红外遥控模块的使用方法,以及stm32代码

简介: 红外遥控模块的使用方法,以及stm32代码

我使用的模块是stm32F103R8T6,配合STM32CudeMX实现的红外遥控串口通讯

一、 红外编码

1、实物设备

发射管,红外发光二极管,发出的是红外线而不是可见光,红外线波长为940nm左右。(在遥控器上面):

微信图片_20221017094149.png

接收管是红外接收二极管VS1838B,在实际应用中要给红外接收二极管加反向偏压,它才能正常工作,亦即红外接收二极管在电路中应用时是反向运用,这样才能获得较高的灵敏度。和主控芯片具有定时器输入捕获功能的I/O引脚连接在一起:

微信图片_20221017094151.png

遥控器:

微信图片_20221017094154.png

2、基本原理

调制:将数据能够发送更远,并且数据的损耗在合理范围内,大致过程如下1–》2–》3。

解调:将接收到的已调数据重新恢复并获取出来,大致过程如下的3–》2–》1。

微信图片_20221017094157.png

红外通信是利用950nm近红外波段的红外线作为传递信息的媒体, 即通信信道。

发送端采用脉时调制(PPM) 方式, 将二进制数字信号调制成某一频率的脉冲序列, 并驱动红外发射管以光脉冲的形式发送出去;

接收端将接收到的光脉转换成电信号, 再经过放大、 滤波等处理后送给解调电路进行解调, 还原为二进制数字信号后输出。

简而言之, 红外通信的实质就是对二进制数字信号进行调制与解调, 以便利用红外信道进行传输, 红外通信接口就是针对红外信道的调制解调器。

特点:

红外遥控的特点是不影响周边环境、不干扰其它电器设备。由于其无法穿透墙壁,故不同房间的家用电器可使用通用的遥控器而不会产生相互干扰;电路调试简单,只要按给定电路连接无误,一般不需任何调试即可投入工作;编解码容易,可进行多路遥控。因此,红外遥控在家用电器、室内近距离(小于10米)遥控中得到了广泛的应用。

3、红外编码原理

NEC编码原理(还有一种Philips RC5协议)

NEC格式的特征:

1:使用38 kHz载波频率

2:引导码间隔是9 ms + 4.5 ms

3:使用16位客户代码

4:使用8位数据代码和8位取反的数据代码

NEC编码的一帧(通常按一下遥控器按钮所发送的数据) 由引导码、 地址码及数据码组成,如下图所示, 把地址码及数据码取反的作用是加强数据的正确性。

微信图片_20221017094200.png

NEC 协议通过脉冲串之间的时间间隔来实现信号的调制(英文简写PPM)。逻辑“0”是由0.56ms的38KHZ载波和0.560ms的无 载波间隔组成;逻辑“1”是由0.56ms的38KHZ载波和1.68ms的无载波间隔组成;结束位是0.56ms的38K载波。

二、红外遥控模块程序

1、红外遥控模块头文件

//红外遥控模块头文件
#ifndef __IR_H
#define __IR_H
#include "main.h"
#define IR_TIM            TIM2
#define MAX_DATALEN 5
typedef struct{
  uint8_t mode;
  uint8_t Ir_Data[MAX_DATALEN];
  uint16_t Ir_Length;
}IR_DATA_TypeDef;
extern uint8_t IR_code;
uint8_t Ir_RecvAnalysis(void);
#endif

2、红外遥控模块函数实现代码

//红外遥控模块函数实现代码
#include "ir.h"
#define RCKeyNum    17
#define RCIRLength  4
uint8_t IR_key[17] ="123456789*0#+LOR-";
uint8_t RemoteControl_Table[RCKeyNum][RCIRLength] = {
  {0x00,0xFF,0x45,0xBA},
  {0x00,0xFF,0x46,0xB9},
  {0x00,0xFF,0x47,0xB8},  
  {0x00,0xFF,0x44,0xBB},  
  {0x00,0xFF,0x40,0xBF},  
  {0x00,0xFF,0x43,0xBC},  
  {0x00,0xFF,0x07,0xF8},  
  {0x00,0xFF,0x15,0xEA},  
  {0x00,0xFF,0x09,0xF6},  
  {0x00,0xFF,0x16,0xE9},  
  {0x00,0xFF,0x19,0xE6},  
  {0x00,0xFF,0x0D,0xF2},    
  {0x00,0xFF,0x18,0xE7},    
  {0x00,0xFF,0x08,0xF7},  
  {0x00,0xFF,0x1C,0xE3},  
  {0x00,0xFF,0x5A,0xA5},    
  {0x00,0xFF,0x52,0xAD},    
};
uint16_t ir_buf[1024] = {0};
uint16_t ir_count = 0;
uint16_t ir_flag = 0;
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
  if(htim==&htim2)
  {
    ir_flag = 1;
    Ir_RecvAnalysis();  //接收红外信号
  }
}
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
  if(htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_2 )
  {
    if(ir_flag == 0)
    {
      ir_buf[ir_count++] = IR_TIM->CCR2;
      __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim2,0);
      IR_TIM->CCER ^= (1<<5);       
    } 
}
}
//判断数据范围函数
//数据在给定的范围之内:返回1
//数据在给定的范围之外:返回0
//time1:待判断时间
//time2:标准时间
uint8_t Time_Range(uint16_t time1, uint16_t time2, uint16_t range1, uint16_t range2)
{
  if((time1 > (time2-range1)) && (time1 < (time2+range2)))
    return 1;
  else 
    return 0;
}
//校验遥控器按键
//正确,返回遥控器按键所对应的数组行号
//错误 -1  按键地址错误 不是这个遥控器
//错误 -2  地址正确,但是当前版本遥控器没有这个按键值
int Check_RemoteControlKey(uint8_t *buff)
{
  uint8_t i=0;
  int retn;
//  if(buff[0] != RemoteControl_Table[0][0] || buff[1] != RemoteControl_Table[0][1])
  if((buff[0]!=0x00) || (buff[1]!=0xFF))
    retn = -1;//地址错误
  for(i=0; i<RCKeyNum; i++)
  {
    if((buff[2]==RemoteControl_Table[i][2]) && (buff[3]==RemoteControl_Table[i][3]))
    {
      retn = i;
      break;
    }
  }
  if(i>=RCKeyNum) retn = -2;
  return retn;
}
//返回值 
//0 解析成功
//1 没有接收完成
//2 引导码错误
//3 前半段数据错误
//4 后半段数据错误
IR_DATA_TypeDef ir = {0};
uint8_t IR_code = 0XFF;
uint8_t Ir_RecvAnalysis(void)
{
  uint16_t i = 0;
  uint8_t err;
  if(ir_flag == 0) return 1;
//  for(i=0; i<ir_count; i++)
//    printf("%d\r\n",ir_buf[i]);
  if(Time_Range(ir_buf[1],9000,1000,1000) == 0){
    err = 2;
    goto error;
  }
  if(Time_Range(ir_buf[2],4500,500,500) == 0){
    err = 2;
    goto error;
  }
  for(i=3; i<ir_count-1; i++)
  {
    if(Time_Range(ir_buf[i],560,200,200))
    {
      i++;
      if(Time_Range(ir_buf[i],560,200,200))
      {
        //数据0  0-7  data[0]  8-15 data[1]
        //先收到低位保存到低位,也可以反着
        ir.Ir_Data[ir.Ir_Length/8] &= ~(1<<(ir.Ir_Length%8));
        ir.Ir_Length++;
      }
      else if(Time_Range(ir_buf[i],1690,200,200)==1)
      {
        //数据1
        ir.Ir_Data[ir.Ir_Length/8] |= (1<<(ir.Ir_Length%8));
        ir.Ir_Length++;
      }
      else{
        err = 4;
        goto error;
      }     
    }
    else{
      err = 3;
      goto error;
    }
  }
//  for(i=0; i<ir.Ir_Length/8; i++)
//  
//    printf("%02X\t",ir.Ir_Data[i]);
//  printf("\r\n");
  if(Check_RemoteControlKey(ir.Ir_Data) < 17 && Check_RemoteControlKey(ir.Ir_Data) >=0)
  {
    IR_code = IR_key[Check_RemoteControlKey(ir.Ir_Data)];
    memset(ir_buf,0,sizeof(ir_buf));
    memset(ir.Ir_Data,0,sizeof(ir.Ir_Data));
    ir.Ir_Length = 0;
    ir_count = 0;
    ir_flag = 0;
    return 0;
  }
error:
  memset(ir_buf,0,sizeof(ir_buf));
  memset(ir.Ir_Data,0,sizeof(ir.Ir_Data));
  ir.Ir_Length = 0;
  ir_count = 0;
  ir_flag = 0;
//  TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
  HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim2);
  if(err) return err;
  else  return 0;
}
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