简介

红外遥控是一种无线、非接触控制技术，具有抗干扰能力强，信息传输可靠，功耗低，成本低，易实现等显著优点，被诸多电子设备特别是家用电器广泛采用，并越来越多的应用到计算机系统中。

由于红外线遥控不具有像无线电遥控那样穿过障碍物去控制被控对象的能力，所以，在设计红外线遥控器时，不必要像无线电遥控器那样，每套(发射器和接收器)要有不同的遥控频率或编码(否则，就会隔墙控制或干扰邻居的家用电器)，所以同类产品的红外线遥控器，可以有相同的遥控频率或编码，而不会出现遥控信号“串门”的情况。这对于大批量生产以及在家用电器上普及红外线遥控提供了极大的方面。由于红外线为不可见光，因此对环境影响很小，再由红外光波动波长远小于无线电波的波长，所以红外线遥控不会影响其他家用电器，也不会影响临近的无线电设备。

RC-5 Protocol 的 PPM(脉冲位置调制)。ALIENTEK 战舰 STM32 开发板配套的遥控器使用的是 NEC 协议，其特征如下：

8 位地址和 8 位指令长度
地址和命令 2 次传输（确保可靠性）
PWM 脉冲位置调制，以发射红外载波的占空比代表“0”和“1”；
载波频率为 38Khz；
位时间为 1.125ms 或 2.25ms；

NEC 码的位定义：一个脉冲对应 560us 的连续载波，一个逻辑 1 传输需要 2.25ms（560us 脉冲+1680us 低电平），一个逻辑 0 的传输需要 1.125ms（560us 脉冲+560us 低电平）。而遥控接收头在收到脉冲的时候为低电平，在没有脉冲的时候为高电平，这样，我们在接收头端收到的信号为：逻辑 1 应该是 560us 低+1680us 高，逻辑 0 应该是 560us 低+560us 高。
如下图是发送端的电平变化图。我们需要区分发送端与接收端是相反的。
在这里插入图片描述
将上面的图形翻译一下，就成了下面这个样子。

上图，应该引导码高电平持续时间是9ms，按照低位在前，高位在后的顺序发送。采用反码是为了增加传输的可靠性（可用于校验）。

上图左是传输逻辑0的电平变化，上图右是传输逻辑1的电平变化。

以上电平是从发射头角度来看，红外接收头引脚输出的是相反的电平。

我使用的开发板是STM32F103精英版，遥控接收头在板子上，与MCU的连接原理图如下所示：
在这里插入图片描述
红外遥控接收头连接在 STM32 的 PB9（TIM4_CH4）上。硬件上不需要变动，只要程序将 TIM4_CH4 设计为输入捕获，然后将收到的脉冲信号解码就可以了。

在这里插入图片描述
关于上述控制码的问题，个人觉得是错的，也就是不是168。

程序设计思路

开启定时器对应通道输入捕获功能，默认上升沿捕获。定时器的技术频率为1MHz，自动装载值为10000，也就是溢出时间为10ms
开启定时器输入捕获更新中断和捕获中断。当捕获到上升沿产生捕获中断，当定时器计数溢出，产生更新中断。
当捕获到上升沿的时候，设置捕获极性为下降沿捕获（为下次捕获下降沿做准备），然后设置定时器计数值为0（清空定时器），同时设置变量RmtSta的位4为1，标记已经捕获到上升沿。
当捕获到下降沿的时候，读取定时器的值赋值给变量Dval，然后设置捕获极性为上升沿捕获（为下次捕获上升沿做准备），同时对变量RmtSta的位4进行判断。
如果RmtSta的位4为1，说明之前已经捕获到过上升沿，那么对捕获值Dval进行判断，300-800之间，说明接收到的是数据0；1400-1800之间说明接收到的数据为1；2200-2600之间，说明是连发码；4200-4700说明为同步码。
如果是定时器发生溢出中断，那么分析，如果之前接收到了同步码，并且是第一次溢出，标记为完成一次按键信息采集。
检验用户码与用户反码是否一致，数据码与数据反码是否一致。

相关代码

初始化

//红外遥控初始化
//设置IO以及定时器4的输入捕获
void Remote_Init(void)    			  
{  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;TIM_ICInitTypeDef  TIM_ICInitStructure;  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE); //使能PORTB时钟 RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM4,ENABLE);	//TIM4 时钟使能 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;				 //PB9 输入 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD; 		//上拉输入 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_9);	//初始化GPIOB.9TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 10000; //设定计数器自动重装值 最大10ms溢出  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =(72-1); 	//预分频器,1M的计数频率,1us加1.	   TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割:TDTS = Tck_timTIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式TIM_TimeBaseInit(TIM4, &TIM_TimeBaseStructure); //根据指定的参数初始化TIMxTIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_4;  // 选择输入端 IC4映射到TI4上TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;	//上升沿捕获TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI;TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;	 //配置输入分频,不分频 TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x03;//IC4F=0011 配置输入滤波器 8个定时器时钟周期滤波TIM_ICInit(TIM4, &TIM_ICInitStructure);//初始化定时器输入捕获通道TIM_Cmd(TIM4,ENABLE ); 	//使能定时器4NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM4_IRQn;  //TIM3中断NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;  //先占优先级0级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;  //从优先级3级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  //根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器	TIM_ITConfig( TIM4,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC4,ENABLE);//允许更新中断 ,允许CC4IE捕获中断								 
}

中断处理函数

//遥控器接收状态
//[7]:收到了引导码标志
//[6]:得到了一个按键的所有信息
//[5]:保留	
//[4]:标记上升沿是否已经被捕获								   
//[3:0]:溢出计时器
u8 	RmtSta=0;	  	  
u16 Dval;		//下降沿时计数器的值
u32 RmtRec=0;	//红外接收到的数据	   		    
u8  RmtCnt=0;	//按键按下的次数	  
//定时器4中断服务程序	 
void TIM4_IRQHandler(void)
{ 		    	 if(TIM_GetITStatus(TIM4,TIM_IT_Update)!=RESET){if(RmtSta&0x80)								//上次有数据被接收到了{	RmtSta&=~0X10;							//取消上升沿已经被捕获标记if((RmtSta&0X0F)==0X00)RmtSta|=1<<6;	//标记已经完成一次按键的键值信息采集if((RmtSta&0X0F)<14)RmtSta++;else{RmtSta&=~(1<<7);					//清空引导标识RmtSta&=0XF0;						//清空计数器	}								 	   	}							    }if(TIM_GetITStatus(TIM4,TIM_IT_CC4)!=RESET){	  if(RDATA)//上升沿捕获，//红外数据输入脚{TIM_OC4PolarityConfig(TIM4,TIM_ICPolarity_Falling);						//CC4P=1	设置为下降沿捕获TIM_SetCounter(TIM4,0);							//清空定时器值,每完成一次捕获，清空定时器值。RmtSta|=0X10;							//标记上升沿已经被捕获}else //下降沿捕获{Dval=TIM_GetCapture4(TIM4);					//读取CCR4也可以清CC4IF标志位TIM_OC4PolarityConfig(TIM4,TIM_ICPolarity_Rising);				//CC4P=0	设置为上升沿捕获if(RmtSta&0X10)							//完成一次高电平捕获 {if(RmtSta&0X80)//接收到了引导码{if(Dval>300&&Dval<800)			//560为标准值,560us{RmtRec<<=1;					//左移一位.RmtRec|=0;					//接收到0	   }else if(Dval>1400&&Dval<1800)	//1680为标准值,1680us{RmtRec<<=1;					//左移一位.RmtRec|=1;					//接收到1}else if(Dval>2200&&Dval<2600)	//得到按键键值增加的信息 2500为标准值2.5ms{RmtCnt++; 					//按键次数增加1次RmtSta&=0XF0;				//清空计时器		}}else if(Dval>4200&&Dval<4700)		//4500为标准值4.5ms{RmtSta|=1<<7;					//标记成功接收到了引导码RmtCnt=0;						//清除按键次数计数器}						 }RmtSta&=~(1<<4);//[4]:标记上升沿是否已经被捕获，清除捕获标记,不管有没有捕获，都要清除。}				 		     	    					   }TIM_ClearITPendingBit(TIM4,TIM_IT_Update|TIM_IT_CC4);	 	    
}

红外键盘函数

//处理红外键盘
//返回值:
//	 0,没有任何按键按下
//其他,按下的按键键值.
u8 Remote_Scan(void)
{        u8 sta=0;       u8 t1,t2;  if(RmtSta&(1<<6))//得到一个按键的所有信息了{ t1=RmtRec>>24;			//得到地址码t2=(RmtRec>>16)&0xff;	//得到地址反码 if((t1==(u8)~t2)&&t1==REMOTE_ID)//检验遥控识别码(ID)及地址 { t1=RmtRec>>8;t2=RmtRec; 	if(t1==(u8)~t2)sta=t1;//键值正确	 }   if((sta==0)||((RmtSta&0X80)==0))//按键数据错误/遥控已经没有按下了{RmtSta&=~(1<<6);//清除接收到有效按键标识RmtCnt=0;		//清除按键次数计数器}}  return sta;
}

main.c

int main(void)
{	 u8 key;u8 t=0;	u8 *str=0;NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置中断优先级分组为组2：2位抢占优先级，2位响应优先级Remote_Init();			//红外接收初始化	while(1){key=Remote_Scan();	if(key){	 LCD_ShowNum(86,130,key,3,16);		//显示键值LCD_ShowNum(86,150,RmtCnt,3,16);	//显示按键次数		  switch(key){case 0:str="ERROR";break;			   case 162:str="POWER";break;	    case 98:str="UP";break;	    case 2:str="PLAY";break;		 case 226:str="ALIENTEK";break;		  case 194:str="RIGHT";break;	   case 34:str="LEFT";break;		  case 224:str="VOL-";break;		  case 168:str="DOWN";break;		   case 144:str="VOL+";break;		    case 104:str="1";break;		  case 152:str="2";break;	   case 176:str="3";break;	    case 48:str="4";break;		    case 24:str="5";break;		    case 122:str="6";break;		  case 16:str="7";break;			   					case 56:str="8";break;	 case 90:str="9";break;case 66:str="0";break;case 82:str="DELETE";break;		 }LCD_Fill(86,170,116+8*8,170+16,WHITE);	//清楚之前的显示LCD_ShowString(86,170,200,16,16,str);	//显示SYMBOL}else delay_ms(10);	  t++;if(t==20){t=0;LED0=!LED0;}}

疑问

这里，我有个疑问。按照4个字节低位在前，高位在后的顺序，那么在接收端中，先收到的肯定是低位，那么还原的话，应该是右移，但正点原子给的代码是左移；而且上面的控制码不是168，而是21。因此发送端发送来的32位数据，是地址码，地址反码，数据码，数据反码，那么右移的顺序就是数据反码，数据码，地址反码，地址码

改进

以下需要在跟上述代码对比，修改不同的地方即可。

void TIM4_IRQHandler(void){...if(Dval>300&&Dval<800)			//560为标准值,560us{RmtRec>>=1;RmtRec|=0;}else if(Dval>1400&&Dval<1800)	//1680为标准值,1680us{RmtRec>>=1;RmtRec|=0x80000000;}...
}
u8 Remote_Scan(void){u8 sta=0;       u8 t1,t2; if (RmtSta&(1<<6)){t1 = RmtRec>>8;	//地址反码t2 = RmtRec;	//地址码//这里取反，需要带类型强制转换，不然会出错。if ((u8)t1 == (u8)~t2 && t2==REMOTE_ID){	//REMOTE_ID=0.//地址码正确.t1 = RmtRec>>24;	//高8位，数据反码。t2 = (RmtRec>>16)&0xFF;	//数据码。if ((u8)~t1==(u8)t2){sta = t2;}}if ((sta==0) || (RmtSta&0x80)==0){RmtSta&=~(1<<6);//清除接收到有效按键标识RmtCnt=0;		//清除按键次数计数器}}return sta;}
}
int main(){...switch(key){case 0:str="ERROR";break;			   case 69:str="POWER";break;	    case 70:str="UP";break;	    case 64:str="PLAY";break;		 case 71:str="ALIENTEK";break;		  case 67:str="RIGHT";break;	   case 68:str="LEFT";break;		  case 7:str="VOL-";break;		  case 21:str="DOWN";break;		   case 9:str="VOL+";break;		    case 22:str="1";break;		  case 25:str="2";break;	   case 13:str="3";break;	    case 12:str="4";break;		    case 24:str="5";break;		    case 94:str="6";break;		  case 8:str="7";break;			   					case 28:str="8";break;	 case 90:str="9";break;case 66:str="0";break;case 74:str="DELETE";break;		 }...
}

在这里插入图片描述

总结

由于网上许多关于红外遥控的博客，都是照搬正点原子的源码，并没有深入思考。这里，我整理了一下，有助于我下次复习使用。关于正点原子的左移问题，只是数据位的顺序反了，但是是按照地址码，地址反码，数据码，数据反码的顺序而来。也可能是红外遥控不同的按键，就算数据位顺序反了，但如果能保持按键建码的唯一性，那么结果总能正确。但是不符合问题的处理思维。也正由于这个疑惑，才让我深入思考，最终得到正确的结果。

关于源码，请参考正点原子的红外实验。