在实际通信领域，发出的信号通常有较宽的频谱，大量的能量分布在较低的频率段，因此称为基带信号，不适合直接在信道中传输。为了便于传输，提高抗干扰能力，有效利用带宽，通常需要将信号调制到适合通道和噪声特性的频率，称为信号调制。在通信系统的接收端，应调整接收到的信号，并恢复原始基带信号。您可以了解这部分通信原理的内容。我们通常使用的红外遥控器中的红外通信通常使用 38K 左右负载波调制，下面我将向您介绍原理，首先查看发送部分原理。调制：用于传输信号来控制高频信号的范围、相位、频率等参数变化的过程，即用一个信号来装载另一个信号。例如，当我们的红外遥控信号需要发送时，它首先通过 38K 调制，如图所示： 原始信号是我们要发送的数据0位或数据1位，而所谓的 38位K 载波频率为 38K 方波信号，调制后的信号是我们最终发出的波形。我们使用原始信号控制 38K 载波，当信号为数据0时，38K 毫无保留地发送所有载波，当信号为数据1时，不发送任何载波信号。

家用电器遥控器的通信距离往往不高，红外线的成本远低于其他无线设备，因此红外线在家用电器遥控器的应用中一直占有一席之地。遥控器的基带通信协议有很多，大约有几十种，通常是 ITT 协议、NEC 协议、Sharp 协议、Philips RC-5 协议、Sony SIRC 协议等。最常用的是 NEC 协议了。

NEC 协议的数据格式包括了引导码、用户码、用户码（或者用户码反码）、按键键码和键码反码，最后一个停止位。停止位主要起隔离作用，一般不进行判断，编程时我们也不予理会。其中数据编码总共是 4 个字节 32 位，如图下所示。第一个字节是用户码，第二个字节可能也是用户码，或者是用户码的反码，具体由生产商决定，第三个字节就是当前按键的键数据码，而第四个字节是键数据码的反码，可用于对数据的纠错。

这个 NEC 协议表味着数据的方式不像我们以前学过的那样，比如 UART 如此直观，但每个数据本身也需要编码，然后编码载波调制。

• 引导码：9ms 的载波 4.5ms 的空闲。
• 比特值“0”：560us 的载波 560us 的空闲。
• 比特值“1”：560us 的载波 1.68ms 的空闲。

结合上图，我们可以看到前面的黑色段落是引导码 9ms 载波，其次是引导码 4.5ms 的空闲，后面的数据码，是众多载波和空闲交叉，它们的长短就由其要传递的具体数据来决定。HS0038B 这个红外一体化接收头，当收到有载波的信号的时候，会输出一个低电平，空闲的时候会输出高电平，我们用逻辑分析仪抓出来一个红外按键通过HS0038B 解码后的图形来了解一下。 从图上可以看出，先是 9ms 载波加 4.5ms 空闲的起始码，数据码是低位在前，高位在后，数据码第一个字节是 8 组 560us 的载波加 560us 的空闲，也就是 0x00，第二个字节是 8 组 560us的载波加 1.68ms 的空闲，可以看出来是 0xFF，这两个字节就是用户码和用户码的反码。按键的键码二进制是 0x0C，反码就是 0xF3，最后跟了一个 560us 载波停止位。对于我们的遥控器来说，不同的按键，就是键码和键码反码的区分，用户码是一样的。这样我们就可以通过单片机的程序，把当前的按键的键码给解析出来。

我们前边学习中断的时候，学到 51 单片机有外部中断 0 和外部中断 1 这两个外部中断。我们的红外接收引脚接到了 P3.3 引脚上，这个引脚的第二功能就是外部中断 1。在寄存器TCON 中的 bit3 和 bit2 这两位，是和外部中断 1 相关的两位。其中 IE1 是外部中断标志位，当外部中断发生后，这一位被自动置 1，和定时器中断标志位 TF 相似，进入中断后会自动清零，也可以软件清零。bit2 是设置外部中断类型的，如果 bit2 为 0，那么只要 P3.3 为低电平就可以触发中断，如果 bit2 为 1，那么 P3.3 从高电平到低电平的下降沿发生才可以触发中断。此外，外部中断 1 使能位是 EX1。那下面我们就把程序写出来，使用数码管把遥控器的用户码和键码显示出来。

Infrared.c 文件主要是用来检测红外通信的，当发生外部中断后，进入外部中断，通过定时器 1 定时，首先对引导码判断，而后对数据码的每个位逐位获取高低电平的时间，从而得知每一位是 0 还是 1，最终把数据码解出来。虽然最终实现的功能很简单，但因为编码本身的复杂性，使得红外接收的中断程序在逻辑上显得就比较复杂，那么我们首先提供出中断函数的程序流程图，大家可以对照流程图来理解程序代码。

• infrared.c

/* 本例程使用晶振为24MHz */#include "infrared.h"#include <reg52.h>bit irflag = 0; //红外接收标志，收到一帧正确数据后置 1unsigned char ircode[4]; //红外代码接收缓冲区/* 初始化红外接收功能 */void InitInfrared(){
     	IR_INPUT = 1; //确保红外接收引脚被释放	TMOD &= 0xf0; //清零 T0 的控制位	TMOD |= 0x01; //配置 T0 为模式 1	TR0 = 0; //停止 T0 计数	ET0 = 0; //禁止 T0 中断	IT0 = 1; //设置 INT0 为负边沿触发	EX0 = 1; //使能 INT0 中断}/* 获取当前高电平的持续时间 */unsigned int GetHighTime(){
     	TH0 = 0; //清零 T0 计数初值	TL0 = 0;	TR0 = 1; //启动 T0 计数	while (IR_INPUT) //红外输入引脚为 1 时循环检测等待，变为 0 时则结束本循环	{
     		if (TH0 >= 0x8c) //当 T0 计数值大于 0x8c00，即高电平持续时间超过约 18ms 时		{
      			break; //强制退出循环，是为了避免信号异常时，程序假死在这里。		}	}	TR0 = 0; //停止 T0 计数	return (TH0 * 256 + TL0); //T0 计数值合成为 16bit 整型数，并返回该数}/* 获取当前低电平的持续时间 */unsigned int GetLowTime(){
     	TH0 = 0; //清零 T0 计数初值	TL0 = 0;	TR0 = 1; //启动 T0 计数	while (!IR_INPUT) //红外输入引脚为 0 时循环检测等待，变为 1 时则结束本循环	{
     		if (TH0 >= 0x8c) //当 T0 计数值大于 0x8c00，即低电平持续时间超过约 18ms 时		{
      			break; //强制退出循环，是为了避免信号异常时，程序假死在这里。		}	}	TR0 = 0; //停止 T1 计数	return (TH0 * 256 + TL0); //T0 计数值合成为 16bit 整型数，并返回该数}/* INT1 中断服务函数，执行红外接收及解码 */void EXINT1_ISR() interrupt 0{
     	unsigned char i, j;	unsigned char byt;	unsigned int time;	 	//接收并判定引导码的 9ms 低电平	time = GetLowTime();	if ((time < (8500 * 2)) || (time > (9500 * 2))) //时间判定范围为 8.5～9.5ms，	{
      //超过此范围则说明为误码，直接退出		IE0 = 0; //退出前清零 INT1 中断标志		return;	}	//接收并判定引导码的 4.5ms 高电平	time = GetHighTime();	if ((time < (4000 * 2)) || (time > (5000 * 2))) //时间判定范围为 4.0～5.0ms，	{
      //超过此范围则说明为误码，直接退出		IE0 = 0;		return;	}	//接收并判定后续的 4 字节数据	for (i = 0; i < 4; i ++) //循环接收 4 个字节	{
     		for (j = 0; j < 8; j ++) //循环接收判定每字节的 8 个 bit		{
     			//接收判定每 bit 的 560us 低电平			time = GetLowTime();			if ((time < (340 * 2)) || (time > (780 * 2))) //时间判定范围为 340～780us，			{
      //超过此范围则说明为误码，直接退出				IE0 = 0;				return;			}			//接收每 bit 高电平时间，判定该 bit 的值			time = GetHighTime();			if ((time > (340 * 2)) && (time < (780 * 2))) //时间判定范围为 340～780us，			{
      //在此范围内说明该 bit 值为 0				byt >>= 1; //因低位在先，所以数据右移，高位为 0			}			else if ((time > (1460 * 2)) && (time < (1900 * 2))) //时间判定范围为 1460～1900us，			{
      //在此范围内说明该 bit 值为 1				byt >>= 1; //因低位在先，所以数据右移，				byt |= 0x80; //高位置 1			}			else //不在上述范围内则说明为误码，直接退出			{
     				IE0 = 0;				return;			}		}		ircode[i] = byt; //接收完一个字节后保存到缓冲区	}	irflag = 1; //接收完毕后设置标志	IE0 = 0; //退出前清零 INT1 中断标志}

• infrared.h

#ifndef _INFRARED_H#define _INFRARED_H#include <reg52.h>sbit IR_INPUT = P3^2; //红外接收引脚extern void InitInfrared();extern bit irflag; //红外接收标志，收到一帧正确数据后置 1extern unsigned char ircode[4]; //红外代码接收缓冲区#endif

• mian.c

#include <reg52.h>#include "infrared.h"unsigned char ledChar[18] = {
      //共阴极数码管显示字符转换表	0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07, 	0x7F, 0x6F, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71, 	0x40, 0x00 };unsigned char ledBuff[8] = {
      //数码管显示缓冲区 0x06, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00};unsigned char T1RH = 0; //T1 重载值的高字节unsigned char T1RL = 0; //T1 重载值的低字节void ConfigTimer1(unsigned int ms);void main(){
     	EA = 1; //开总中断	InitInfrared(); //初始化红外功能	ConfigTimer1(1); //配置 T1 定时 1ms	PT1 = 1; //配置 T1 中断为高优先级，启用本行可消除接收时的闪烁	while (1)	{
     		if (irflag) //接收到红外数据时刷新显示		{
     			irflag = 0;			ledBuff[5] = ledChar[ircode[0] >> 4]; //用户码显示			ledBuff[4] = ledChar[ircode[0]&0x0F];			ledBuff[1] = ledChar[ircode[2] >> 4]; //键码显示			ledBuff[0] = ledChar[ircode[2]&0x0F];		}	} }/* 配置并启动 T1，ms-T0 定时时间 */void ConfigTimer1(unsigned int ms){
     	unsigned long tmp; //临时变量 	tmp = 24000000 / 12; //定时器计数频率	tmp = (tmp * ms) / 1000; //计算所需的计数值	tmp = 65536 - tmp; //计算定时器重载值	tmp = tmp + 13; //补偿中断响应延时造成的误差	T1RH = (unsigned char)(tmp>>8); //定时器重载值拆分为高低字节	T1RL = (unsigned char)tmp;	TMOD &= 0x0f; //清零 T1 的控制位	TMOD |= 0x10; //配置 T1 为模式 1	TH1 = T1RH; //加载 T1 重载值	TL1 = T1RL;	ET1 = 1; //使能 T1 中断	TR1 = 1; //启动 T1}/* 数码管动态扫描刷新函数，需在定时中断中调用 */void LedScan(){
     	static unsigned char i = 0; //动态扫描的索引 	P0 = ledChar[11]; //显示消隐	P2 = ~(0x80 >> i);	P0 = ledBuff[i];	i ++;	i &= 0x07;}/* T0 中断服务函数，执行数码管扫描显示 */void InterruptTimer0() interrupt 3{
     	TH1 = T1RH; //重新加载重载值	TL1 = T1RL;	LedScan(); //数码管扫描显示}

main.c 文件的主要功能就是把获取到的红外遥控器的用户码和键码信息，传送到数码管上显示出来，并且通过定时器 T0 的 1ms 中断进行数码管的动态刷新。