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红外遥控模块

news 2025/8/27 16:15:30

1.1红外通信介绍

电视，空调等

成本低，控制简单

遥控器：红外发射关发射红外光，3mm和5mm功率不同，通信距离不同。

接收端：红外接收管，把红外光信号转换为电信号。

原理图

当接收端接收到信号时，灯管导通，上拉电阻就不起作用，输出为0

当接收端没有接收到信号时，灯管不导通，由于上拉电阻的作用，输出为1

电源（VCC）通过上拉电阻（图中 “>20K” 的电阻）向输出端供电，使输出端被拉到高电平（1），上拉电阻的作用就是在 “灯管” 不导通时，为输出端提供高电平的逻辑信号。

1.2红外编码

红外通信时的一个协议。对0和1进行编码。编码格式NEC RC5

NEC：

1）38K的载波频率。光很容易受到干扰。消除其他光源的干扰

2）有引导码，通信之前先发送高9ms，低4.5ms

3)使用16位的客户代码。开，关。。。每个功能都是一个16位的数据

4）使用8位的数据代码和8位取反的数据代码

0x01 0x08

0000 0001 1111 1110 0000 1000 1111 0111

先数据码，再取反码

接收端波形图分析：

引导码：

发射端先发送9ms的高，接收端接收9ms的低，发射端再发送4.5ms的低，接收端接收4.5ms的高

逻辑0和1的编码格式：

逻辑0：是0.56ms高（载波）+0.56ms低 ----------接收端：0.56ms高+0.56ms低

逻辑1：是056ms高（载波）+1.68ms低 -----------接收端：1.68ms高+0.56ms低

数据的接收，由于低电平都一样，只看高电平就可以

0000 0000 1111 1111 1010 0010 0101 1101

0x00 0xFF 0XA2 0x5D

8位的数据代码和8位取反的数据代码

问题：为什么发送的38k的载波，收到的不是呢？

发射端：发1，并不是真正的1，而是红外LED 以 38kHz 的频率快速闪烁（人眼无法察觉），形成一个被 38kHz 载波调制的红外脉冲信号。

由于红外接收装置，采用VS1838B，能够实现38khz的过滤

检测逻辑：轮询和外部中断

采用外部中断进行触发检测

使用定时器进行计数，用于对逻辑0和1的检测

程序：

初始化红外接收器和定时器

void Timer_Init(void)
{
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;
TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;
TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;
TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period=0xFFFF;
TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler=71; //72/(71+1)=1MhzTIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitStruct);
TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn);
}

初始化定时器 TIM2。首先使能 TIM2 的时钟，然后配置定时器的基本参数，包括时钟分频、计数模式、周期和预分频器。这里设置预分频器为 71，使得定时器的计数频率为 1MHz，周期为 0xFFFF。最后使能定时器的更新中断，并配置 NVIC使能 TIM2 的中断。

void NEC_Init(void)
{RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IPU;//上拉输入GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA,GPIO_PinSource1);EXTI_InitTypeDef  EXTI_InitStruct;EXTI_InitStruct.EXTI_Line=EXTI_Line1;EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd=ENABLE;EXTI_InitStruct.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;//中断模式EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Rising_Falling;EXTI_Init(&EXTI_InitStruct);NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel=EXTI1_IRQn;NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=1;NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority=1;NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);NVIC_EnableIRQ(EXTI1_IRQn);}

首先使能 GPIOA 和 AFIO 的时钟，然后配置 GPIOA 的 Pin1 为上拉输入模式，用于接收红外信号。接着配置 GPIO 的外部中断线，将 PA1 与外部中断线 EXTI_Line1 关联。再配置 EXTI 的相关参数，包括中断线、使能、中断模式和触发方式（上升沿和下降沿触发）。最后配置 NVIC，设置 EXTI1 的中断优先级，并使能该中断。

外部中断处理

void EXTI1_IRQHandler(void)
{if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line1) != RESET){//引导switch (nec.trigger){case 0:Start_Count();nec.trigger++;break;case 1:Stop_Count();if (Get_count() > 8000 && Get_count() < 10000){nec.trigger++;Start_Count();}elsenec.trigger = 0;break;case 2:Stop_Count();if (Get_count() > 3800 && Get_count() < 5500){nec.trigger++;nec.cnt = 0;memset(nec.data, 0, sizeof(nec.data));}elsenec.trigger = 0;break;default://接收数据if (Nec_Read_Pin())Start_Count();else{Stop_Count();if (Get_count() > 380 && Get_count() < 750){}else if (Get_count() > 1350 && Get_count() < 2000){nec.data[nec.cnt / 8] |= 1 << (nec.cnt % 8);}elsenec.trigger = 0;nec.cnt++;if (nec.cnt >= 32){nec.receive_complete = 1;nec.trigger = 0;nec.cnt = 0;}}}EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1);}
}

触发外部中断时，打开定时器，trigger++，准备进入状态1；

进入状态1，停止定时器，并且进行判断，是否是低电平的9ms，由于定时器计数时存在误差，就把范围设置为8000-10000us。

如果是低电平的9ms，那么trigger++，并且开始定时器，准备进入状态2。否则trigger=0；重新开始。

进入状态2，停止定时器，并且进行判断，是否是高电平的4.5ms，由于定时器计数时存在误差，就把范围设置为3800-5500us。

如果是高电平的4.5ms，那么trigger++，cnt=0，并且data数组清零，准备进入状态3。否则trigger=0；重新开始。

状态3就是接收数据，当引导码（9ms 低 + 4.5ms 高）验证通过后，就进入32 位数据接收阶段（NEC 协议规定数据是 “8 位地址码 + 8 位地址反码 + 8 位数据码 + 8 位数据反码”），核心是通过 “电平跳变 + 定时器计时” 区分二进制的 0 和 1。

跳变到高电平→开定时器计时→跳变到低电平→关定时器→看时长判 0/1→存数据 / 只计数→直到收满 32 位，标记完成。

数据获取：

uint8_t NEC_GetData(NEC *nec, u8 *data)
{if (nec->receive_complete){if ((nec->data[0] == (uint8_t)~nec->data[1]) &&(nec->data[2] == (uint8_t)~nec->data[3])){memcpy(data, nec->data, sizeof(nec->data));nec->receive_complete = 0;return 1;}else{nec->receive_complete = 0;}}return 0;
}

就是确认接收到数据后，在进行对数据校验，验证数据的地址码与反码、数据码与反码是否符合 NEC 协议标准。如果验证通过，则将数据复制到输出缓冲区data，重置接收完成标志，并返回 1 表示数据有效；否则，也重置接收完成标志并返回 0 表示数据无效。

在红外解码代码中，(uint8_t) 是 强制类型转换，用于将取反运算的结果转换为 8 位无符号整数，解决 C 语言中 “整数提升” 导致的校验错误问题