摘要：本文介绍了用电视遥控器作为单片机输入键盘的接口原理和方法。实践证明，这种接口不仅节省了单片机的硬件资源，而且方便了单片机的操作，特别是在一些远程操作的场合。
关键词：单片机；红外遥控；PPM编码
对单片机系统来说，输入设备键盘几乎是缺一不可的。当密钥数较小时，通常用密钥控制端口线的高低电平来表示，因此需要相应的端口线支持。由于单片机系统中端口线的数量有限，为了减少端口线的占用，通常采用定义多功能端口线的方法，但这增加了软件的复杂性。数字键,在大多数情况下与动态扫描键盘矩阵,这键盘虽然结构简单的方法原则,司机很容易设计,但在具体的实现往往需要花大量的时间来设计印刷电路板,考虑面板布局,和硬件资源更加紧张,而且扩展I / O端口,电路变得越来越复杂。
文章中介绍了一种无线键盘接口，最大限度地降低了单片机系统的硬件资源需求。整个接口由发射和接收两部分组成。如果单片机系统所需按键数小于30，发射部分可直接使用完成的电视遥控发射机。如果发射部分是自己设计的，最多可以支持66个按键，其中两个按键组成一个按键组合。接收部分的接口电路也很简单，不需要接线，只要输出完成的模块直接连接到单片机系统的任何I/ O线，而且驱动程序也很容易设计。由于键盘是无线的，所以单片机的组成可以方便地满足一些远程控制场合的需要，以及一些特殊场合的需要，如:单片机系统在一个密封的容器中，通过玻璃窗进行参数输入或控制。
1硬件设计原理
整个界面的原理图如图1所示。发射部分和接收部分之间采用红外线作为介质。
图 1无线键盘接口原理框图
1.1发射部分
我们选择M50462AP芯片组成的电视红外遥控发射器,M50462AP芯片24引脚双列直插式组件的红外遥控信号发生器,它同时产生定时信号,键盘扫描、编码、遥控指令编码、用户代码转换,输出信号调制和其他功能。通过在引脚2和3处间接插入一个480kHz陶瓷振荡器可以产生时钟频率信号。时钟频率经过内部12分钟频率后，可转换为40kHz的定时信号和红外载波信号。
M50462AP通过内部键盘扫描处理确定按键，生成对应按键的红外遥控指令码，为16位二进制形式。前8位包含芯片的特征识别和用户代码，后8位是对应密钥的扫描代码。
式中，U1和U2为用户代码，与MS0462AP对应的引脚21和22的连接电平倒置，可作为用户设计发射部分时的组合按键控制信号。R1、R2、R3为红外遥控发射机电路图键对应的线路扫描线代码。C1、C2、C3是键对应的列扫描线的编码。它们都是对应于8行8列的3位二进制码。其余为固定值，前8位的固定值用于芯片识别。这样可以消除其他遥控器红外信号的干扰，因为不同的遥控器有不同的识别和编码规则。
M50462AP采用脉冲位置调制(PPM)编码，即通过改变每个脉冲(负脉冲)的位置来表示二进制数“0”和“1”，脉冲间隔分别为1ms、2ms，每个负脉冲的宽度为0.25ms，如图2所示。这种编码信号具有很强的抗干扰能力。编码的串行数据脉冲调制周期为40kHz的载波信号，由M50462AP引脚23输出。经晶体管8550放大后，驱动红外发光二极管D1发出红外调制信号。第四引脚是红外遥控的关键指示输出端。
图2PPM 编码表示的数字信号“0”和“1”
1. 2接收部分
接收部分由红外信号接收和解调专用集成电路CX20106A和红外接收二极管等外围元器件组成，制成模块化元器件。图3为其电气原理图。CX20106A将红外接收管上的电位变化经过预放大、限幅、带通滤波、检测等处理后，转换成满足数字系统要求的远程编码脉冲信号，由引脚7输出。当没有接收到红外信号时，输出保持在高水平。
图 3红外信号接收处理单元电原理图
2软件设计
PPM编码与时间密切相关，因此需要使用计时器资源进行等间隔采样，但是可以与需要它的其他使用者共享计时器资源。以8031单片机为例，选择定时器0初始化为定时器0。25 ms。在定时中断服务程序中，对所有远程控制代码进行读取和解码。当信号从对应的输入行采样到第一低电平时，程序进入接收状态。当信号连续采样到序列101110或100110时，视为接收到显示水位的“0”标志。当太阳水温升高时，探头会产生水垢，影响探头与水之间的导电性。整个潜在显示系统将失去其功能，控制系统将无法正常运行。另一方面。增加改善人类生活的今天,智能家庭住房模式将成为新的家庭住房模型发展的趋势,目前市场上的太阳能热水器智能程度不高,主要是手动或半自动实现太阳能热水器的操作,使用不便。同时，与用户的交互并不理想。基于这些考虑，本文针对当前市场中的家庭信号。如果连续采样的高电平数在4到10之间，则认为已接收到“1”信号。如果连续采样的高电平数超过10，则认为该密钥已释放或处于重传间隔中。
3结束语
我们已经成功的利用这个接口实现了单片机键盘的无线操作。本文采用M50462AP芯片作为发射部分。对于其他类型的发射机芯片，这个接口原则仍然适用，中断服务程序也相应修改。如果单片机系统有额外的外部中断资源，可以将接收到的信号输入到中断引脚，并将外部中断与定时器相结合，减少接收过程中的CPU时间消耗。
参考文献
[1]赵栋.嵌入式无线外设接口与会议系统终端的开发[D]. 西南交通大学，2010.
[2]阎思明. 基于单片机和无线遥控技术的密码系统研究[J]. 城市建设理论研究（电子版），2016(9)
作者简介：田茂（1993.11-），男,甘肃临洮人，本科，兰州瑞尔驰有限公司单位。
论文作者:田茂
论文发表刊物:《知识-力量》2019年7月中
论文发表时间:2019/4/22
标签：单片机论文; 信号论文; 键盘论文; 脉冲论文; 接口论文; 系统论文; 按键论文; 《知识-力量》2019年7月中论文;