结合STM32Arduino理解红外遥控编解码通信原理

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了结合STM32Arduino理解红外遥控编解码通信原理相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

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作者 | sugar

转自 | MultiMCU EDU

红外遥控我们并不陌生,身边随处可见,最常见的就是家电中的红外遥控,那你知道其中的收发原理吗?

今天就来分享一篇关于红外解码的文章。

1

硬件连接

红外解码只需连3 根线(2 根电源 + 1 根数据)即可,如下图中TSOP382

2

NEC 协议解码

本文所述的红外编解码采用 NEC 协议。通信的数据帧里使用 高电平时间 来区分 01

对于按一下然后按住不动的情况,NEC 协议下是这么处理的:

上图中写的“固定重复指令”也叫作“重复引导码”。对于红外通信协议,搜关键词“IR 引导码”会比较容易搜出结果。

NEC 的编码规则非常简单,如下图:

实际用逻辑分析仪抓取的波形如下,可以与上面的规则相互印证:

3

Arduino 红外解码

把上图中的代码复制到下面:


 
#include <IRremote.h>


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();
  


4

STM32 红外解码

1.外部中断方式

参考《江涛带你玩STM32-CubeMX红外NEC解码实战(上)—外部中断方式》

外部中断方式的优点在于:用哪个引脚都可以。因为没有使用片上定时器外设,所以需要使用 CPU 计数方式来算时间。

2.定时器捕获方式

参考《江涛带你玩STM32-CubeMX红外NEC解码实战(下)—定时器TIM捕获方式》

定时器捕获方式需要使用与定时器相关的引脚,优点是 CPU 不参与计时,被解放出来的 CPU 可以做其他的事。

PS

除了 NEC 协议,红外通信还有很多其他的协议,这在 Mixly 图形化编程软件中看得很明显,如下图:

本文选择最简单的 NEC 协议谈红外解码意在简单地体现 IR 通信的应用,所以没有引入 38kHz 载波的概念,如果想深入了解可以参考《STM32之红外遥控信号自学习实现》。

5

收、发解码差异

如上图,红外通信比较奇特的一点就是收发数据反相。这就导致虽然从发送方或接收方都能解出正确数据,但必解码时必须注意极性,极性要是反了就解不出或解不对数据。

通信实验:

如上图,作者觉得发与收之间的相位差加强了实验的真实感。作者用了两个单片机,分别是 ATMega 2560 和 ATMega 644,选 Arduino 系单片机的原因是想偷个懒不写软件。

下面放大一个数据,仔细看一看 38KHz 的载波长什么样:

上图的结论是占在“接收方”的角度写的“发送方”的行为。也就是说:

1.想让接收方接到 0,发送方就发 38KHz 的载波;

2.想让接收方接到 1,发送方就停止发送载波。

这里不免有人会问:停止发送载波实际上让接收方收到了 1,那该怎么区分“停止通信”和“通信中的 1”呢?

这答案就能看出 NEC 协议的作用了:数据帧有头有尾,在头尾之间的停止发送就是数据 1,不在头尾之间的就是没有通信

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