紅外遙控38KHz載波，收發(fā)調(diào)制解碼工作原理

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作者 |?sugar

轉(zhuǎn)自 |?MultiMCU EDU

紅外遙控我們并不陌生，身邊隨處可見(jiàn)，最常見(jiàn)的就是家電中的紅外遙控，那你知道其中的收發(fā)原理嗎？

今天就來(lái)分享一篇關(guān)于紅外解碼的文章。

1硬件連接

紅外解碼只需連3 根線（2 根電源 + 1 根數(shù)據(jù)）即可，如下圖中TSOP382。

2NEC 協(xié)議解碼

本文所述的紅外編解碼采用 NEC 協(xié)議。通信的數(shù)據(jù)幀里使用 高電平時(shí)間 來(lái)區(qū)分 0 和 1。

對(duì)于按一下然后按住不動(dòng)的情況，NEC 協(xié)議下是這么處理的：

上圖中寫(xiě)的“固定重復(fù)指令”也叫作“重復(fù)引導(dǎo)碼”。對(duì)于紅外通信協(xié)議，搜關(guān)鍵詞“IR 引導(dǎo)碼”會(huì)比較容易搜出結(jié)果。

NEC 的編碼規(guī)則非常簡(jiǎn)單，如下圖：

實(shí)際用邏輯分析儀抓取的波形如下，可以與上面的規(guī)則相互印證：

3Arduino 紅外解碼

把上圖中的代碼復(fù)制到下面：

   

    

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    
    
#include 
const int irReceiverPin = 2;
IRrecv irrecv(irReceiverPin);decode_results results;decode_results res_last;
void setup() { Serial.begin(9600); irrecv.enableIRIn();}
void loop() { if(irrecv.decode(&results)){ if(res_last.value != results.value){ res_last.value = results.value; Serial.print("irCode: "); Serial.print(results.value, HEX); Serial.print(", bits: "); Serial.println(results.bits);  } irrecv.resume(); }}
   

4STM32 紅外解碼

1.外部中斷方式

參考《江濤帶你玩STM32-CubeMX紅外NEC解碼實(shí)戰(zhàn)（上）—外部中斷方式》

外部中斷方式的優(yōu)點(diǎn)在于：用哪個(gè)引腳都可以。因?yàn)闆](méi)有使用片上定時(shí)器外設(shè)，所以需要使用 CPU 計(jì)數(shù)方式來(lái)算時(shí)間。

2.定時(shí)器捕獲方式

參考《江濤帶你玩STM32-CubeMX紅外NEC解碼實(shí)戰(zhàn)（下）—定時(shí)器TIM捕獲方式》

定時(shí)器捕獲方式需要使用與定時(shí)器相關(guān)的引腳，優(yōu)點(diǎn)是 CPU 不參與計(jì)時(shí)，被解放出來(lái)的 CPU 可以做其他的事。

PS

除了 NEC 協(xié)議，紅外通信還有很多其他的協(xié)議，這在 Mixly 圖形化編程軟件中看得很明顯，如下圖：

本文選擇最簡(jiǎn)單的 NEC 協(xié)議談紅外解碼意在簡(jiǎn)單地體現(xiàn) IR 通信的應(yīng)用，所以沒(méi)有引入 38kHz 載波的概念，如果想深入了解可以參考《STM32之紅外遙控信號(hào)自學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)》。

5收、發(fā)解碼差異

如上圖，紅外通信比較奇特的一點(diǎn)就是收發(fā)數(shù)據(jù)反相。這就導(dǎo)致雖然從發(fā)送方或接收方都能解出正確數(shù)據(jù)，但必解碼時(shí)必須注意極性，極性要是反了就解不出或解不對(duì)數(shù)據(jù)。

通信實(shí)驗(yàn)：

如上圖，作者覺(jué)得發(fā)與收之間的相位差加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的真實(shí)感。作者用了兩個(gè)單片機(jī)，分別是 ATMega 2560 和 ATMega 644，選 Arduino 系單片機(jī)的原因是想偷個(gè)懶不寫(xiě)軟件。

下面放大一個(gè)數(shù)據(jù)，仔細(xì)看一看 38KHz 的載波長(zhǎng)什么樣：

上圖的結(jié)論是占在“接收方”的角度寫(xiě)的“發(fā)送方”的行為。也就是說(shuō)：

1.想讓接收方接到 0，發(fā)送方就發(fā) 38KHz 的載波；

2.想讓接收方接到 1，發(fā)送方就停止發(fā)送載波。

這里不免有人會(huì)問(wèn)：停止發(fā)送載波實(shí)際上讓接收方收到了 1，那該怎么區(qū)分“停止通信”和“通信中的 1”呢？

這答案就能看出 NEC 協(xié)議的作用了：數(shù)據(jù)幀有頭有尾，在頭尾之間的停止發(fā)送就是數(shù)據(jù) 1，不在頭尾之間的就是沒(méi)有通信。

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