例

怎样接收和解释遥控代码?

为了解释收到的遥控信号，使用信号脉冲沿测量每个信号周期的长度。
由于从红外遥控前置放大器输出的数据是负逻辑数据，如下描述，这些信号为负逻辑输入信号。

头码段
由于头码有一个9 ms的ON周期，所以使用脉冲沿触发中断功能或程序驱动轮询功能检测输入信号的下降沿(A)，然后就可以测量出该下降沿和下一个上升沿之间的周期。
同时，定时器的捕捉功能也可以用于检测输入信号的上升沿(B)，并测量脉冲沿之间的周期。
作为一个防止操作错误的措施，用这种方法测量的周期可以判断他们是否处于头码信号正常的范围内，也可以确定在遥控设备的电池电源很低能否接收。

在其它格式中，头码的ON周期约为8.5 ms，这样当试图只检测周期和头码时，必须使用不少于8.7 ms的周期。要检测整个帧时使用更小的值。

下面描述下一个下降沿(C)是如何被检测的。测量以下两种类型的周期(见下图)，不小于3.4 ms(4.5 ms与2.25 ms之间的中点)的周期是标准周期，用于区分正常头码和重复的头码。
当代码为重复代码时，接下来检测的是帧间隔。

头码周期

(2) 客户代码和数据代码段
检测完头码后，接着检测客户代码和数据代码。
尽管必须检测ON和OFF周期，以确保准确，仍然可以通过检测直至下一个下降沿的周期（1位周期）简单地判断数据值(0或1)。
由于这种判断将2.25 ms作为数据值"1"，而1.125 ms作为数据值"0"，最简单的方法就是用中点值区分这些数据。

但是，由于特别长的间隔会被解释为采用不同格式发送的数据，因此在检测时应当使用有限的值。
在这种情况下，准确检测32位信号是很重要的。
一旦检测到32位信号，紧接着就检测帧间隔。

(3) 帧间隔
尽管检测帧间隔最准确的方法是检测总共108 ms的帧周期，但也可以简单地检测数据长度是否超过32位来实现。
一旦接收到32位数据，接着就应该对客户代码、数据代码和取反的数据代码进行检测。

什么是用于红外遥控发送的NEC格式?

用于红外遥控发送的NEC格式的主要特征是:

  - 使用38 kHz载波频率
  - 头码间隔为9 ms + 4.5 ms
  - 使用16位客户代码
  - 使用8位数据代码和8位取反的数据代码

要了解详细信息，参阅遥控微控制器的数据手册。

也可以参考下面的FAQ项: 红外遥控的NEC格式 [通用]

什么是客户代码?

客户代码用于识别红外遥控用户。在NEC格式中，这是一个16位代码，被插入到数据代码前面。

可以参考下面的FAQ项目: 红外遥控的NEC格式 [通用]

是否能保证客户代码和NEC格式在全球范围内都准确无误操作？
如果是这样，应该怎样操作?

NEC完全保证NEC格式的代码没有重复。
我们不能保证在所有遥控设备上使用的代码都没有重复，因此无法保证全球范围内不出现冲突或操作故障。

NEC格式可以在其它公司制造的芯片上使用吗?

有一些通用的遥控设备（具有学习功能）输出时使用NEC格式。

那些公司没有侵犯NEC的知识产权吗?

在这方面我们没有特别关注知识产权问题。
我们考虑的是使用相同代码的不同公司的芯片的兼容性问题。

如果不使用客户代码就不能使用NEC格式吗?

不是，客户代码的00XXH段可以自由使用。
但是如果其它设备也使用相同的代码，可能会有危险。

有一个产品模型，使用具有客户代码的uPD6122芯片，但该模型不再生产了。
我听说新的产品模型即将投产，计划使用一些新类型的客户代码，同时兼容早期的客户代码。
是否很容易获得新的客户代码?

基本上，我们的团体客户都可以得到唯一的客户代码
由于这样的代码有限，我们不能为同一家公司提供几个客户代码。
早期发行的客户代码仍然有效，可以使用。

我公司正计划使用遥控设备制造产品。
我如何申请遥控代码?

客户代码的应用可以通过产品销售渠道提交。
要与授权的NEC Electronics销售代理商联系。

请提交下列与应用有关的信息。

我们正计划生产使用遥控设备的产品，但也计划外包制造。
在这种情况下我们如何应用客户代码?

通过实际销售设备的渠道应用你的客户代码。

配有遥控功能的微控制器的数据手册中提到载波频率为38 kHz，但没有提及允许误差。也没有提及数据代码段允许误差。

NEC格式没有规定允许误差。
但一般假定正常的变化范围是2 kHz (5%)。

在实际使用设备时，根据接收方的误差裕度决定可以容忍的误差范围。
检查你自己的系统中误差裕度是多少。
同样的裕度(%)可以用于数据代码段。

除了NEC格式的遥控发送器设备，NEC Electronics是否也生产接收器?

不，我们不生产这类接收器。
一般情况下，控制系统的微控制器执行接收操作，所以就不需要专门的接收器了。

可以参考下面的FAQ项: 红外遥控的NEC格式 [通用]

它们是现成的能够以NEC格式发送的标准设备吗?

很遗憾，不是。
我们可以提供参考程序。请与当地NEC Electronics销售代理商联系。

对于用NEC格式接收红外遥控信号，是否有示例程序?

如需获取程序范例，可与NEC Electronics销售代理商联系。

也可以参考下面的关于接收操作的FAQ项: 红外遥控的NEC格式 [通用]