紅外遙控功能的實現(xiàn)

目錄：

• 涉及知識點

• 一體化紅外接收頭VS1838B簡介

• 應用場景

• 編碼標準

• 數(shù)據(jù)處理流程

• 結果展示

• 接線

• 鍵碼值輸出

紅外遙控功能，因其電路簡單，控制方便，在電子制作和畢業(yè)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(nèi)容比較多，之后網(wǎng)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，左邊為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(chǎn)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(tǒng)一的編碼方式，采樣哪種編碼方式取決于遙控器使用的芯片，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(fā)射芯片來實現(xiàn)遙控碼的發(fā)射，通常彩電遙控信號的發(fā)射，就是將某個按鍵所對應的控制指令和系統(tǒng)碼（由0和1組成的序列），調制在38KHz的載波上，然后經(jīng)放大、驅動紅外發(fā)射管將信號發(fā)射出去。

不同公司的遙控芯片，采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(tǒng)首先發(fā)射一個完整的全碼，如果按鍵超過108ms仍未松開，接下來發(fā)射的代碼（連發(fā)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(shù)據(jù)碼 + 數(shù)據(jù)反碼。

其中，引導碼高電平9ms，低電平4.5ms；

用戶碼和數(shù)據(jù)碼共32位；其中前16位為用戶識別碼，能區(qū)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。

后16位數(shù)據(jù)碼為8位的操作碼和8位的操作反碼，用于核對數(shù)據(jù)是否接收準確。

接收端根據(jù)數(shù)據(jù)碼的不同做出相應的動作。

連發(fā)代碼是在持續(xù)按鍵時發(fā)送的碼。它告知接收端。某鍵是在被連續(xù)的按著。

PHILIPS標準： 邏輯“0”和邏輯“1”的定義。

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(xié)議的典型脈沖鏈的定義是一致的：

上圖為NEC協(xié)議的典型脈沖鏈。協(xié)議規(guī)定低位首先發(fā)送。

首先發(fā)送9ms+4.5ms的引導碼，接下來是兩字節(jié)用戶碼，第三字節(jié)是數(shù)據(jù)碼（按鍵碼），用來判斷按鍵值，第四字節(jié)是數(shù)據(jù)反碼，可以用來校驗，提高按鍵的準確性。

注意：
我們會發(fā)現(xiàn)上面兩個圖中波形的高低電平
實際上是相反的，因為紅外接收頭將38K載波信號過濾，接收到的波形剛好與發(fā)射波形相反。

難點：數(shù)據(jù)0和1的判斷：
所謂的解碼就是一個區(qū)分脈沖寬度的過程。紅外信號的“0”和“1”是通過脈沖持續(xù)時間的長短來區(qū)分的，NEC標準的“0”和“1”的定義如下：

引導碼：9ms 的載波+4.5ms 的空閑。
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，空閑的時候會輸出高電平。

數(shù)據(jù)處理流程如下圖所示：

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： 用于打印調試信息

• 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沖信號：

我們通過觀察視頻發(fā)現(xiàn)它的四個字節(jié)的數(shù)據(jù)如下：
00000000 11111111 10100010 01011101

其中:
頭兩個字節(jié)00000000 11111111，即用戶碼，值為：0x00FF；
第三個字節(jié)就是Command命令字，10100010，這個數(shù)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(jié)的值，進行不同的功能定義。
第四字節(jié)01011101，可以看出與第三字節(jié)10100010互為反碼。

但是我們通過上面NEC編碼部分的介紹可知，NEC協(xié)議規(guī)定低位首先發(fā)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為：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(wǎng)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，然后程序中根據(jù)不同值，執(zhí)行不同流程即可，對于“CH-”鍵碼值是162還是0x45，其實對功能的實現(xiàn)沒有影響。

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