2021年12月20日 | STM32红外串口接收

1.NEC协议

现有的红外遥控包括两种方式: PWM(脉冲宽度调制）和PPM（脉冲位置调制)。

两种形式编码的代表分别为NEC 和 PHILIPS的RC-5、RC-6以及将来的RC-7。

PWM(脉冲宽度调制):以发射红外载波的占空比代表"0”和"1"。为了节省能量，一般情况下，发射红外载波的时间固定，通过改变不发射载波的时间来改变占空比。例如常用的电视遥控器，TOSHIBA的TC9012，其引导码为载波发射4. 5ms，不发射4.5ms，其"0"为载波发射0.56ms,不发射0.565ms,其"1"为载波发射0.56ms,不发射1.69ms。

PPM（脉冲位置调制)∶以发射载波的位置表示"0"和"1"。从发射载波到不发射载波为"0"，从不发射载波到发射载波为"1"。其发射载波和不发射载波的时间相同，都为0.68ms，也就是每位的时间是固定的。

2.电路图：三条线，VCC 、GND、DATA

3.通信协议图，总共4*8=32位数据。

4.地址码，持续时间1690us为数据"1"，持续时间560us为数据"0"。

他们低电平部分560us相同，可以省略判断，直接根据高电平持续时间来判断是数据0还是数据1。

通过测量不同的高电平持续时间，就能够知道当前的信号是引导码、比特0、比特1。

思路：

红外发射头发射红外，相当于按下按键，变为高电平。 红外发射头停止发射，相当于松开按键，变为高电平，默认的时候是高电平。

所以采用外部中断来触发。

5.代码

#include "stm32f4xx.h"

#include "stm32f4xx_gpio.h"

#include "stm32f4xx_rcc.h"

#include "stm32f4xx_usart.h"

#include "stdio.h"

static GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;

static USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

static NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

static EXTI_InitTypeDef    EXTI_InitStructure;

static volatile uint8_t g_ir_data[4]={0};

static volatile uint32_t g_ir_event=0;

//重定义fputc函数 

int fputc(int ch, FILE *f)

{

USART_SendData(USART1,ch);

while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);  

return ch;

}   

void delay_us(uint32_t nus)

{

uint32_t temp;      

SysTick->LOAD =SystemCoreClock/8/1000000*nus; //时间加载    

SysTick->VAL  =0x00;        //清空计数器

SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk ; //使能滴答定时器开始倒数  

do

{

temp=SysTick->CTRL;

}while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16))); //等待时间到达   

SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //关闭计数器

SysTick->VAL =0X00;        //清空计数器 

}

void delay_ms(uint16_t nms)

{     

uint32_t temp;    

SysTick->LOAD=SystemCoreClock/8/1000*nms; //时间加载(SysTick->LOAD为24bit)

SysTick->VAL =0x00;            //清空计数器

SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk ;    //能滴答定时器开始倒数 

do

{

temp=SysTick->CTRL;

}while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16))); //等待时间到达   

SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;    //关闭计数器

SysTick->VAL =0X00;        //清空计数器       

} 

void USART1_Init(uint32_t baud)

{

RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE); //使能GPIOA时钟

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE); //使能USART1时钟

//串口1对应引脚复用映射

GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1); //GPIOA9复用为USART1

GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1); //GPIOA10复用为USART1

//USART1端口配置

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10; //GPIOA9与GPIOA10

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; //复用功能

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //速度50MHz

GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出

GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉

GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //初始化PA9，PA10

//USART1 初始化设置

USART_InitStructure.USART_BaudRate = baud; //波特率设置

USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; //字长为8位数据格式

USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; //一个停止位

USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; //无奇偶校验位

USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; //无硬件数据流控制

USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收发模式

USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口1

USART_Cmd(USART1, ENABLE);  //使能串口1 

USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE); //开启相关中断

//Usart1 NVIC 配置

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn; //串口1中断通道

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3; //抢占优先级3

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =3; //子优先级3

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化VIC寄存器

}

void ir_init(void)

{

/* GPIOA硬件时钟使能 */

RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);

/* Enable SYSCFG clock ，使能系统配置时钟*/

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG, ENABLE);

/* 配置PA8引脚为输入模式  */

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8; //第8根引脚

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN; //输入模式，能够检测外部电平状态

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz; //GPIO最大的速度为100MHz

GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL; //不需要上下拉电阻

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

/* Configure EXTI Line8 ，配置外部中断控制线8*/

EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line8; //使能外部中断控制线8

EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; //中断模式

EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling; //下降沿触发，能够检测到红外信号的到达

EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE; //中断控制线使能，让它工作

EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

/* Connect EXTI Line8 to PA8 pin */

SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOA, EXTI_PinSource8);

/* Enable and set EXTI Line8 Interrupt to the lowest priority ，使能并设置外部中断控制线8中断，优先级是最低*/

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQn; //外部中断控制线9_5触发中断

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x0F; //抢占优先级为0xF

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x0F; //响应优先级为0xF

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //允许外部中断控制线9_5触发中断

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

}

int main(void)

{ 

LED_Init();

//系统定时器初始化，时钟源来自HCLK，且进行8分频，

//系统定时器时钟频率=168MHz/8=21MHz

SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8); 

//设置中断优先级分组2

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

//串口1,波特率115200bps,开启接收中断

USART1_Init(115200);

ir_init();

while(1)

{

if(g_ir_event)

{

printf("ir data:%02X%02X%02X%02Xrn",g_ir_data[0],g_ir_data[1],g_ir_data[2],g_ir_data[3]);

g_ir_event=0;

}

}

}

//分析红外信号，总结出规律，通过测量不同的高电平持续时间，就能够知道当前的信号是引导码、比特0、比特1

uint8_t IR_PluseHighTime(void)

{

uint8_t t=0;

//高电平

while(PAin(8) == 1)

{

t++;

delay_us(20);

//超时溢出

if(t > 250)

return t;

}

return t;

}

void EXTI9_5_IRQHandler(void)

{

uint8_t t=0,ir_vaild=0,ir_bit=0;

uint32_t ir_data=0,ir_bit_cnt=0;

//检查当前外部中断控制线8是否触发中断

if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line8) != RESET)

{

//添加代码

while(1)

{

//若出现高电平，就进行测量

if(PAin(8)==1)

{

t = IR_PluseHighTime();

//当前信号是非法信号

if(t >=250)

break;

//判断当前信号是引导码

if(t>=200 && t<250) //4ms ~ 5ms

{

ir_vaild=1;

continue;

}

//收到bit1

else if(t>=60 && t<90) //1.2ms~1.8ms

{

ir_bit = 1;

}

//收到bit0

else if(t>=10 && t<50)  //0.2ms ~ 1 ms

{

ir_bit = 0;

}

//获取bit数据

if(ir_vaild)

{

ir_data|=ir_bit< }

ir_bit_cnt++;

if(ir_bit_cnt >=32)

{

g_ir_data[0] = (uint8_t)((ir_data>>24)&0xFF);

g_ir_data[1] = (uint8_t)((ir_data>>16)&0xFF);

g_ir_data[2] = (uint8_t)((ir_data>>8)&0xFF);

g_ir_data[3] = (uint8_t)(ir_data&0xFF);

//进行数据校验判断，检查当前接收到的红外数据是否正确

if(g_ir_data[0] == (0xFF - g_ir_data[1]))

{

if(g_ir_data[2] == (0xFF - g_ir_data[3]))

{

g_ir_event = 1;

}

}

break;

}

}

}

/* Clear the EXTI line 8 pending bit，清空中断标志位，就代表说我已经完成中断处理 */

EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line8);

}

}

void USART1_IRQHandler(void)                //串口1中断服务程序

{

uint8_t d;

if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)  //接收中断

{

d = USART_ReceiveData(USART1);

} 

}