【单片机控制红外编码探测障碍物】技术详解
单片机控制的红外编码障碍物探测系统是一种广泛应用在室内环境中的自动感知技术。其工作原理是通过发射特定的红外信号，利用反射回来的信号判断是否有障碍物存在。然而，由于环境中的红外干扰源和光线反射，这种探测方式容易出现误报。为了解决这个问题，本文提出了采用单片机控制发射有意义的红外编码脉冲串，只有当接收到的信号与发射信号一致时，才确认存在障碍物。
**2. 电路设计**
在实际电路中，采用了台湾义隆公司的EM78P156E单片机作为核心控制器，红外发射管选用MIE552A2，红外接收头则选择了宁波甬晶微电子的NB0038。发射时，单片机通过P51引脚输出编码脉冲，通过晶体管Q2控制红外发射管D2发射红外信号。当接收头NB0038检测到红外信号时，其输出端产生高电平并反馈给单片机的P67引脚。
**3. 编码脉冲的产生和接收**
为了降低虚警率，编码脉冲采用特定的占空比，例如，4MHz工作频率下的EM78P156E单片机可以产生26μs的载波脉冲，其中10μs为高电位，16μs为低电位，占空比约为38.5%。在发射载波脉冲的同时，单片机还会在低电位期间检测接收引脚的信号，以判断是否有反射信号。实验数据显示，选择24个载波脉冲宽度作为调制信号脉冲能有效识别障碍物。
**3.1 编码"1"脉冲的产生和接收**
生成"1"脉冲时，单片机会在10μs内发射红外信号，然后停止16μs。在停止发射的这段时间内，如果检测到3次以上的接收引脚高电平，即表示存在反射信号，确认为"1"。
**3.2 编码"0"脉冲的产生和接收**
发射"0"脉冲时，单片机不会发送任何红外信号。同样，通过在特定时间点检测接收引脚，如果在4次判断中有3次以上检测到低电平，确认接收到"0"。
**4. 抗干扰能力分析**
通过实验，发现6位以下编码的抗干扰能力较弱，而10位以上的编码具有较好的抗干扰性能。发送编码的目的是通过"1"检测障碍物，通过"0"检测干扰，确保准确的障碍物判断。
**5. 编码方案**
应用中，可以采用三种编码方案：
- 发送较短编码串（10~16位），要求无误码，但对干扰敏感。
- 发送较长编码串（16~32位），允许一定比例的误码，提高抗干扰能力。
综合考虑判断时间和抗干扰性能，选择适当的编码长度至关重要，以确保在各种环境条件下，系统能够准确可靠地探测到障碍物的存在。
