STM32F407實現NEC協議紅外線解碼

【1】NEC紅外線協議介紹

NEC紅外線協議是一種常用的紅外線通信協議，廣泛應用于消費電子產品中，如電視、DVD播放器、空調遙控器等。該協議定義了紅外線通信的物理層和數據鏈路層規(guī)范，以實現可靠的紅外線數據傳輸。

下面是NEC紅外線協議的詳細介紹：

（1）載波頻率：NEC紅外線協議使用的載波頻率為38kHz。發(fā)送方通過以38kHz頻率調制紅外線光信號，接收方則通過解調來接收數據。

（2）數據編碼：NEC紅外線協議使用脈沖寬度編碼（Pulse Width Encoding）來表示二進制數據。每個數據位由一系列的脈沖組成，邏輯0和邏輯1分別由不同的脈沖寬度表示。

• 邏輯0：發(fā)送方發(fā)射一個530μs的載波后，延遲時間為530μs。
• 邏輯1：發(fā)送方發(fā)射一個530μs的載波后，延遲時間為1.69ms。

（3）幀結構：NEC紅外線協議的一個完整幀由多個數據位組成，包括引導碼、自定義碼、數據碼和反碼。幀結構如下：

• 引導碼（Leader Code）：由一系列的載波脈沖組成，用于同步接收方和發(fā)送方的時鐘。
• 自定義碼（Custom Code）：8位數據，用于識別設備類型。
• 數據碼（Data Code）：8位數據，用于傳輸具體命令或數據。
• 反碼（Inverted Data Code）：數據碼的反碼，用于校驗數據的正確性。

（4）重復碼：為了提高通信可靠性，NEC紅外線協議還定義了重復碼。當按鍵保持不松開時，發(fā)送方會周期性地發(fā)送重復碼，以確保接收方正確接收到連續(xù)的按鍵數據。

（5）接收端工作原理：接收端使用紅外線接收模塊接收紅外線信號，并通過解調將其轉換為數字數據。接收端在接收到引導碼后，開始解析自定義碼和數據碼，并進行校驗。

NEC紅外線協議的優(yōu)點是簡單、廣泛應用，并且在消費電子產品中得到了廣泛支持。提供了可靠的紅外線數據傳輸方式，適用于遠程控制和通信需求。

【2】硬件連接

38KHZ紅外線接收頭硬件連接圖：

【3】源代碼

Main.c示例代碼

#include "stm32f4xx.h" // Device header
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "usart.h"
#include "sys.h"
#include "exti.h"
#include "timer.h"
#include "pwm.h"
#include "ds18b20.h"
#include "infrared.h"
extern u8 InfraredRxBuff[5];
int main(void)
{
		LED_Init();
		KEY_Init();
		USART1_Init(84,115200);
		KEY_EXTI_Init();
		DS18B20_Init();
		InfraredRxInit();             //紅外線解碼初始化
	  while(1)
		{
			  if(InfraredRxBuff[4])
				 {
						 InfraredRxBuff[4]=0; //清除接收成功標志
						 printf("USER=0x%xrn",InfraredRxBuff[0]);
						 printf("KEY=0x%xrn",InfraredRxBuff[2]);
						 LED0=0;
						 DelayMs(100);
						 LED0=1;
				 }
		}
}

Infread.c文件示例

#include "infrared.h"
/*
函數功能：紅外線解碼初始化
硬件連接：PA8
定 時 器：使用TIM2
*/
void InfraredRxInit(void)
{
		/*1. 開時鐘*/
	  RCC->AHB1ENR|=1<<0;//使能PORTA時鐘
	
	  /*2. 配置GPIO口模式*/
	  GPIOA->MODER&=~(0x3<<8*2); //清除模式
		GPIOA->MODER|=0x0<<8*2;    //配置輸入模式
		
	  /*3. 開啟SYSCFG時鐘 */
		RCC->APB2ENR|=1<<14;
		
	  /*4. 開放來自線x上的中斷請求*/
	  EXTI->IMR|=1<<8; //中斷線8
	
	  /*3. 配置中斷線觸發(fā)邊沿*/
	  EXTI->FTSR|=1<<8; //下降沿
	  
	  /*4. 配置產生中斷的對應IO口*/
	  SYSCFG->EXTICR[2]&=~(0xf<<0*4);
	  SYSCFG->EXTICR[2]|=0x0<<0*4;
	  
	  /*5. 配置中斷優(yōu)先級*/
		SetNVICPriorityGrouping(EXTI9_5_IRQn,1,1);
	
		/*6. 初始化定時器*/
	  RCC->APB1ENR|=1<<0;     //開啟定時器2的時鐘
	  RCC->APB1RSTR|=1<<0;    //開啟復位時鐘  
	  RCC->APB1RSTR&=~(1<<0); //關閉  
	  TIM2->PSC=84;     			//預分頻
	  TIM2->ARR=65535;        //重裝載寄存器
	  TIM2->CR1&=~(1<<0);     //開啟計數器
}

/*
函數功能：獲取高電平持續(xù)的時間
返 回 值：高電平持續(xù)的時間
*/
u32 GetInfraredRxH(void)
{
	 TIM2->CR1|=1<<0;
	 TIM2->CNT=0;
	 while(INFRARED_RX){}
	 TIM2->CR1&=~(1<<0);
	 return TIM2->CNT;
}

/*
函數功能：獲取低電平持續(xù)的時間
返 回 值：低電平持續(xù)的時間
*/
u32 GetInfraredRxL(void)
{
	 TIM2->CR1|=1<<0;
	 TIM2->CNT=0;
	 while(!INFRARED_RX){}
	 TIM2->CR1&=~(1<<0);
	 return TIM2->CNT;
}


/*
函數功能：外部中斷線0中斷服務函數
NEC協議解碼原理：
1. 先接收引導碼：9ms低電平+4.5ms高電平
2. 引導碼之后，是連續(xù)的32位數據。用戶碼+用戶反碼+按鍵碼+按鍵反碼
3. 數據‘0’ ：560us低電平+560us高電平
4. 數據‘1’ ：560us低電平+1680us高電平
*/
u8 InfraredRxBuff[5]={0}; //存放紅外線接收的數據值，其中[4]表示標志位。=0失敗，=1成功
void EXTI9_5_IRQHandler(void)
{
		u32 time,j,i;
		u8 data=0;
		EXTI->PR|=1<<0;  //清除中斷標志位
		/*1. 判斷引導碼*/
		time=GetInfraredRxL(); //獲取低電平的時間
		if(time<5000||time>11000)return;
		time=GetInfraredRxH();
		if(time<2500||time>5500)return;
	
	  /*2. 接收用戶碼和按鍵碼*/
		for(i=0;i<4;i++)
	  {
				for(j=0;j<8;j++)
			  {
						time=GetInfraredRxL(); //獲取低電平的時間
					  if(time<360||time>660)return;
						
						time=GetInfraredRxH(); //獲取高電平的時間
					  //560us高電平  0  、 1680us高電平 1
						if(time>360&&time<660)
						{
							data>>=1;
						}
					  else if(time>1480&&time<1880)
						{
							 data>>=1;
							 data|=0x80; //1000 0000
						}
				}
				InfraredRxBuff[i]=data;
		}
		InfraredRxBuff[4]=1; //標志紅外線解碼成功
}

Infread.h文件示例

#ifndef _INFRARED_H
#define _INFRARED_H
#include "stm32f4xx.h"
#include "sys.h"
void InfraredRxInit(void);
u32 GetInfraredRxH(void);
u32 GetInfraredRxL(void);
#define INFRARED_RX PAin(8)  //紅外線的接收口
#endif

截圖示例：