STM32 入门开发制作红外线遥控器 (智能居家 - 万能遥控器)

作者：DS小龙哥

2022 年 8 月 16 日
重庆
本文字数：3777 字
阅读完需：约 12 分钟

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

二、NEC 协议与相关硬件介绍

2.1 NEC 协议介绍

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);    }}

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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}

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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


因为文章篇幅限制，不能贴出全部代码，字数超限。需要其他部分的代码可以去这里下载：https://download.csdn.net/download/xiaolong1126626497/19863305

#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;  }}

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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}

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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：

制热模式：

吸湿模式：

送风模式：

13-20 位：睡眠定时

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。

五、美的空调协议介绍

L 为引导码,

S 为分隔码,

A 为认别码(A=10110010=B2，预留方案时 A=10110111=B7),

A'为 A 的反码,

B'为 B 的反码,

C'为 C 的反码

遥控器发射红外信号之时，通过“560 微秒低电平+1680 微秒高电平”代表“1”，通过“560 微秒低电平+560 微秒低电平”代表“0”。

美的的红外采用 NEC 格式的 R05d

该协议的红外信号编码格式为：引导码+客户码+客户反码+数据码+数据反码+结束位，

其中引导码和结束码都是固定的，数据反码由数据码按位取反得来，真正变化的只有用户码和数据码。

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原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/99602c46cc32b465f5d9760bb】。文章转载请联系作者。

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之所以觉得累，是因为说的比做的多。 2022.01.06 加入

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一、环境介绍

二、NEC 协议与相关硬件介绍

2.1 NEC 协议介绍

2. 2 使用的相关硬件

2.3 完成 NEC 协议编码发送

三、核心代码

3.1 main.c

3.2 红外线.c

四、格力空调遥控协议介绍

4.1 协议解析

4.2 编码定义

4.3 其他说明

五、美的空调协议介绍

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