HX1838红外接收模块-红外遥控（外部中断+状态机）

目录

红外遥控

模块介绍

HX1838红外接收二极管

红外发射遥控器

遥控器键码

模块接线

NEC协议编码

状态机分析

驱动代码

IR.h

IR.c

main.c

红外遥控

红外遥控是利用红外光进行通信的设备，由红外LED将调制后的信号发出，由专用的红外接收头进行解调输出。红外线的波长在可见光范围外，所以人眼是看不到的。

在地球上充满了各种波长的电磁波，所谓的可见(色)光就是人眼可见的电磁波谱，其波长为 380~770nm，为了避免遥控器发射的光造成人眼不适及减少一般人造光源干扰，故选 用人眼不可见的红外线(Infrared)波长，目前业界遥控器发射头几乎都选用 940nm 波长。

模块介绍

总实物图

HX1838红外接收二极管

红外接收二极管，一般为黑色。

红外接收器是一种能够接收红外光信号并将其转换为电信号的元件。在NEC通信协议中，红外接收器会按照协议规定的解码方式，对接收到的红外光信号进行解析，以还原出原始的指令或数据。红外接收头通常被集成在一个元件中，内部包含光敏二极管等关键部件，以及用于信号放大、解调等功能的电路。

HX1838模块是可接收标准38KHz调制的遥控器信号，通过对进行编程，即可实现对遥控器信号的解码操作。它负责将接收红外遥控器发射过来的信息并将其解码成十六进制码，这样才能实现既定的通信。HX1838 红外接收头自带了滤波的功能。

红外发射遥控器

Mini薄红外遥控器，具有17个功能键，发射距离远可达8~10米（红外接收头本身质量,中间有无障碍物等因素会影响到遥控距离)。

红外发光二极管位于遥控器前部，发出的是红外线而不是可见光。它将电信号转换为红外光信号进行发送。这些红外光信号按照NEC协议的编码规则进行调制，以传输特定的指令或数据

发射管红外波长940nm
有效角度60度
晶振频率455KHZ的晶振
载波频率38KHZ
编码格式NEC
尺寸86*40*6mm
面贴材料0.125mmPET，有效寿命2万次
电源CR2025环保纽扣电池/1600mAH
电流静态电流3-5uA,动态电流3-5mA。

注意：使用前一定要记得给红外遥控器装上电池（抽出隔离贴），还有红外遥控器要对着红外接收模块使用


遥控器键码

模块接线

HX1838红外接收模块STM32F103C8T6
VCC3.3V，5V均可
GNDGND
信号输出引脚PA0

信号输出引脚空闲状态为高电平，接收到载波时为低电平

在电路中，需要反向供电，当红外发射二极管开关断开时，接收二极管为截至状态，阻抗无穷大，输出电压为5V，当红外发射二极管发射红外光时，接收二极管阻抗小。

接收不到红外光

接收到红外光

图片来源：一帧红外遥控信号，竟如此复杂，超乎你的想象！红外遥控的工作原理！_哔哩哔哩_bilibili

NEC协议编码

NEC通信协议主要用于红外（Infrared, IR）遥控系统中的电子元件。

NEC通信协议的特点

  • 载波频率：NEC协议使用38kHz的红外线载波进行通信，这使得信号在传输过程中具有较好的抗干扰能力和较远的传输距离。
  • 编码方式：NEC协议采用脉冲位置调制（PPM）的形式进行编码，通过测量脉冲和间隔的时间长度来解码出具体的数据。逻辑“1”和逻辑“0”分别对应不同的脉冲和间隔组合。
  • 数据包结构：NEC协议的数据包由引导码、地址码、地址反码、控制码和控制反码等部分组成。这种结构有助于实现数据的可靠传输和错误校验。


 

红外发射器将信号通过载波发送出来，红外接收器将接收到的红外信号进行电平解码，红外驱动根据这个解码后的电平信号进行解码操作，上图显示了NEC编码的时序规则

Start 表示起始信号，9ms_Low+4.5ms_Hight，表示一次红外传输的开始
Data表示要传输的数据，大小固定为4Bytes，每个数据位由0/1编码构成
560us_Low + 560us_High 代表数据0
560us_Low + 1680us_Hihg 代表数据1
Data的4Bytes数据构成:Address+Address反码+Command+Command反码
Address 厂商定义，一般为0x00
Command 厂商定义，红外遥控建对应的键位码
Repeat 信号 9ms_Low+2.25ms_High,当按键一直按着不放的时候会产生这个重复按键信号
Repeat 在Data后面

状态机分析

Timer.h，Timer.c文件见：HY-SRF05 超声波测距模块-CSDN博客

0.空闲状态：若处于空闲状态，则开启计时，进入等待信号状态；

1.等待信号状态：取出计时器数据后清0，判断信号为Start信号还是Repeat信号，若为Start信号，则进入读取数据状态；若为Repeat信号，则将IR_Replag置1，停止计时，回到空闲状态；

2.读取数据状态：取出计时器数据后清0，判断信号为"0"信号还是"1"信号，对应位赋值（难点），然后i＋1；若i加至32，则已完成数据读取，然后将IR_RxData清0，检验数据是否正确（反码取反），若正确，将地址和命令分别存至IR_Address和IR_Command，随后计时器停止，返回空闲状态；

误差：由于程序运行等原因，计时器的时间是有一定误差的，因此我们在判断时要对准确时间前后留有余量；若超出这个范围（出现错误），则返回等待信号状态；

图片来源：单片机学习（十）红外遥控与外部中断 - CodeReaper - 博客园 (cnblogs.com)

驱动代码

IR.h

#ifndef       _IR_H_
#define		  _IR_H_//按键
#define IR_POWER		0x45
#define IR_MODE			0x46
#define IR_MUTE			0x47
#define IR_START_STOP	0x44
#define IR_PREVIOUS		0x40
#define IR_NEXT			0x43
#define IR_EQ			0x07
#define IR_VOL_MINUS	0x15
#define IR_VOL_ADD		0x09
#define IR_0			0x16
#define IR_RPT			0x19
#define IR_USD			0x0D
#define IR_1			0x0C
#define IR_2			0x18
#define IR_3			0x5E
#define IR_4			0x08
#define IR_5			0x1C
#define IR_6			0x5A
#define IR_7			0x42
#define IR_8			0x52
#define IR_9			0x4Avoid IR_Init(void);uint8_t IR_GetKey(void);
uint8_t IR_GetAddress(void);
uint8_t IR_GetCommand(void);#endif

IR.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "IR.h"
#include "Timer.h"uint8_t IR_RepFlag=0;
uint8_t IR_RxFlag=0;
uint8_t IR_RxData[4];
uint8_t IR_Address=0;
uint8_t IR_Command=0;void IR_Init(void)
{RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA, GPIO_PinSource0);EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0;EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);Timer_Init();
}uint8_t IR_GetKey(void)
{if(IR_RepFlag || IR_RxFlag){IR_RepFlag=0;IR_RxFlag=0;return 1;}return 0;}uint8_t IR_GetAddress(void)
{return IR_Address;
}uint8_t IR_GetCommand(void)
{return IR_Command;
}void EXTI0_IRQHandler(void)
{uint16_t time=0;static uint8_t i=0;static uint8_t IR_State=0;if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) == SET){if(IR_State==0){TIM2->CNT=0;TIM_Cmd(TIM2, ENABLE);IR_State=1;}else if(IR_State==1){time=TIM2->CNT;TIM2->CNT=0;if(time>13500-500 && time<13500+500)  //13000~14000us{IR_State=2;}else if(time>11250-500 && time<11250+500) //10750~11750{IR_RepFlag=1;TIM_Cmd(TIM2, DISABLE);IR_State=0;}else{IR_State=1;}}else if(IR_State==2){time=TIM2->CNT;TIM2->CNT=0;if(time>1120-500 && time<1120+500)  //620~1620us{IR_RxData[i/8]&=~(0x01<<(i%8));i++;}else if(time>2250-500 && time<2250+500)//1750~2750{IR_RxData[i/8]|=0x01<<(i%8);i++;}else{IR_State=1;i=0;}if(i==32){i=0;if(IR_RxData[0] == (uint8_t)~IR_RxData[1] && IR_RxData[2] == (uint8_t)~IR_RxData[3]){IR_Address = IR_RxData[0];IR_Command = IR_RxData[2];IR_RxFlag=1;}TIM_Cmd(TIM2, DISABLE);IR_State=0;}}EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);}
}

main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "OLED.h"
#include "IR.h"uint8_t Address=0;
uint8_t Command=0;int main(void)
{OLED_Init();IR_Init();OLED_ShowString(1,1,"Address:xx");OLED_ShowString(2,1,"Command:xx");while (1){if(IR_GetKey()){OLED_ShowHexNum(1,9,IR_GetAddress(),2);OLED_ShowHexNum(2,9,IR_GetCommand(),2);}}
}

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