--作者：燕十三(flyingcys)
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紅外遙控是利用近紅外光進行數據傳輸的一種控制方式。近紅外光波長0.76um~1.5um，紅外遙控收發器件波長一般爲0.8um~0.94um，具有傳輸效率高，成本低，電路實現簡單，抗干擾強等特點，在家用電器上被廣泛使用。紅外遙控一般有發射和接收兩部分組成，發射元件爲紅外發射管，接收一般採用一體化紅外接收頭，但發射載波頻率與接收頭固定頻率需一致才能正確接收。
一、發射
1. 調製
紅外遙控是以調製方式發射數據，將數據調製到固定的載波上發送，調製發送抗干擾能力更強，傳送距離也更遠。紅外發送首先要解決的就是調製問題。
目前主流的調製方式有PPM和PWM。
- PPM：脈衝位置調製，調製脈衝寬度不變，用脈衝間隔來區分0和1。如下圖所示，脈衝寬度不變都是560us，脈衝間隔改變。邏輯1總時間爲2.25ms，邏輯0中時間長度爲1.12ms。
圖1：PPM調製
- PWM：脈衝寬度調製，脈衝間隔不變，調製脈衝寬度改變。如下圖所示，脈衝間隔 爲600us，脈衝寬度不同。邏輯1高電平時間爲1.2ms，邏輯0高電平時間爲0.6ms。
圖2：PWM調製
調製載波頻率一般在30KHz到60KHz之間，常用的載波有33K，36K，36.6K，38K，40K，56K等，其中38K使用最多。
常用佔空比有1/3、1/2，1/3最多。
2. 紅外傳輸協議
常用的紅外傳輸協議有ITT協議、NEC協議、Nokia NRC協議、Sharp協議、Philips RC-5、RC-6 RECS-80協議、Sony SIRC協議等，其中最常見的爲NEC協議。
常見NEC協議分析：
l 載波38KHz，邏輯1爲2.25ms，脈衝時間560us；邏輯0爲1.12ms，脈衝時間560us
圖3：NEC邏輯’0’與邏輯’1’
l 協議格式
圖4：NEC紅外載波發送協議
(1) 首先發送9ms的高電平脈衝
(2) 然後發送4.5ms的低電平
(3) 接下來是8bit的地址碼（低位在前）
(4) 然後是8bit的地址反碼，用於檢驗地址碼是否出錯
(5) 接下來的是8bit的命令碼（低位在前）
(6) 然後是8bit的命令反碼，用於檢驗命令碼是否出錯。
l 重複碼
圖5：NEC重複發送載波協議
如果一直按着一個鍵，將以110ms爲週期發送重複碼，重複碼由9ms高電平、2.25ms低電平及560us高電平組成。
圖6：NEC重複碼
3. 編碼
雖然不同協議都對各自的協議格式做了不同定義，但總體而言還是有高低電平組成的一串數據。
對於紅外發射，就是按照協議規定高電平時間內，在紅外輸出口輸出固定頻率載波；低電平則直接輸出低。紅外接收頭接到載波時輸出高電平，沒有載波時輸出低電平，完成數據解碼。
圖7：NEC解碼後協議
二、接收
紅外接收常採用一體化紅外接收頭，集紅外接收、放大、濾波、比較器輸出等功能，並輸出MCU可識別的TTL信號的。常用的一體化紅外接收頭有SCR638、HS0038、VS1838等。
SCR638
HS0038
圖8：一體化接收頭
紅外接收應用電路圖：
圖9：紅外接收典型應用
三、ESP8266紅外發送與接收
ESP8266定義了1個IR紅外遙控接口，IR紅外遙控接口由軟件實現，接口定義如下：
圖10：ESP8266紅外管腳定義
1. 發送
在ESP8266上用於發送的載波可以通過以下方式實現：
1) I2S的BCK
2) WS管腳產生
3) 由GPIO中的sigma-delta功能在任意GPIO口產生載波。
其中sigma-delta產生的載波佔空比約爲20%，推薦使用MTMS管腳（GPIO14），可產生準確的38KHz且佔空比爲50%的標準方波。
2. 接收
紅外接收功能通過GPIO的邊沿中斷實現，讀取系統時間，將2次時間相減可以得到波形持續時間，然後通過軟件邏輯實現紅外協議處理。