紅外遙控功能的實現

紅外遙控功能，因其電路簡單，控制方便，在電子製作和畢業設計中常常使用。

涉及知識點

• GPIO中斷接收
• STM32中定時器的用法
• 紅外接收頭的使用

外部中斷和定時器的內容比較多，之後網文再詳細分享。

一體化紅外接收頭VS1838B簡介

• 工作電壓： 2.7V~5.5V

• 應用電路
  

• 外觀、封裝及尺寸
  把接收頭面向自己，左邊爲1腳，1腳OUT，2腳GND，3腳VCC。
  
  

應用場景

• 視聽器材（音箱、電視、錄影機、碟機）
• 家庭電器（冷氣機、電風扇、電燈）
• 其他紅外線遙控產品

編碼標準

紅外接收頭的型號有很多HS0038、VS1838B等，功能大致相同，只是引腳封裝不同。

紅外接收有幾種統一的編碼方式，採樣哪種編碼方式取決於遙控器使用的芯片，接收頭收到的都是一樣的。

電視遙控器使用的是專用集成發射芯片來實現遙控碼的發射，通常彩電遙控信號的發射，就是將某個按鍵所對應的控制指令和系統碼（由0和1組成的序列），調製在38KHz的載波上，然後經放大、驅動紅外發射管將信號發射出去。

不同公司的遙控芯片，採樣的遙控碼格式也不一樣，較普遍的有兩種，一種NEC標準，一種是PHILIPS標準。

NEC標準： 當某個鍵按下時，系統首先發射一個完整的全碼，如果按鍵超過108ms仍未鬆開，接下來發射的代碼（連發代碼）將由起始碼(9ms)和結束碼(2.5ms)組成。

一個完整的全碼 = 引導碼 +用戶碼 +用戶碼 + 數據碼 + 數據反碼。

其中，引導碼高電平9ms，低電平4.5ms；

用戶碼和數據碼共32位；其中前16位爲用戶識別碼，能區別不同的紅外遙控設備，以防止不同的機種遙控碼互相干擾。
後16位數據碼爲8位的操作碼和8位的操作反碼，用於覈對數據是否接收準確。

接收端根據數據碼的不同做出相應的動作。

連發代碼是在持續按鍵時發送的碼。它告知接收端。某鍵是在被連續的按着。

PHILIPS標準： 邏輯“0”和邏輯“1”的定義。

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我們使用的遙控器模塊使用的是NEC標準，當我們點擊紅外遙控器上第一個按鍵Ch- 時，用示波器測量VS1838B的OUT引腳，示波器中抓取的信號如下：

我們可以看出跟下圖標準的NEC協議的典型脈衝鏈的定義是一致的：

上圖爲NEC協議的典型脈衝鏈。協議規定低位首先發送。

首先發送9ms+4.5ms的引導碼，接下來是兩字節用戶碼，第三字節是數據碼（按鍵碼），用來判斷按鍵值，第四字節是數據反碼，可以用來校驗，提高按鍵的準確性。

注意：
我們會發現上面兩個圖中波形的高低電平
實際上是相反的，因爲紅外接收頭將38K載波信號過濾，接收到的波形剛好與發射波形相反。

難點：數據0和1的判斷：
所謂的解碼就是一個區分脈衝寬度的過程。紅外信號的“0”和“1”是通過脈衝持續時間的長短來區分的，NEC標準的“0”和“1”的定義如下：

在這裏插入圖片描述

引導碼：9ms 的載波+4.5ms 的空閒。
比特值“0”：560us 的低電平+560us 的高電平。
比特值“1”：560us 的低電平+1.68ms 的高電平。

VS1838B 這個紅外一體化接收頭，當收到有載波的信號的時候，會輸出一個低電平，空閒的時候會輸出高電平。

數據處理流程

結果展示

接線

與VS1838B連接:

• 紅外接收頭的OUT引腳連接PA7
• VCC連接3.3V
• GND接地

與USB轉TTL串口相連： 用於打印調試信息

• USB轉TTL串口的TXD與核心板的PA10相連
• USB轉TTL串口的RXD與核心板的PA9相連
• USB轉TTL串口的VCC與3V3跳線短接

鍵碼值輸出

按紅外遙控的各個按鍵，串口打印輸出各個按鍵值如下：

對紅外遙控器鍵碼值整理如下：

下面視頻中抓取的是第一個按鍵的脈衝信號：
//視頻在公衆號的文章中有，這裏沒辦法轉過來

我們通過觀察視頻發現它的四個字節的數據如下：
00000000 11111111 10100010 01011101

其中:
頭兩個字節00000000 11111111，即用戶碼，值爲：0x00FF；
第三個字節就是Command命令字，10100010，這個數字對應十進制就是162，對應16進制就是0xA2。

一般我們就利用第三個字節的值，進行不同的功能定義。
第四字節01011101，可以看出與第三字節10100010互爲反碼。

但是我們通過上面NEC編碼部分的介紹可知，NEC協議規定低位首先發送。所以上面打印輸出的162（10100010），需要高低位反過來，即第一個按鍵的二進制真實編碼爲：01000101，即十六進制的0x45。

我們將所有的按鍵重新計算，所有編碼就能夠得到網上的按鍵編碼圖了。

其實我們只要每個按鍵能準確得到一個不同鍵碼值，然後程序中根據不同值，執行不同流程即可，對於“CH-”鍵碼值是162還是0x45，其實對功能的實現沒有影響。

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