红外遥控编码分析仪

红外遥控编码协议

    红外遥控器与电器之间的通讯存在一个通讯协议，一般是单向的通讯协议。这个单向的通讯协议称为红外遥控编码协议。那么，分析这个红外编码协议的设备或工具就称为红外编码分析仪。
    红外遥控编码一般都是厂家自行定义的，如NEC，SONY，TOSHIBA，PHILIPS等公司都有自行定义的红外编码协议。任何电器开发和生产厂家也都可以定义自己的红外编码协议。
    早期的红外编码协议的红外发射芯片都是由专用集成电路来实现的。如NEC的uPD6122，PHILIPS的SAA3010等。随着单片机技术的发展和成本的降低，红外遥控的发射器芯片就开始由编程的单片机来实现。

    红外遥控编码协议的波形基本特征是：一串高低电平组成的波形。对遥控器来说，假如高电平使得红外发射管导通，那么高电平使得红外发射管发出红外光，在电器接收端就能接收到红外光。低电平期间，红外发射管不导通，红外发射管停止发送红外光，在电器接收端就接收不到红外光。
高电平的持续时间从10us到10ms不等。为了使得遥控器尽可能省电，高电平的持续时间要尽可能短。低电平的持续时间一般在100us到10ms。
电器接收端接收红外信号采用光敏接收二极管接收，经过几级放大后传送给接收电路。这是早期的电器接收端的做法。后来，把光敏接收管，放大电路和带通滤波器集成于一体，就是我们现在熟悉的一体化接收头。
    由于早期没有一体化接收头，所以，早期的红外编码协议有不带载波的。这个载波是在高电平中叠加一大串高频率的高低电平。载波的频率范围一般在20K-500KHz。不带载波的红外编码的高电平一般在10-20us,紧跟着的低电平的长度一般在100us-10ms。这个很短的高电平使得遥控器发出很短的红外光，电器接收端接收到连续2次红外光就纪录下了低电平的时间，接收完所有的红外光，就可以判断接收到的信号是否是电器所需要的功能。这就是目前大家熟悉的无载波的遥控编码协议的工作原理。可以看出，无载波的高电平发出的红外光目的是告诉电器一个计数的标志，所以，其宽度不需要长，宽度值也不会被电器接收所纪录。另外，由于环境中，红外光信号到处都是，所以，在无载波遥控器发射时，经常会混杂一些干扰信号，使得电器反应不灵敏，所以，无载波编码一般都很短，目的是为了避免干扰，但是，外界的红外光干扰也会使得电器误动作。因而，无载波编码日渐被淘汰。
带载波的红外编码就需要电器接收端带有带通滤波器。有了这个带通滤波器，就彻底避免了无载波编码的易受干扰的缺点。同样的原理，电器接收端的一体化接收头在接收红外光时，也是频繁纪录连续2次的红外光之间的时间，载波的高电平也是不被纪录的。多次纪录的时间就可以算出频率，只有符合带通滤波器的中心频率的信号(如38KHz)才会使得一体化接收头输出信号。可以看出，要让这个载波频率计算得准，起码要5次以上的时间才行。按照38KHz计算，5次的时间就是100多us。红外遥控器发射端的载波的占空比，就是高电平占一高一低时间的比例，一般是1/3，1/4，目的是为了使遥控器省电，但是也不能太小了，太小了，高电平时间就短了，无法使红外光发送得够强，传送距离才能保证，灵敏度才能有保证。
红外编码协议的编码方式一般有2种，一种是脉宽调制方式(PWM)，另一种是脉相调制方式(PPM)。脉宽调制方式(PWM)的定义逻辑位是：一串载波+一段低电平，以低电平的宽度不同作为区分逻辑位的不同。脉相调制方式(PPM)的定义逻辑位是：一串载波和一段低电平的前后顺序不同来区分不同的逻辑位，如一串载波+一段低电平是逻辑0，一段低电平+一串载波是逻辑1。
常见的逻辑位只有2个逻辑位。每个逻辑位由一个载波串和一个低电平组成。衍生的逻辑位有：一串载波或一段低电平就是逻辑位，或者是，多个载波串和低电平组成一个逻辑位。逻辑位的数量也不是2个，有3个，4个，......，16个，甚至更多。
    一个完整的红外编码协议，往往有基本波形串(我们称之为基本帧Frame)，重复帧和结束帧。有的红外编码协议只有基本帧，没有重复帧和结束帧；大多数红外编码协议有基本帧和重复帧。如NEC6122编码协议，9ms载波串+4.5ms低电平开头的一帧是基本帧，基本帧固定长度是108ms，后面的9ms载波串+2.25ms开头的就是重复帧。这个是最常见的红外编码协议。该编码协议的一个变种是重复帧和基本帧相同。

    由于国内常见的红外编码协议不多，所以，独立读码器解码时一般都只解码基本帧。这样做也可以使读码器解码速度最快。从理论来说，这么做是不合理的。
随着红外遥控器编码格式的层出不穷地出现，独立读码器的功能受到了限制，经常需要添加新的编码格式以满足生产测试的需要。如数字电视机顶盒遥控器就出现了几种非常见的编码格式。作为独立读码器功能的补充，电脑读码器的出现最多也仅仅是便于开发使用，生产使用显然是不足的。因为电脑读码器的解码速度肯定是不如独立读码器的。那么，电脑读码器的功能主要就是解码。从以上分析来看，电脑读码器的解码必须是解码红外遥控编码协议的完整部分。可以看出，只解码基本帧的速度肯定是快得多，但是，解码结果很可能不正确。如上面举例的NEC6122编码和变种的NEC编码，假如只解码第一帧(基本帧)，不解码重复帧，解码结果是相同的。这样的话，对于只看解码结果的使用者来说，错误的结果将导致开发结果的失误。
    另外，所谓解码，就是把读到的波形与读码器内部预先存储的编码协议波形进行比较，如在读码器的规定误差范围内，那么就能解码出结果。这里出现2个问题，一个是读码器内的标准编码协议，这个协议的准确与否，直接导致解码结果的正确与否。另外一个问题是，解码误差的问题。电器接收红外信号，肯定都有自己的识别误差。不同的电器的误差范围不同。举例说明，NEC6122的编码协议是9ms载波串+4.5ms+32位逻辑位，逻辑0是560us载波串+560us低电平，逻辑1是560us载波串+1680us低电平，Pioneer(先锋)音响的编码协议是8.4ms载波串+4.2ms+32位逻辑位，逻辑0是520us载波串+520us低电平，逻辑1是520us载波串+1560us低电平。两者误差是8%左右。显然，先锋音响接收误差范围是小于8%的，否则，同样数据的NEC6122的遥控器就可以遥控先锋音响。如果，电脑读码器的解码误差大于8%，在解码先锋遥控器的时候就会解码出NEC6122协议。再举例，DM500，DM600遥控器的红外编码协议，逻辑位大于2个，每个逻辑位的低电平之间相差130us，而逻辑位低电平最长有2800us，我们可以算出，相邻2个低电平之间的误差只有3%。如果读码器的解码误差大于3%，那么解码结果就会出错。

    假如独立读码器可以分析解码所有的红外遥控器，电脑读码器也就失去了存在的必要性。因为大多数使用者使用读码器的目的是为了测试，而且还需要速度快捷。因为读码器起到2个用途，第一是解码，第二是测试。解码时不一定要求速度快捷，而测试时一定是需要速度快捷。大多数时候，读码器的作用是测试。为了使得电脑读码器满足不同的需求，永伟电子开发了2款。第一种是简易版，第二种是专业版。
    简易版红外遥控编码分析仪内含200多组红外编码协议，每种编码协议或编码格式都有确切的来源信息。这些编码格式分3类，第一种称为标准编码格式，都是来源于标准芯片资料。第二种是临时编码格式，都是采集于红外遥控器，之所以成为临时编码格式，是因为这些格式的宽度值不一定准确，使用者在解码时只能参考。第三种是自定义编码格式库。这类格式是升级，导入，导出的格式。为了使得解码速度快捷，简易版读码器只解码编码协议的基本组成部分，也就是说，只解码一个基本帧和一个重复帧。为了使解码速度更快，也可以设定只解码第一帧。
    专业版红外遥控编码分析仪更注重于分析功能，带有编码格式编辑分析器和红外编码格式库。编码格式编辑器允许使用者自行定义绝大多数红外编码协议，一旦定义好，即可进行读码解码。红外编码格式库包含近300种编码格式，所有格式可看到每个格式的编码规律和波形宽度。对于分析编码协议并写程序的工程师来说是非常有用的功能。同时带有简易版的功能，使得使用者进行测试时速度快捷。

红外遥控编码分析仪专业版界面(点击图片看大图)

1. 多种接收模式：38K，56K，近距离接收模式，无载波接收模式；
   可分析解码38K，56K，载波在0-500KHZ的红外遥控器；
2. 四通道显示波形；
3. 多窗口同屏显示：波形窗口，解码窗口，历史纪录，文件夹，收藏夹，波形宽度；
4. 200多个编码(协议)格式，包括全球常用遥控器的编码格式；
5. 三种读码生成模式，解码速度快捷；
6. 解码误差可调；
7. 三类红外编码格式库：标准编码格式库，临时编码格式库，自定义编码格式库；
8. 强大的编码协议自定义功能；
9. 红外编码协议分析规律全部公开可见，便于开发者使用参考；
10. 功能多多，请下载说明书。
11. 软件无限制升级，编码格式库无限制升级。