STM32F407开发板红外线解码功能应用案例

DS小龙哥-嵌入式技术 2023-07-06 1390

描述

【1】NEC红外线协议介绍

NEC红外线协议是一种常用的红外线通信协议，广泛应用于消费电子产品中，如电视、DVD播放器、空调遥控器等。该协议定义了红外线通信的物理层和数据链路层规范，以实现可靠的红外线数据传输。

下面是NEC红外线协议的详细介绍：

（1）载波频率：NEC红外线协议使用的载波频率为38kHz。发送方通过以38kHz频率调制红外线光信号，接收方则通过解调来接收数据。

（2）数据编码：NEC红外线协议使用脉冲宽度编码（Pulse Width Encoding）来表示二进制数据。每个数据位由一系列的脉冲组成，逻辑0和逻辑1分别由不同的脉冲宽度表示。

逻辑0：发送方发射一个530μs的载波后，延迟时间为530μs。
逻辑1：发送方发射一个530μs的载波后，延迟时间为1.69ms。

（3）帧结构：NEC红外线协议的一个完整帧由多个数据位组成，包括引导码、自定义码、数据码和反码。帧结构如下：

引导码（Leader Code）：由一系列的载波脉冲组成，用于同步接收方和发送方的时钟。
自定义码（Custom Code）：8位数据，用于识别设备类型。
数据码（Data Code）：8位数据，用于传输具体命令或数据。
反码（Inverted Data Code）：数据码的反码，用于校验数据的正确性。

（4）重复码：为了提高通信可靠性，NEC红外线协议还定义了重复码。当按键保持不松开时，发送方会周期性地发送重复码，以确保接收方正确接收到连续的按键数据。

（5）接收端工作原理：接收端使用红外线接收模块接收红外线信号，并通过解调将其转换为数字数据。接收端在接收到引导码后，开始解析自定义码和数据码，并进行校验。

NEC红外线协议的优点是简单、广泛应用，并且在消费电子产品中得到了广泛支持。提供了可靠的红外线数据传输方式，适用于远程控制和通信需求。

【2】硬件连接

38KHZ红外线接收头硬件连接图：

【3】源代码

Main.c示例代码

#include "stm32f4xx.h" // Device header
 #include "led.h"
 #include "delay.h"
 #include "key.h"
 #include "usart.h"
 #include "sys.h"
 #include "exti.h"
 #include "timer.h"
 #include "pwm.h"
 #include "ds18b20.h"
 #include "infrared.h"
 extern u8 InfraredRxBuff[5];
 int main(void)
 {
 LED_Init();
 KEY_Init();
 USART1_Init(84,115200);
 KEY_EXTI_Init();
 DS18B20_Init();
 InfraredRxInit();             //红外线解码初始化
   while(1)
 {
   if(InfraredRxBuff[4])
  {
  InfraredRxBuff[4]=0; //清除接收成功标志
  printf("USER=0x%x
",InfraredRxBuff[0]);
  printf("KEY=0x%x
",InfraredRxBuff[2]);
  LED0=0;
  DelayMs(100);
  LED0=1;
  }
 }
 }

Infread.c文件示例

#include "infrared.h"
 /*
 函数功能：红外线解码初始化
 硬件连接：PA8
 定 时 器：使用TIM2
 */
 void InfraredRxInit(void)
 {
 /*1. 开时钟*/
   RCC- >AHB1ENR|=1< < 0;//使能PORTA时钟
 
   /*2. 配置GPIO口模式*/
   GPIOA- >MODER&=~(0x3< < 8*2); //清除模式
 GPIOA- >MODER|=0x0< < 8*2;    //配置输入模式
 
   /*3. 开启SYSCFG时钟 */
 RCC- >APB2ENR|=1< < 14;
 
   /*4. 开放来自线x上的中断请求*/
   EXTI- >IMR|=1< < 8; //中断线8
 
   /*3. 配置中断线触发边沿*/
   EXTI- >FTSR|=1< < 8; //下降沿
   
   /*4. 配置产生中断的对应IO口*/
   SYSCFG- >EXTICR[2]&=~(0xf< < 0*4);
   SYSCFG- >EXTICR[2]|=0x0< < 0*4;
   
   /*5. 配置中断优先级*/
 SetNVICPriorityGrouping(EXTI9_5_IRQn,1,1);
 
 /*6. 初始化定时器*/
   RCC- >APB1ENR|=1< < 0;     //开启定时器2的时钟
   RCC- >APB1RSTR|=1< < 0;    //开启复位时钟  
   RCC- >APB1RSTR&=~(1< < 0); //关闭  
   TIM2- >PSC=84;     //预分频
   TIM2- >ARR=65535;        //重装载寄存器
   TIM2- >CR1&=~(1< < 0);     //开启计数器
 }
 
 /*
 函数功能：获取高电平持续的时间
 返 回 值：高电平持续的时间
 */
 u32 GetInfraredRxH(void)
 {
  TIM2- >CR1|=1< < 0;
  TIM2- >CNT=0;
  while(INFRARED_RX){}
  TIM2- >CR1&=~(1< < 0);
  return TIM2- >CNT;
 }
 
 /*
 函数功能：获取低电平持续的时间
 返 回 值：低电平持续的时间
 */
 u32 GetInfraredRxL(void)
 {
  TIM2- >CR1|=1< < 0;
  TIM2- >CNT=0;
  while(!INFRARED_RX){}
  TIM2- >CR1&=~(1< < 0);
  return TIM2- >CNT;
 }
 
 
 /*
 函数功能：外部中断线0中断服务函数
 NEC协议解码原理：
 1. 先接收引导码：9ms低电平+4.5ms高电平
 2. 引导码之后，是连续的32位数据。用户码+用户反码+按键码+按键反码
 3. 数据‘0’ ：560us低电平+560us高电平
 4. 数据‘1’ ：560us低电平+1680us高电平
 */
 u8 InfraredRxBuff[5]={0}; //存放红外线接收的数据值，其中[4]表示标志位。=0失败，=1成功
 void EXTI9_5_IRQHandler(void)
 {
 u32 time,j,i;
 u8 data=0;
 EXTI- >PR|=1< < 0;  //清除中断标志位
 /*1. 判断引导码*/
 time=GetInfraredRxL(); //获取低电平的时间
 if(time< 5000||time >11000)return;
 time=GetInfraredRxH();
 if(time< 2500||time >5500)return;
 
   /*2. 接收用户码和按键码*/
 for(i=0;i< 4;i++)
   {
 for(j=0;j< 8;j++)
   {
 time=GetInfraredRxL(); //获取低电平的时间
   if(time< 360||time >660)return;
 
 time=GetInfraredRxH(); //获取高电平的时间
   //560us高电平  0  、 1680us高电平 1
 if(time >360&&time< 660)
 {
 data > >=1;
 }
   else if(time >1480&&time< 1880)
 {
  data > >=1;
  data|=0x80; //1000 0000
 }
 }
 InfraredRxBuff[i]=data;
 }
 InfraredRxBuff[4]=1; //标志红外线解码成功
 }

Infread.h文件示例

#ifndef _INFRARED_H
 #define _INFRARED_H
 #include "stm32f4xx.h"
 #include "sys.h"
 void InfraredRxInit(void);
 u32 GetInfraredRxH(void);
 u32 GetInfraredRxL(void);
 #define INFRARED_RX PAin(8)  //红外线的接收口
 #endif

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