STM32入门开发: 制作红外线遥控器(智能居家-万能遥控器)
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了STM32入门开发: 制作红外线遥控器(智能居家-万能遥控器)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
一、环境介绍
MCU: STM32F103ZET6
编程软件环境: keil5
红外线传输协议: NEC协议---38KHZ载波:。NEC协议是红外遥控协议中常见的一种。
编码发送思路: 延时函数模拟38KHZ + PWM产生38KHZ两种方式
代码风格: 模块化编程，寄存器直接操作方式
完整keil工程源码下载(解压即可编译运行测试):
https://download.csdn.net/download/xiaolong1126626497/19863305
二、NEC协议与相关硬件介绍
2.1 NEC协议介绍
NEC协议在上篇<STM32入门开发: NEC红外线协议解码(超低成本无线传输方案)>文章里已经详细介绍过了。这篇文章和上篇文章内容是连贯的，上篇文章完成NEC红外线协议解码，这篇文章就当做遥控器发送端，发送自定义数据给接收端，完成自定义的数据传输；也可以模拟家电遥控器，对电视机、投影仪、空调等设备进行遥控操作。
红外线协议有很多，本章节主要是针对NEC协议讲解，只要把NEC协议原理搞懂了，其他协议都是一样的使用；如果想要模拟空调遥控器，去控制美的空调、格力空调这些设备，就需要按照美的、格力空调的协议发送；如果不知道协议长什么样，可以将逻辑分析仪插在红外线接收头的引脚上，拿个正常的空调遥控器对着接收头按一下，然后采集数据分析，即可得到协议规律，然后网络上也有空调按键值功能的说明文档，调试一下即可。
2. 2 使用的相关硬件
因为要模拟红外线遥控器，就需要一个红外线发射管；在学习阶段，如果不想自己搭建电路，可以买现成的模块。 买模块连接也是比较稳定，接线也比较简单，VCC和GND接好之后，把DAT引脚接到STM32任意一个IO口上即可，如果想用硬件PWM控制发送，那么引脚接到STM32的PWM输出脚即可。
2.3 完成NEC协议编码发送
先看一段红外线接收头引脚上采集的NEC协议的电平: 这是接收端采集的。
红外线接收头的硬件特性: （注意: 这里是针对NEC遥控器协议来说明），下图就是当前使用的红外线接收头。
收到38KHZ的红外光，IN引脚就输出低电平；没有收到IN引脚就输出高电平。
NEC红外线协议说明：(这是站在接收端解码的角度分析的)
一段独立的NEC协议数据包由引导码+32位数据组成。
引导码: 9ms的高电平 + 4.5ms 低电平组成。
32位数据就是: 8位用户码+ 8位用户反码+ 8位按键码+8位按键反码
每个数据位之间的间隔时间是0.56ms(低电平)
NEC协议是依靠收到的高电平持续时间来判断数据0和数据1；高电平持续时间是0.56ms表示数据0，高电平持续时间是1.68ms表示数据1。
只要明白上面说的两个特点，就可以写程序，按照NEC协议驱动红外线发射管，发送数据了。
编写发送程序之前，得先明白这个38KHZ的红外光如何产生？
STM32支持硬件PWM功能，可以配置38KHZ方波输出；如果没有硬件PWM功能的单片机，也可以使用延时的方式产生38KHZ方波，差那么一点点问题也不到，解码端适当调整一下时间范围即可。
采用延时函数实现方法如下：
/*
函数功能: 发送38KHZ的载波
函数参数：
u32 time_us 持续的时间
u8 flag 1表示发送38KHZ载波，0表示不发送
*/
void InfraredSend38KHZ(u32 time_us,u8 flag)
{
u32 i;
if(flag)
{
//发送38KHZ载波
for(i=0;i<time_us/13;i++)
{
INFRARED_OUTPUT=!INFRARED_OUTPUT;
DelayUs(13);
}
}
else
{
INFRARED_OUTPUT=1;//关闭红外线发射管
DelayUs(time_us);
}
}为了方便发送指定的用户码和按键码，可以封装成一个函数调用。
/*
函数功能: NEC协议编码发送
函数参数:
u8 user 用户码
u8 key 按键码
先发低位
按键反码+按键码+用户反码+用户码
*/
void InfraredNECSend(u8 user,u8 key)
{
u32 i;
/*1. 组合发送的数据*/
u32 data=((~key&0xFF)<<24)|((key&0xFF)<<16)|((~user&0xFF)<<8)|((user&0xFF)<<0);
/*2. 发送引导码*/
InfraredSend38KHZ(9000,1);//发送38KHZ载波
InfraredSend38KHZ(4500,0);//不发送
/*3. 发送32位数据*/
for(i=0;i<32;i++)
{
InfraredSend38KHZ(560,1); //间隔时间
if(data&0x01)InfraredSend38KHZ(1685,0); //发送1
else InfraredSend38KHZ(560,0); //发送0
data>>=1;
}
InfraredSend38KHZ(560,1); //间隔时间
}
这是使用逻辑分析仪采集的发送端波形： 和协议对应了一下，没有问题。
对比一下解码端采集的波形图：
三、核心代码
3.1 main.c
#include "stm32f10x.h"
#include "beep.h"
#include "delay.h"
#include "led.h"
#include "key.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include "exti.h"
#include "timer.h"
#include "rtc.h"
#include "adc.h"
#include "ds18b20.h"
#include "ble.h"
#include "esp8266.h"
#include "wdg.h"
#include "oled.h"
#include "rfid_rc522.h"
#include "infrared.h"
int main()
{
LED_Init();
KEY_Init();
BEEP_Init();
TIM1_Init(72,20000); //辅助串口1接收，超时时间为20ms
USART_X_Init(USART1,72,115200);
//InfraredDecodeInit(); //红外线解码初始化
InfraredCodingInit(); //红外线编码初始化
printf("UART1 OK.....\\n");
while(1)
{
InfraredNECSend(13,14); //发送红外线数据
DelayMs(500);
LED0=!LED0;
}
}
3.2 红外线.c
#include "infrared.h"
/*
函数功能: 红外线编码初始化
硬件连接: PG11
编码思路: 采用延时函数实现38KHZ
*/
void InfraredCodingInit(void)
{
RCC->APB2ENR|=1<<8; //PG
GPIOG->CRH&=0xFFFF0FFF;
GPIOG->CRH|=0x00003000;
GPIOG->ODR|=1<<11;
}
/*
函数功能: 发送38KHZ的载波
函数参数：
u32 time_us 持续的时间
u8 flag 1表示发送38KHZ载波，0表示不发送
*/
void InfraredSend38KHZ(u32 time_us,u8 flag)
{
u32 i;
if(flag)
{
//发送38KHZ载波
for(i=0;i<time_us/13;i++)
{
INFRARED_OUTPUT=!INFRARED_OUTPUT;
DelayUs(13);
}
}
else
{
INFRARED_OUTPUT=1;//关闭红外线发射管
DelayUs(time_us);
}
}
/*
函数功能: NEC协议编码发送
函数参数:
u8 user 用户码
u8 key 按键码
先发低位
按键反码+按键码+用户反码+用户码
*/
void InfraredNECSend(u8 user,u8 key)
{
u32 i;
/*1. 组合发送的数据*/
u32 data=((~key&0xFF)<<24)|((key&0xFF)<<16)|((~user&0xFF)<<8)|((user&0xFF)<<0);
/*2. 发送引导码*/
InfraredSend38KHZ(9000,1);//发送38KHZ载波
InfraredSend38KHZ(4500,0);//不发送
/*3. 发送32位数据*/
for(i=0;i<32;i++)
{
InfraredSend38KHZ(560,1); //间隔时间
if(data&0x01)InfraredSend38KHZ(1685,0); //发送1
else InfraredSend38KHZ(560,0); //发送0
data>>=1;
}
InfraredSend38KHZ(560,1); //间隔时间
}
四、格力空调遥控协议介绍
4.1 协议解析
报头脉冲：9ms
报头间距：4.5ms
载波频率：37.9KHz（38KHz）
码段1与码段2间距：20ms
“1”：脉宽，656us。间距，1640us。
“0”：脉宽，656us。间距，544us。
4.2 编码定义
1-3位：模式
送风：图标：风扇。代码：110。
自动：图标：循环箭头。代码：000。
除湿：图标：水滴。代码：010。
制冷：图标：雪花。代码：100。
制热：图标：太阳。代码：001。
4位（加68位）：开机关机
开机：1。
关机：0。第68位取反。
5-6位：风速
一级：10
二级：01
三级：11
自动：00
7、37、41位（加65位）：扫风
上下扫风：110。第65位取反
左右扫风：101。
上下左右：111
无扫风：000
8位：睡眠
睡眠：1
不睡眠：0
9-12位与65-68位：温度
制冷模式下：
| 温度 | 9-12位 | 65-68位 |
| 30 | 0111 | 1000 |
| 29 | 1011 | 0000 |
| 28 | 0011 | 1111 |
| 27 | 1101 | 0111 |
| 26 | 0101 | 1011 |
| 25 | 1001 | 0011 |
| 24 | 0001 | 1101 |
| 23 | 1110 | 0101 |
| 22 | 0110 | 1001 |
| 21 | 1010 | 0001 |
| 20 | 0010 | 1110 |
| 19 | 1100 | 0110 |
| 18 | 0100 | 1010 |
| 17 | 1000 | 0010 |
| 16 | 0000 | 1100 |
制热模式：
| 温度 | 9-12位 | 65-68位 |
| 30 | 0111 | 0010 |
| 29 | 1011 | 1100 |
| 28 | 1101 | 0100 |
| 27 | 1101 | 1000 |
| 26 | 0101 | 0000 |
| 25 | 1001 | 1111 |
| 24 | 0001 | 0111 |
| 23 | 1110 | 1011 |
| 22 | 0110 | 0011 |
| 21 | 1010 | 1101 |
| 20 | 0010 | 0101 |
| 19 | 1100 | 1001 |
| 18 | 0100 | 0001 |
| 17 | 1000 | 1110 |
| 16 | 0000 | 0110 |
吸湿模式：
| 温度 | 9-12位 | 65-68位 |
| 30 | 0111 | 0100 |
| 29 | 1011 | 1000 |
| 28 | 0011 | 0000 |
| 27 | 1101 | 1111 |
| 26 | 0101 | 0111 |
| 25 | 1001 | 1011 |
| 24 | 0001 | 0011 |
| 23 | 1110 | 1101 |
| 22 | 0110 | 0101 |
| 21 | 1010 | 1001 |
| 20 | 0010 | 0001 |
| 19 | 1100 | 1110 |
| 18 | 0100 | 0110 |
| 17 | 1000 | 1010 |
| 16 | 0000 | 0010 |
送风模式：
| 温度 | 9-12位 | 65-68位 |
| 30 | 0111 | 1100 |
| 29 | 1011 | 0100 |
| 28 | 0011 | 1000 |
| 27 | 1101 | 0000 |
| 26 | 0101 | 1111 |
| 25 | 1001 | 0111 |
| 24 | 0001 | 1011 |
| 23 | 1110 | 0011 |
| 22 | 0110 | 1101 |
| 21 | 1010 | 0101 |
| 20 | 0010 | 1001 |
| 19 | 1100 | 0001 |
| 18 | 0100 | 1110 |
| 17 | 1000 | 0110 |
| 16 | 0000 | 1010 |
13-20位：睡眠定时
| 时间 | 13-20位 |
| 0.5 | 10010000 |
| 1 | 00011000 |
| 1.5 | 10011000 |
| 2 | 00010100 |
| 2.5 | 10010100 |
| 3 | 00011100 |
| 3.5 | 10011100 |
| 4 | 00010010 |
| 4.5 | 10010010 |
| 5 | 00011010 |
| 5.5 | 10011010 |
| 6 | 00010110 |
| 6.5 | 10010110 |
| 7 | 00011110 |
| 7.5 | 10011110 |
| 8 | 00010001 |
| 8.5 | 10010001 |
| 9 | 00011001 |
| 9.5 | 10011001 |
| 10 | 01010000 |
| 10.5 | 11010000 |
| 11 | 01011000 |
| 11.5 | 11011000 |
| 12 | 01010100 |
| 12.5 | 11010100 |
| 13 | 01011100 |
| 13.5 | 11011100 |
| 14 | 01010010 |
| 14.5 | 11010010 |
| 15 | 01011010 |
| 15.5 | 11011010 |
| 16 | 01010110 |
| 16.5 | 11010110 |
| 17 | 01011110 |
| 17.5 | 11011110 |
| 18 | 01010001 |
| 18.5 | 11010001 |
| 19 | 01011001 |
| 19.5 | 11011001 |
| 20 | 00110000 |
| 20.5 | 10110000 |
| 21 | 00111000 |
| 21.5 | 10111000 |
| 22 | 00110100 |
| 22.5 | 10110100 |
| 23 | 00111100 |
| 23.5 | 10111100 |
| 24 | 00110010 |
| 0 | 00000000 |
21位：超强
超强：1
普通：0
22位：灯光
亮：1
灭：0
23位与25位：健康，换气
健康：10
换气：01
健康+换气：11
普通：00
24位：制冷模式下-干燥；制热模式下-辅热；
干燥：1
普通：0
45-46位：显示温度
不显示：00
显示：10
显示室内温度：01
显示室外温度：11
其他位：
除了29、31、34位为“1”外，均为“0”。其他位功能不详（遥控器无对应项）。
第36位和69位分别是码段1和码段2的最后一位，无所谓“0”“1”。
4.3 其他说明
在自动模式下只可以设置的项目有：风速1、2、3级、自动；上上下左右扫风；显示温度；灯光；睡眠定时（非睡眠）。其他项均不可以设置。此时温度不可设置，温度段的代码为：10011101。
在关机状态下，可以设置定时开机，代码与睡眠定时关机一样。也可以设置灯光。
在制冷模式下，可以设置的项有：温度；扫风；健康换气，节能（仅在此状态下可以设置）；风速；定时；超强；睡眠；灯光；温度显示。
在除湿模式下，可以设置的项有：温度；扫风；健康换气；干燥；温度显示；定时；睡眠；灯光。
在送风模式下，可以设置的项有：温度；风速；健康换气；扫风；温度显示；定时；灯光。
在制热模式下，可以设置的项有：温度；风速；扫风；辅热；温度显示；定时；超强；睡眠；灯光。
MGQ 2012-04-141、 格力YB0F2红外信号命令格式
红外信号主要包括CMD1和CMD2两部分，其中CMD1包括35 位的命令 和一位停止位，CMD2包括32位的命令和一位停止位。
表格 1 CMD1
| Bit:1~3 | 4 | 5~6 | 7 | 8 | |||
| 模式 | 开关机(CMD2 32bit取反) | 风速 | 是否扫风 | 是否睡眠 | |||
| 9~12 | 13~16 | ||||||
| 温度 | 睡眠1 | ||||||
| 17~20 | 21 | 22 | 23 | 24 | |||
| 睡眠2 | 超强 | 灯光 | 健康 | 干燥/辅热 | |||
| 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 |
| 换气 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 33 | 34 | 35 | |||||
| 0 | 1 | 0 | |||||
表格 2 CMD2以上是关于STM32入门开发: 制作红外线遥控器(智能居家-万能遥控器)的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
STM32入门开发: NEC红外线协议解码(超低成本无线传输方案)
基于STM32的智能家居控制系统设计与实现(带红外遥控控制空调)