• 【单片机】18-红外线遥控

    一、红外遥控背景知识

    1.人机界面

    （1）当面操作：按键，旋转/触摸按键，触摸屏

    （2）遥控操作：红外遥控，433M/2.4G无线通信【穿墙能力强】，蓝牙-WIFI-Zigbee-LoRa等无线网络

    2.红外遥控相关知识

    1.红外线基本知识

    红外线和紫外线人眼看不到，人可以看到的红外线是其中的一部分

    红外线传播不远

    2.红外发射和接收

    单向通信

    一个发送器【供电发光，发送红外信号】对应一个接收器【光电传感器】

    光【1】----》电【0】

    没有反应的可能性：

    1）发送和接收的频率不同

    2）上层协议不同

    万能遥控器：是包含多种协议

    3.38KHz载波和数字信号，调制

    载波：无线通信过程中，1和0无法在空气中传播，将1和0叠加在载波上

    数字信号：1和0

    调制：将1和0叠加在载波上

    解调：将调制的数据反调制，将数据取出来

    电话线上的猫：先将网络型号转换为电话线可以传播的信号然后进行传播

    4.红外遥控器通信协议

    遥控器和接收端的交互

    二、原理图分析

    1.原理图和接线

    1.接收端原理图

    2.IR1接收模块原理

    发送（调制）和接收（解调）

    （1）一体集成式接收头内部已经内置了红外载波解调功能，从IRD引脚出来的就是通信的二进制信号。所以单片机的IO可以直接接IRD引脚来读取红外信号中的通信信息。所以38KHz的载波的调制和解调过程对编程是透明的（可以忽视的）

    （2）红外接收头内部本身是有个相反的，意思是：平时发送方无发送信号时接收到的是1，有发送载波时接受头IRD引脚输出的是0，意味着后面时序图是相反的。

    2.红外遥控器全解析

    https://www.cnblogs.com/zhugeanran/p/9334289.html

    1.功能演示

    2.拆解

    3.芯片bingding工艺

    3.红外遥控系统工作过程综述

    1.发射端

    一般是一个红外遥控器，内置一个芯片，检查按键，收集键值，调制到38kHz

    2.传播

    通过红外头传播

    3.接收端

    对载波进行解调，得到1和0的信号，解开键值

    三、NEC协议讲解

    红外协议之NEC协议_Linux教程_Linux公社-Linux系统门户网站

    https://www.cnblogs.com/mylinux/p/5084264.html

    第 16 章 红外通信实验

    1.红外遥控协议原理

    因为逻辑1和逻辑0在空气中传输过程中是不稳定的

    1.红外遥控协议的作用

    从二进制的层面上定义了如何传输一帧数据（传输逻辑1应该多长的时间周期，传输逻辑0应该多长时间周期）

    数据是一帧一帧的传，不可以出现一帧没有传输完就传输下一帧。

    2.红外遥控的特征

    • 8 位地址和 8 位命令长度
    • 为提高可靠性每次传输两遍地址（用户码）和命令（按键值）
    • 通过脉冲串之间的时间间隔来实现信号的调制
    • 38Khz 载波
    • 每位的周期为 1.12ms（逻辑0） 或者 2.25ms（逻辑1）

    3.解析协议的关键点

    时间周期【传输逻辑1和传输逻辑0的时间不同】

    4.不同协议的差异

     时序的不同，调制的方式不同，但是低层还是按照38KHz发送

    5.为什么需要协议？

    只需要低层协议就足够

    2.NEC协议的关键点

    1.载波和信号

    2.关键：1和0分别如何表示

    3.数据是一帧一帧的整帧传输

    接收方无法预测什么时候可以接收完毕【异步：轮询或者中断】

    4.NEC是串行协议

    数据是一个bit一个bit的传输

    5.时序中的时间仍然是关键点

    四、官方示例代码

    1.如何得到一段代码精确延时时间【软仿真】

    涉及到延时时间问题时，一定要先确定频率

    延时等级问题

    注意点：每一次修改完后要记得重新运行一次

    实际上耗费时间包括：

    1）调用函数的时间

    2）函数内部代码的执行

    1. #include
    2. #include"ired.h"
    3.  
    4. void DelayMs(unsigned int x)   //0.14ms误差 0us
    5. {
    6. 	unsigned char i;
    7. 	while(x--)
    8. 	{
    9. 		for (i = 0; i<13; i++)
    10. 		{}
    11. 	}
    12. }
    13. void func(void){
    14. 	unsigned char a=1;
    15. }
    16.  
    17. void main(){
    18. 	unsigned char a=0,y=0;
    19. 	a=1;  //392us
    20. 	DelayMs(1); // 529us   实际上使用529-392=137us
    21. 	
    22. 	DelayMs(70); //8945    实际上使用8945-529=8416us
    23. 	func();
    24. 	y=a+4;
    25. 	a=2;

    2.中断函数

    1. void ReadIr() interrupt 0
    2. {
    3. 	unsigned char j,k;
    4. 	unsigned int err;
    5. 	Time = 0;					 
    6. 	DelayMs(70);			// 8416us---软仿真测试
    7.  
    8.     //时序图中要持续9us的时间处于低电平（相反）
    9. 	if (IRIN == 0)		//确认是否真的接收到正确的信号
    10. 	{	 
    11.         //检查是否超时		
    12. 		err = 1000;				//1000*10us=10ms,超过说明接收到错误的信号
    13. 		/*当两个条件都为真时循环，如果有一个条件为假的时候跳出循环，免得程序出错的时
    14. 		侯，程序死在这里*/	
    15.         //每过136ms去检查是否变为高电平
    16.         //IRIN==0：表示此时还是低电平，此时9ms还没有到
    17.         //err>0：避免死循环【超时设置】
    18. 		while ((IRIN==0) && (err>0))	//等待前面9ms的低电平过去  		
    19. 		{			
    20. 			DelayMs(1);			// 136us【在8.4us后不断检查】
    21. 			err--;
    22. 		} 
    23.         //超过9us，进入4.5ms
    24. 		if (IRIN == 1)			//如果正确等到9ms低电平
    25. 		{
    26. 			err = 500;//超时检查
    27. 			while ((IRIN==1) && (err>0))		 //等待4.5ms的起始高电平过去
    28. 			{
    29. 				DelayMs(1);
    30. 				err--;
    31. 			}
    32.             //开始传输数据
    33. 			for (k=0; k<4; k++)		//共有4组数据
    34. 			{			
    35. 				for (j=0; j<8; j++)	//接收一组数据【从低位开始读】
    36. 				{
    37. 					err = 60;
    38.                     //这里是为了消耗每接受一个数据前面的560us的时间		
    39. 					while ((IRIN==0) && (err>0))//等待信号前面的560us低电平过去
    40. 					{
    41. 						DelayMs(1);//延时1表示延时136us【软仿真】
    42. 						err--;
    43. 					}
    44. 					err = 500;
    45.                     //开始区分逻辑1（1.69ms）和逻辑0（0.56ms）
    46. 					while ((IRIN==1) && (err>0))	 //计算高电平的时间长度。
    47. 					{
    48. 						DelayMs(1);//0.14ms
    49.                         //逻辑1（1.69ms）和逻辑0（0.56ms）
    50.                         //1690/136=12个
    51.                         //560/136=4个
    52.                         //如果time》12则表示为逻辑1，如果time《4则表示为逻辑0
    53. 						Time++;//计算，看有多少个136us
    54. 						err--;
    55. 						if (Time > 30)//136*30=4080us【超时机制】
    56.                             //
    57. 						{
    58. 							EX0 = 1;
    59. 							return;
    60. 						}
    61. 					}
    62.                     //循环结束后，判断此时time的大小，如果
    63. 					IrValue[k] >>= 1;	 //k表示第几组数据
    64. 					if (Time >= 8)			//如果高电平出现大于565us，那么是1
    65. 					{
    66. 						IrValue[k] |= 0x80;//将得到的数据放在高位
    67. 					}
    68. 					Time = 0;		//用完时间要重新赋值							
    69. 				}
    70. 			}
    71. 		}
    72. 		if (IrValue[2] == ~IrValue[3])//判断两个命令（键值）是否相同---》检验
    73. 		{
    74. 			return;
    75. 		}
    76. 	}			
    77. }

    3.初始化函数

    1. void IrInit(void)
    2. {
    3. 	IT0=1;//外部中断0中断源类型选择位：下降沿触发
    4. 	EX0=1;//外部中断0中断允许位
    5. 	EA=1;	//打开总中断
    6.  
    7. 	IRIN=1;//初始化端口,平时电平为高电平【因为材料问题规定的】，所以才初始化为高电平
    8. }

    五、代码的移植

    1.全局变量的定义

    全局变量在哪个C文件中用就在哪个C文件中定义
    不能放在头文件中定义
     如果在多个C文件中都要用到同一个全局变量，应该在一个主要的C文件中定义
    然后其他C文件中extern声明即可

    ired.c

    1. // 全局变量在哪个C文件中用就在哪个C文件中定义
    2. // 不能放在头文件中定义
    3. // 如果在多个C文件中都要用到同一个全局变量，应该在一个主要的C文件中定义
    4. // 然后其他C文件中extern声明即可
    5. sbit IRIN = P3^2;
    6. unsigned char IrValue[5];  // IrValue的0-3用来放原始数据，4用来放经过校验确认无误的键值
    7. unsigned char Time;

    main.c

    extern unsigned char IrValue[6];//声明

    2.红外遥控器上的键值

    1.测试

    2.结果

    3.延时时间配合

    结合上面的“如何得到一段代码精确延时时间【软仿真】”去验证一个延迟时间函数对应多长时间，然后要求这个地方不超过9ms即可。

    4.屏蔽无效数据

    将经过校验确认无误的键值输出

    5.程序改良

    原来我们将主程序写在中断中，实际上不能写在里面。

    所以我们可以通过定时器来处理延时，因为在定时器在运行时，CPU还可以工作。

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/m0_63077733/article/details/133713652