常用红外线遥控信号协议详解(完整版)

电子报/2006年/7月/16日/第013版资料（开发）常用红外遥控信号传输协议详解（一）四川 杨叶珍编者按：红外遥控器应用非常广泛，但由于各个厂家设计的遥控器种类各异，因而针对各类 不同电子产品，采用的红外遥控器也就不完全相同，除了遥控器本身的造型外，起决定因素的是 红外遥控信号传输协议。目前，多数电子设计人员在设计产品遥控部分时，大多采用现成的遥控套件，或依靠现成的 红外遥控接收程序，直接进行应用。这一切原因，源于大多电子设计工程师难以了解到更多的红 外遥控信号传输协议，故此仅能 照搬”制作。本文（将分3期连续）介绍常见的 8种红外遥控信号传输协议，这些协议是非常实用的，不 仅是一套全面的红外遥控协议概念，更便于掌握和选择设计更优异的红外遥控产品。常用的红外线信号传输协议有ITT协议、NEC协议、Nokia NRC协议、Sharp协议、Philips RC5协议、Philips RC 6协议，Philips RECS 80协议，以及 Sony SIRC协议等，下面分别进行 介绍。一、ITT协议ITT是最早的一种红外线传输协议。该协议没有象其他协议那样使用载波频率传输红外线信 号，而是用宽度为10卩s的14个脉冲进行遥控命令的传送，通过改变脉冲的间距对命令进行编码。用ITT协议传输数据非常可靠，而且功耗极低。在欧洲，包括 ITT （国际电话电报公司）、Greatz、 Schaub Lorenz、Fin lux、Nokia等在内的很多公司均采用此协议做用户电子标签。1主要特性：每条信息只有14个非常窄的脉冲（脉宽10卩s）,不对信号进行调制；采用脉冲距离编码；电池寿命极长；4位地址码、6位命令码；带时间自校准，发送器中可使用 RC振荡器； 通信速度快，发送一条信息只需1.7ms2.7ms；应用该协议的器件生产厂家有In termetal、Micro nas等。2.协议：14个脉冲传送1条红外信息，每个脉冲宽 10卩s,用三种不同的脉冲周期来区别每 位所表达的内容：100卩s表示二进制的“0 ”，200卩s表示“1 ” , 300卩s表示预备脉冲或结束脉冲。 图1a是ITT的“ 0”和“ 1”的表示方法示意，图 1b是用ITT传送的命令的格式。100 us_*200 ps-* 1 #4引入h |o I i liJ 1 lob! 1 I I欖林冲L酿冲靖驼肚沖i预备脉冲的作用是让接收器设置放大器的增益，其后是300卩s的引入延时。然后是起始脉冲，起始脉冲的周期为100卩s,即逻辑“ 0”，起始脉冲可以用于接收器的时间校准。起始位后面是 4 位地址码（高位在前），接着是6位命令码（高位在前），命令码后面紧跟一个尾脉冲。最后是300卩s的引出延时及结束脉冲，表示信息发送结束。对于接收软件而言，可以从以下两方面来验证所接收的信息是否有效：一是引出信号的时间 间距必须是起始位的 3倍，而起始位的时间间隔为100 s；二是逻辑0的空号时间不得超过起始位的20%，逻辑1的空号时间是起始位的2倍。另外，在接收到最后一个脉冲信号后的等待时间不应超过360卩s,因为等待时间超过 360卩s,很可能是传送中断或根本没有传送信号。预备脉冲 仅作为自动增益调整用，接收软件可以对其不予理会。信息的解码工作从起始脉冲开始。控制信息分成 4位地址和6位命令两部分，地址范围从015,命令范围从 063。地址成对使用，一组地址从 07, 组是其反码158。按键时第一次发出信息中的地址是低地址，而 后续发送信息中的地址则是第一次所发地址的反码，直到该按键被释放，这就允许接收器中止对 重复码的接收。在按键没有释放之前，每130ms将重复发送一次控制信息。3发送器件：In termetal公司为手持遥控器开发了好几款发送器集成电路。而单片机的使用， 使得电视、VCR、SAT可以用同一个遥控器进行控制。SAA1250是首先面市的红外线控制器芯片。通过设置，SAA1250可以产生3个不同的地址对。其第四选项是传送16个地址之一，但是由于每次断电后再上电都要进行手动设置，因此该选项很少使用。其他通用红外线控制芯片有IRT1250和IRT1260 ,两款芯片的作用完全相同，只是工作电压不向。IRT1250的工作电压为 9V, IRT1260的工作电压为 3V。IRT1260与SAA1250 的引脚定义完全相同，不同之处在于器件的寻址能力和输出级的电流驱动能力。A1和A2两个地址引脚用来设置所用的地址对（见表 1）。地址1和16用于电视机的控制， 其他地址对则没有专门指定用于哪一类设备。AlA2地址HH1和16LH3和14HL7和10Lr l4和134接收器件：In termetal公司的TAB2800是按ITT协议设计的接收芯片。TAB2800是高灵敏度的红外线检测电路，必须装在接地的金属盒子里，只在红外发光二极管的前面留一个小孔。图2是TAB2800的接线图。用户可以根据自己的电路选择OUT或冗T作输出信号。BPW4112h2|jT0A28OO11211U 54 g3仅TO1DOOUT1.2n10n5预定义命令：在ITT的64个命令中，有一部分是预先定义了的。只是命令的定义不如RC-5协议那么清楚。从表 2可知，大部分预定义命令是为电视机控制所设的。电视机命令使用地 址对1和16。第3页共4页 1 *>4-2009 China Academic Journal Electronic Publijihing House. All rights reserved,http:/wav.cnki.iidt表2命令1珂234yTV154ldc<L365上376下34圖钟739K节口+409节日-4110左f題语42ll右4J亮曲+1244亮庇-13<5饱和盘+14【肿46饱和庇-151647咅! 4 皆戢-171舶83 30331ft色曲渝20斗522152 33226舅亮Jt23755黄邑 > 论和厦34&5&9572605827592S焦距60自动2961玄本30X62OK f节冃516364C二、Nokia NRC17 协议Nokia NRC17协议用17位信号传送红外线遥控命令，这也是其被称为NRC17的原因。此协议是Nokia为消费类电子所设计的，最初用于 Nokia的电视机和 VCR，Finlux和Salora使用该协 议，Nokia卫星接收机也用该协议。1主要特性：8位命令、4位地址和4位子码；PPM脉冲位置编码方式；载波频率38kHz ;每一位用时1ms;带电池容量下降提示；生产厂家 Nokia CE。2协议：协议采用PPM脉冲位置编码方式，载波频率38kHz，载波占空比为1 /4。每位二进制数用时1ms，如图3所示，传号和空号各占 500卩s。图4是其传送命令的格式示意图。第#页共4页 1China Academic Jaumal Electronic ?ubijihing Huuse. All rights reserved, ki.Edt第#页共4页 1China Academic Jaumal Electronic ?ubijihing Huuse. All rights reserved, ki.Edt从图4中可以看出，每一条信息均以一个起自动增益调整作用的预备脉冲开始（0.5ms的传号加2.5ms的空号），后面是8位命令码（低位在前）和 4位地址码（低位在前），最后是4位子 码。图4中的命令码是 5CH，地址码是6H，子码是1H。由于是脉冲位置编码方式，所以总的传 输时间是恒定的，即 20ms。协议规定，当某键按下时，先发送起始信息，起始信息的命令码为 FEH ,地址/子码为FFH , 用时40ms,然后重复发送键命令、地址和子码，每次用时100ms,至按键释放时，发送命令码为FEH，地址/子码为 FFH的停止信息，用时 20ms。图5是持续按键期间信息发送的情况。接收 器可以根据重复信息是否完全相同来判定接收数据是否有效。第5页共4页 1China Academic Jaumal Electronic ?ubijihing Huuse. All rights reserved, ki.Edt3电池电量下降提示：Nokia NRC17协议设计了一种提示遥控器电池容量下降的信号，接收器可以将接收到的此信息显示在电视机的屏幕上，提醒用户及时更换遥控器的电池。在图4所示的正常情况下，预备脉冲的周期是3ms，当电池容量下降时，预备脉冲的周期将变成4ms，而其他信号保持不变，以提示遥控器的电池容量下降，应及时更换。三、Sharp协议Sharp协议主要应用于 Sharp的VCR中。1主要特性：8位命令、5位地址；PWM脉冲宽度编码方式；载波频率 38kHz ;每一位用时 1ms 或 2ms。2协议：协议采用PWM脉冲宽度编码方式，传号时间320卩s,载波频率38kHz （约12个周期）,推荐的载波占空比为1 /4或1/3。逻辑“1”占用时间为2ms，逻辑“0”占用时间为1ms, 如图6所示。图7是其传送命令的格式示意图，5位地址码和8位命令码，均是低位在前，命令码后面是扩展位（Exp）和检测位（Chk）,分别用逻辑“ 1 ”和逻辑“ 0”表示，最后是一个 320 卩s的尾脉冲。图7中的地址码和命令码分别是03H和11H。第#页共4页 1China Academic Jaumal Electronic ?ubijihing Huuse. All rights reserved, ki.Edt第#页共4页 1China Academic Jaumal Electronic ?ubijihing Huuse. All rights reserved, ki.EdtT 勺" Dr -Qr V T- V V V I" V Xr *0"0h 輝MSBJ_ 国址 _- 韋牛 *1 I IHl Illi Illi II如图8所示，每条完整的遥控命令由两部分信息组成，两部分信息之间间隔 40ms,两者的地址码完全相同，但后者传的命令码、扩展位、检测位则是前者的反码。接收器可以据此判断所接 收的数据是否有效。第6页共4页 1China Academic Jaumal Electronic ?ubijihing Huuse. All rights reserved, ki.Edt电子报/2006年/7月/23日/第013版资料（开发）常用红外遥控信号传输协议详解（二）四川 杨叶珍四、NEC协议1，主要特性：8位地址码、8位命令码；地址码和命令码均传送两次，一次是原码，一次是 反码，以确保可靠；PWM （脉冲宽度编码）方式；载波频率38kHz ;每一位用时1.12ms或2.25ms。2协议：NEC协议采用PWM编码，每个脉冲宽 560卩s,载波频率38kHz （约21个周期）。 逻辑“ 1 ”需时2.25ms，逻辑“ 0”需时1.12ms。图9是NEC协议的“ 0”和“ 1 ”的表示方法示 意图，图10是用NEC协议传送命令的格式示意图。推荐的载波占空比为1/4或1/ 3 （如图11所示）。I ill I ii ill i lii ii 01 ii 血 hi ii 111Sm* 1 Ifr： 4 Sflu料 呻 M9巾f . 啟 Ai4fl-| 判*丄 圭些日M 1f?i1"r从图10中可以看出，每一条信息均以一个起自动增益调整作用的引导码开始（9ms的传号加4.5ms的空号），后面是8位地址码（又称用户码）和8位地址的反码，接着是 8位命令码和8位命令的反码，最后是一个尾脉冲。地址码和命令码的发送均是低位在前、高位在后，如图10中的地址码是59H，命令码是16H。由于每一位都是原码和反码各发一次，因此总的传输时间是恒 定的。如果接收的16位地址或16位数据的后8位和前8位不是反码关系，则说明所接收的数据 是无效的。实际上，在遵循 NEC协议的红外线发射芯片中，大多提供两种地址编码方式：一是如图10所示的8位地址码原码+ 8位地址的反码的方式，二是16位地址，即地址码原码+ 8位地址原码的方式，使用者可以通过改变外部电路来选择不同的地址编码方式（参见发送芯片数据手册）。NEC协议规定，在按键期间命令信息只发送一次， 只要按键不释放，每隔108ms发一次重复 码。如图12所示。重复码由 9ms的自动增益调整脉冲和 2.25ms的空号，以及一个 560卩s脉冲 组成。图13是持续按键期间信息发送的情况。第1页共7页 1 *>4-2009 Chirui Academic Jaumal Electronic ?uKijihing House. All righh reserved, http:avi.iidt3发送芯片：NEC协议在 VCD、DVD、电视机、组合音响、电视机机顶盒，以及投影机等 产品中应用十分普遍。HS6221 /6222、HT6221 /6222是采用NEC协议的通用红外遥控发射芯片， HS6221和HT6221最多可接32个按键，HS6222和HT6222最多可接64个按键，另外还有三组 双键组合键，特别适用于对录音机等家电设备的控制。图14是上述4个芯片的引脚图。图 15是一种典型发射输出的编码信号。从图15可以看出，芯片的用户码（即地址码）是 16位（即8位地址原码+ 8位地址原码），而不是8位地址码和8位地址反码，这是因为其KI / O0KI / O7 口 是通过100kQ电阻接到 VDD的（如果KI /O0KI /O7 口不接电阻，则其输出的地址码就如图 10所示，即8位地址原码+ 8位地址反码），因此其地址码所占时间为18ms38ms,不是固定时间27ms，因此命令的总发送时间也不是固定的。Kg K11 K12 KU- REMVm SEL osco 一 OSO Vss 一72 193 IB 4石175 g也6空15 1148 1J9 1210 II CCS KL/OO 一 KM01 KE/02 KI恋 Kl/04 Kl/05 Kl/06 KI如 LMPK12H一Kt2 Kt3 "2 K13 REM Vco 旺L 曲0 OSCI 一GND?23322CMCMgsH212019Ifl8 179 16W15nu12口Kl/OOKfc/01Kf/02KI/03一 KI/04KI/05KI 706 K/O7LMPKI11 2 TJ- 4 n 7 2 1 R R R RouVMD X xvsD I09876543212111111111 do<告 EglH 1234567891 242 n 253 Q 224 > 215 20小147 S B三W9 16110 1511 14：12 137J45678H- 721 汨RRRRRROUODXXV5DCN12345678E ACCCCCCCCLR2R1AINClC2C3C4C5C6 C?C8 LEDnnnnrm.且 iunn.n.A<-.n14 Rif丁叫 gtHAH1应园咱2?J.p15S.5frnifi.l4.&rtni*当芯片检测到有键按下时，先延时20ms36ms （视具体芯片而定），若按键没有释放，芯片开始发送引导码、用户编码，以及该按键的码值（即键数据码）。如果发完后按键依然没有释放，芯片将如图13所示发送重复码，直至按键释放为止。用户编码是通过对芯片相关引脚的不同接 法来设置的，为采用同一种红外通信协议的遥控器设置不同的用户编码，可以完全避免被控电器 的误触发，键数据码则由按键所在行和列来决定。关于HS6221 /6222、HT6221 /6222更详细的资料，读者可以查阅芯片的数据手册。此外，三洋公司的LC7461M等红外线遥控发射芯片的编码方式也与NEC协议非常类似，只是其用户码（即地址码）为13位地址原码+ 13位地址反码。4接收芯片：经过一体化接收头解调后的红外遥控信号要送入接收芯片进行解码，方能获得第2页共7页 1 94-2009 China Academic Jaumal Electronic ?uKisbing House. A1 righh reserved, http:ki.iidt符合规定编码的键数据码（命令码），剔除不符合编码协议和约定的用户码（地址），以及键数据码与键数据的反码不对应的信号，以确保接收的信息的准确。只有这样，才能正确地通过红外线 遥控对设备进行控制。通常，厂家在生产某种通用红外遥控发射芯片的同时，也会推出与之配对 使用的接收芯片红外线遥控解码芯片。此外，使用单片机等器件也能方便地通过软件方式完 成信号解码工作。五、Philips RC 5 协议Philips RC 5协议在VCD、DVD、电视机、组合音响、电视机机顶盒，以及投影机等产品 中的应用十分普遍，其价格也很便宜。RC 5协议还为各类电器定义了不同的地址码。1主要特性：5位地址、6位命令；PPM脉冲位置编码方式；载波频率 36kHz ;每一位用时 1.8ms。2协议：RC 5协议采用PPM脉冲位置编码方式，脉冲宽度为0.9ms，脉冲周期为1.8ms,逻辑“ 0”的传号在前、空号在后，逻辑“1 ”的空号在前、传号在后，载波频率36kHz，推荐的载波占空比为1 /3或1 /4,如图16所示。图17是其传送命令的格式示意图。S1、S2是起始脉冲，规定用逻辑“ 1 ”来表示（注意，在接收端收到第1个传号脉冲前的半个脉冲周期的空号是有效信号）。起始位恒为“严）在扩展的RC 5协议中，规定只用一位起始位S1,而S2则用作命令位6，即扩展RC 5协议有7位命令。第3位是双稳态位，每当一个键被释放后又被重新按下时该位都将翻转一次，因 此接收器可以将其作为判断某按键是一直被按着，还是释放后又重新被按下的依据。双稳态位后 面是5位地址码和6位命令码，两者均是高位在前。图17中的地址码和命令码分别是14H和15H。每条信息有14位，所用时间为25.2ms。如果不计算S1前半个空号或命令的最后一位是逻辑“ 0”，每条信息所测的时间会小于25.2ms。在按键没有释放前，数据串每114ms重复发送一次，此间双稳态位保持不变。需要说明的是，在某些版本中，地址码和数据码的传送不是高位在前，而是低位在前，需注意。3.预定义命令：Philips建立了一个“标准设备”命令表，使得同类设备的遥控命令可以相互 兼容。更加可贵的是，在该“标准设备”命令表中，一类设备有两个可选的地址，可避免同处一 室的两台同类设备的遥控命令相互干扰的麻烦。表3是RC 5协议的地址码与标准设备对照表，表4是RC 5协议的命令码与电视和 VCR按键对照表。表3RC-5地址设备$00 -0TV1$01亠1TV2$02 -2Teletext$03 -3视频$04 -4LV1$05 -5VCR1$06 6VCR2$07 -7实验设备808 -8SatlS09 -9摄/照像机S0A -10Sat2SOB -11$oc -12CDVSOD -13Camcorder$0E -14SOF -15$10 -16Pre-amp$11 217Tuner#12 -18录音机1$口 -19Pre-amp$14 -20CD机815 -21电唱机$ 16 -22SatA$17 -23录音机2$18 -24$19 -2531A 26CDR$IB -2781C -28$1D -29照頭设备81E -30照明设备$IF -31电话机第4页共7页 1 *>4-2009 China Academic Jaumal Electronic 卩（ihliiihii唱 House. All r:igilts reserved,http:/;wavAnki.lieRC-5命令TV命令VCR命令$00-00001 -1i$02-222S03 亠333$04-44405-55506-666$07-777$08-888$09-999SOC -12等待等待$10 -16音量+$11 -17音量十$12 -18亮度+$13审19亮度-$32 -50快倒$34 -52快进S35 -53启动$36 -54停正#37 -55录音4发送芯片：SAA3006、SAA3010、SAA3027等是采用RC 5协议的通用红外遥控发射芯片， 图18a、图18b分别是SAA3010和SAA3027的引脚图。从图18中可以看出，除（18）（20） 脚以外，两者的其他引脚完全兼容。VD0X6X5X4X3X2X 1XOTP1TP2OSDR申DR 二一二二 E 二一 87 6 5 4 321 098765z - - z 7 MO123AAZ6543 5 xss.z z z Z)AT)A7DRDRDRDRDRVS& c c o 1 2N654321OSPSRRRVXXKXKXXOIODDO一一二一二二二一二876543210987652 2 2 22 2 22 2 tL 11 1 1 15接收芯片：SAA3049A是Philips推出的可接收 RC 5编码和RECS80编码的红外线遥控接 收芯片。图19是其引脚图，图20是由其组成的遥控系统电路框图。其中，SAA3004 /3007/3008是RECS80编码芯片、SAA3006 /3010是RC 5编码芯片，通过改变 MODE (11)脚的状态来 选择所接收的编码协议。更详细的资料请参阅SAA3049A的器件手册。A 一一 Vcce -219CRIc-318_ TOo 4门A2CS2)E 一5 | ISA3(SJ)F 6折15一 A4AG (SO；714一 RESETAl (SI)81JXTAL2iN 912XTAL1GND-10 11-MODE第6页共7页1 *>94-2009 Chirui Academic Jourral Eke ironic?Gbijihine House. AIL rireserved.httpi/?ki riel.勉发AC (SO)理翌址 躬)M第7页共7页 1 *>4-2009 China Academic Journal Electronic ?ubishing House. All righh reserved, http:/?WUki.lie