红外接收头的工作揭秘:原理、连接与NEC协议应用 

红外接收头精准捕捉38kHz红外信号，通过解调、放大和整形还原遥控指令，配合NEC协议实现可靠解码。连接时注意VOUT、GND、 VCC引脚对应，Arduino程序可实时处理脉冲序列识别按键动作。

红外接收头介绍

▲红外接收头简介

红外接收头是用于接收红外遥控器发出的信号的关键组件。这些信号经过调制以避免干扰，并被红外接收头解调还原成二进制脉冲码。在无线传输过程中，信号会被调制到特定的载波频率上，以确保免受其他红外信号的干扰。红外接收装置的核心任务就是滤除杂波，专一接收并解调该特定频率的信号。

▲红外接收头工作原理

当红外发射管发出的光信号被内置接收管捕获后，这个光信号会被转换为微弱的电信号，经过处理后还原为原始编码。随后，IC内部的放大器会放大该信号，经过自动增益控制、带通滤波、解调变换以及波形整形等步骤，最终将信号还原为遥控器发射出的原始编码，并通过接收头的信号输出脚输入到电器上的编码识别电路中。

红外接收头连接与实验

▲红外接收头引脚与连接

红外接收头包含多个引脚，每个引脚都扮演特定角色。红外接收头有三个引脚，分别是 VOUT、GND和VCC。连接时，必须确保引脚与外部电路正确对应，以保证红外接收头正常工作。VOUT引脚应连接到模拟口， GND引脚接到实验板上的GND点，而VCC引脚接到实验板上的+5v电源，以避免连接错误导致设备损坏。

▲实验所需器件与步骤

实验需红外遥控器、接收头等设备。实验开始前，需确保实验板连接妥当，然后将红外接收头正确连接，完成这些连接后，即可进行红外遥控实验。

▲实验原理与编码协议

实验中使用的遥控器编码方式遵循NEC协议。使用NEC协议能够确保对遥控器的准确解码。在解码某一遥控器时，必须了解该遥控器所采用的编码方式。

NEC协议与脉冲序列

▲NEC协议特点

NEC协议包含8位地址位和8位命令位，通过重复传输地址和命令位确保传输可靠性。它采用脉冲位置调制技术，载波频率设为38khz，这是遥控器通信的标准频率。每位的时间长度为1.125ms或2.25ms，这样的设计有助于提高解码的准确性。

▲按键脉冲与识别

在NEC协议的遥控器中，每当一个按键被按下后立即松开，都会产生一个特定的发射脉冲。通过捕捉并解析这种脉冲，我们可以准确识别出哪个按键被按下，从而实现对遥控器的解码。

▲脉冲序列与持续性

总传输时间保持恒定，因为每位与其取反的长度都是重复的。一个命令在发送一次后，若按键持续按下，将每110ms重复传输相同的代码。这种重复脉冲的传输方式，确保了命令的持续性和可靠性。接收端在接收信号时，发生电平从高到低变化。

程序代码与实现

 ▲示例程序代码

通过Arduino程序，可以接收到解码信号，并根据地址码输出相应指令。代码中，首先初始化串口通信和引脚模式。然后，定时器初始化以便进行译码操作。在每次循环中，会调用译码函数和处理打印函数，从而在串口输出相应的指令。该程序帮助理解红外信号的接收和处理过程。