Linux红外驱动重点解析

红外遥控是我们经常见到的一种无线收发设备，比如电视遥控，空调遥控，现在电视遥控有些慢慢变成了蓝牙装置。昨天是在知识星球里面看到有人提问，今天来解析一份网友写的驱动程序。

调试红外需要注意几个细节

1、我们发射的遥控器用肉眼是看不到的，需要拿相机来观察。

2、红外接收管和普通的二极管不同，如果用错物料也是不行的。

1.NEC协议无线传输数据原理

NEC协议的特征：

1、8位地址和8位指令长度；

2、地址和命令两次传输；（确保可靠性）

3、PWM脉冲宽度调制，以发射红外载波的占空比代表“0”和“1”；

4、载波频率为38KHz

5、位时间为1.125ms和2.25ms

NEC码位的定义：一个脉冲对应560us的连续载波，一个逻辑1传输需要2.25ms（560us脉冲+1680us低电平），一个逻辑0的传输需要1.125ms（560us脉冲+560us低电平）。

而遥控接收头在收到脉冲时为低电平，在没有收到脉冲时为高电平，因此，我们在接收头端收到的信号为：逻辑1应该是560us低+1680us高，逻辑0应该是560us低+560us高。

如下图：

硬件

2. Linux下的驱动接收程序

参考原文：

https://blog.csdn.net/wllw7176/article/details/110506677

两个驱动文件

gpio-ir-recv.c

/* Copyright (c) 2012, Code Aurora Forum. All rights reserved.** This program is free software; you can redistribute it and/or modify* it under the terms of the GNU General Public License version 2 and* only version 2 as published by the Free Software Foundation.** This program is distributed in the hope that it will be useful,* but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of* MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the* GNU General Public License for more details.*/#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/irq.h>
#include <media/rc-core.h>
#include <media/gpio-ir-recv.h>#define GPIO_IR_DRIVER_NAME "gpio-rc-recv"
#define GPIO_IR_DEVICE_NAME "gpio_ir_recv"struct gpio_rc_dev {struct rc_dev *rcdev;int gpio_nr;bool active_low;
};#ifdef CONFIG_OF
/** Translate OpenFirmware node properties into platform_data*/
static int gpio_ir_recv_get_devtree_pdata(struct device *dev,struct gpio_ir_recv_platform_data *pdata)
{struct device_node *np = dev->of_node;enum of_gpio_flags flags;int gpio;gpio = of_get_gpio_flags(np, 0, &flags);if (gpio < 0) {if (gpio != -EPROBE_DEFER)dev_err(dev, "Failed to get gpio flags (%d)\n", gpio);return gpio;}pdata->gpio_nr = gpio;pdata->active_low = (flags & OF_GPIO_ACTIVE_LOW);/* probe() takes care of map_name == NULL or allowed_protos == 0 */pdata->map_name = of_get_property(np, "linux,rc-map-name", NULL);pdata->allowed_protos = 0;return 0;
}static const struct of_device_id gpio_ir_recv_of_match[] = {{ .compatible = "gpio-ir-receiver", },{ },
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, gpio_ir_recv_of_match);#else /* !CONFIG_OF */#define gpio_ir_recv_get_devtree_pdata(dev, pdata) (-ENOSYS)#endifstatic irqreturn_t gpio_ir_recv_irq(int irq, void *dev_id)
{struct gpio_rc_dev *gpio_dev = dev_id;int gval;int rc = 0;enum raw_event_type type = IR_SPACE;gval = gpio_get_value(gpio_dev->gpio_nr);if (gval < 0)goto err_get_value;if (gpio_dev->active_low)gval = !gval;if (gval == 1)type = IR_PULSE;rc = ir_raw_event_store_edge(gpio_dev->rcdev, type);if (rc < 0)goto err_get_value;ir_raw_event_handle(gpio_dev->rcdev);err_get_value:return IRQ_HANDLED;
}static int gpio_ir_recv_probe(struct platform_device *pdev)
{struct gpio_rc_dev *gpio_dev;struct rc_dev *rcdev;const struct gpio_ir_recv_platform_data *pdata =pdev->dev.platform_data;int rc;if (pdev->dev.of_node) {struct gpio_ir_recv_platform_data *dtpdata =devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*dtpdata), GFP_KERNEL);if (!dtpdata)return -ENOMEM;rc = gpio_ir_recv_get_devtree_pdata(&pdev->dev, dtpdata);if (rc)return rc;pdata = dtpdata;}if (!pdata)return -EINVAL;if (pdata->gpio_nr < 0)return -EINVAL;gpio_dev = kzalloc(sizeof(struct gpio_rc_dev), GFP_KERNEL);if (!gpio_dev)return -ENOMEM;rcdev = rc_allocate_device();if (!rcdev) {rc = -ENOMEM;goto err_allocate_device;}rcdev->priv = gpio_dev;rcdev->driver_type = RC_DRIVER_IR_RAW;rcdev->input_name = GPIO_IR_DEVICE_NAME;rcdev->input_phys = GPIO_IR_DEVICE_NAME "/input0";rcdev->input_id.bustype = BUS_HOST;rcdev->input_id.vendor = 0x0001;rcdev->input_id.product = 0x0001;rcdev->input_id.version = 0x0100;rcdev->dev.parent = &pdev->dev;rcdev->driver_name = GPIO_IR_DRIVER_NAME;if (pdata->allowed_protos)rcdev->allowed_protocols = pdata->allowed_protos;elsercdev->allowed_protocols = RC_BIT_ALL;rcdev->map_name = pdata->map_name ?: RC_MAP_EMPTY;gpio_dev->rcdev = rcdev;gpio_dev->gpio_nr = pdata->gpio_nr;gpio_dev->active_low = pdata->active_low;rc = gpio_request(pdata->gpio_nr, "gpio-ir-recv");if (rc < 0)goto err_gpio_request;rc  = gpio_direction_input(pdata->gpio_nr);if (rc < 0)goto err_gpio_direction_input;rc = rc_register_device(rcdev);if (rc < 0) {dev_err(&pdev->dev, "failed to register rc device\n");goto err_register_rc_device;}platform_set_drvdata(pdev, gpio_dev);rc = request_any_context_irq(gpio_to_irq(pdata->gpio_nr),gpio_ir_recv_irq,IRQF_TRIGGER_FALLING | IRQF_TRIGGER_RISING,"gpio-ir-recv-irq", gpio_dev);if (rc < 0)goto err_request_irq;return 0;err_request_irq:rc_unregister_device(rcdev);rcdev = NULL;
err_register_rc_device:
err_gpio_direction_input:gpio_free(pdata->gpio_nr);
err_gpio_request:rc_free_device(rcdev);
err_allocate_device:kfree(gpio_dev);return rc;
}static int gpio_ir_recv_remove(struct platform_device *pdev)
{struct gpio_rc_dev *gpio_dev = platform_get_drvdata(pdev);free_irq(gpio_to_irq(gpio_dev->gpio_nr), gpio_dev);rc_unregister_device(gpio_dev->rcdev);gpio_free(gpio_dev->gpio_nr);kfree(gpio_dev);return 0;
}#ifdef CONFIG_PM
static int gpio_ir_recv_suspend(struct device *dev)
{struct platform_device *pdev = to_platform_device(dev);struct gpio_rc_dev *gpio_dev = platform_get_drvdata(pdev);if (device_may_wakeup(dev))enable_irq_wake(gpio_to_irq(gpio_dev->gpio_nr));elsedisable_irq(gpio_to_irq(gpio_dev->gpio_nr));return 0;
}static int gpio_ir_recv_resume(struct device *dev)
{struct platform_device *pdev = to_platform_device(dev);struct gpio_rc_dev *gpio_dev = platform_get_drvdata(pdev);if (device_may_wakeup(dev))disable_irq_wake(gpio_to_irq(gpio_dev->gpio_nr));elseenable_irq(gpio_to_irq(gpio_dev->gpio_nr));return 0;
}static const struct dev_pm_ops gpio_ir_recv_pm_ops = {.suspend        = gpio_ir_recv_suspend,.resume         = gpio_ir_recv_resume,
};
#endifstatic struct platform_driver gpio_ir_recv_driver = {.probe  = gpio_ir_recv_probe,.remove = gpio_ir_recv_remove,.driver = {.name   = GPIO_IR_DRIVER_NAME,.of_match_table = of_match_ptr(gpio_ir_recv_of_match),
#ifdef CONFIG_PM.pm = &gpio_ir_recv_pm_ops,
#endif},
};
module_platform_driver(gpio_ir_recv_driver);MODULE_DESCRIPTION("GPIO IR Receiver driver");
MODULE_LICENSE("GPL v2");

ir-nec-decoder.c

/* ir-nec-decoder.c - handle NEC IR Pulse/Space protocol** Copyright (C) 2010 by Mauro Carvalho Chehab** This program is free software; you can redistribute it and/or modify*  it under the terms of the GNU General Public License as published by*  the Free Software Foundation version 2 of the License.**  This program is distributed in the hope that it will be useful,*  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of*  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the*  GNU General Public License for more details.*/#include <linux/bitrev.h>
#include <linux/module.h>
#include "rc-core-priv.h"#define NEC_NBITS  32
#define NEC_UNIT  562500  /* ns */
#define NEC_HEADER_PULSE (16 * NEC_UNIT)
#define NECX_HEADER_PULSE (8  * NEC_UNIT) /* Less common NEC variant */
#define NEC_HEADER_SPACE (8  * NEC_UNIT)
#define NEC_REPEAT_SPACE (4  * NEC_UNIT)
#define NEC_BIT_PULSE  (1  * NEC_UNIT)
#define NEC_BIT_0_SPACE  (1  * NEC_UNIT)
#define NEC_BIT_1_SPACE  (3  * NEC_UNIT)
#define NEC_TRAILER_PULSE (1  * NEC_UNIT)
#define NEC_TRAILER_SPACE (10 * NEC_UNIT) /* even longer in reality */
#define NECX_REPEAT_BITS 1enum nec_state {STATE_INACTIVE,STATE_HEADER_SPACE,STATE_BIT_PULSE,STATE_BIT_SPACE,STATE_TRAILER_PULSE,STATE_TRAILER_SPACE,
};/*** ir_nec_decode() - Decode one NEC pulse or space* @dev: the struct rc_dev descriptor of the device* @duration: the struct ir_raw_event descriptor of the pulse/space** This function returns -EINVAL if the pulse violates the state machine*/
static int ir_nec_decode(struct rc_dev *dev, struct ir_raw_event ev)
{struct nec_dec *data = &dev->raw->nec;u32 scancode;u8 address, not_address, command, not_command;bool send_32bits = false;if (!(dev->enabled_protocols & RC_BIT_NEC))return 0;if (!is_timing_event(ev)) {if (ev.reset)data->state = STATE_INACTIVE;return 0;}IR_dprintk(2, "NEC decode started at state %d (%uus %s)\n",data->state, TO_US(ev.duration), TO_STR(ev.pulse));switch (data->state) {case STATE_INACTIVE:if (!ev.pulse)break;if (eq_margin(ev.duration, NEC_HEADER_PULSE, NEC_UNIT * 2)) {data->is_nec_x = false;data->necx_repeat = false;} else if (eq_margin(ev.duration, NECX_HEADER_PULSE, NEC_UNIT / 2))data->is_nec_x = true;elsebreak;data->count = 0;data->state = STATE_HEADER_SPACE;return 0;case STATE_HEADER_SPACE:if (ev.pulse)break;if (eq_margin(ev.duration, NEC_HEADER_SPACE, NEC_UNIT)) {data->state = STATE_BIT_PULSE;return 0;} else if (eq_margin(ev.duration, NEC_REPEAT_SPACE, NEC_UNIT / 2)) {if (!dev->keypressed) {IR_dprintk(1, "Discarding last key repeat: event after key up\n");} else {rc_repeat(dev);IR_dprintk(1, "Repeat last key\n");data->state = STATE_TRAILER_PULSE;}return 0;}break;case STATE_BIT_PULSE:if (!ev.pulse)break;if (!eq_margin(ev.duration, NEC_BIT_PULSE, NEC_UNIT / 2))break;data->state = STATE_BIT_SPACE;return 0;case STATE_BIT_SPACE:if (ev.pulse)break;if (data->necx_repeat && data->count == NECX_REPEAT_BITS &&geq_margin(ev.duration,NEC_TRAILER_SPACE, NEC_UNIT / 2)) {IR_dprintk(1, "Repeat last key\n");rc_repeat(dev);data->state = STATE_INACTIVE;return 0;} else if (data->count > NECX_REPEAT_BITS)data->necx_repeat = false;data->bits <<= 1;if (eq_margin(ev.duration, NEC_BIT_1_SPACE, NEC_UNIT / 2))data->bits |= 1;else if (!eq_margin(ev.duration, NEC_BIT_0_SPACE, NEC_UNIT / 2))break;data->count++;if (data->count == NEC_NBITS)data->state = STATE_TRAILER_PULSE;elsedata->state = STATE_BIT_PULSE;return 0;case STATE_TRAILER_PULSE:if (!ev.pulse)break;if (!eq_margin(ev.duration, NEC_TRAILER_PULSE, NEC_UNIT / 2))break;data->state = STATE_TRAILER_SPACE;return 0;case STATE_TRAILER_SPACE:if (ev.pulse)break;if (!geq_margin(ev.duration, NEC_TRAILER_SPACE, NEC_UNIT / 2))break;address     = bitrev8((data->bits >> 24) & 0xff);not_address = bitrev8((data->bits >> 16) & 0xff);command     = bitrev8((data->bits >>  8) & 0xff);not_command = bitrev8((data->bits >>  0) & 0xff);if ((command ^ not_command) != 0xff) {IR_dprintk(1, "NEC checksum error: received 0x%08x\n",data->bits);send_32bits = true;}if (send_32bits) {/* NEC transport, but modified protocol, used by at* least Apple and TiVo remotes */scancode = data->bits;IR_dprintk(1, "NEC (modified) scancode 0x%08x\n", scancode);} else if ((address ^ not_address) != 0xff) {/* Extended NEC */scancode = address     << 16 |not_address <<  8 |command;IR_dprintk(1, "NEC (Ext) scancode 0x%06x\n", scancode);} else {/* Normal NEC */scancode = address << 8 | command;IR_dprintk(1, "NEC scancode 0x%04x\n", scancode);}if (data->is_nec_x)data->necx_repeat = true;rc_keydown(dev, RC_TYPE_NEC, scancode, 0);data->state = STATE_INACTIVE;return 0;}IR_dprintk(1, "NEC decode failed at count %d state %d (%uus %s)\n",data->count, data->state, TO_US(ev.duration), TO_STR(ev.pulse));data->state = STATE_INACTIVE;return -EINVAL;
}static struct ir_raw_handler nec_handler = {.protocols = RC_BIT_NEC,.decode  = ir_nec_decode,
};static int __init ir_nec_decode_init(void)
{ir_raw_handler_register(&nec_handler);printk(KERN_INFO "IR NEC protocol handler initialized\n");return 0;
}static void __exit ir_nec_decode_exit(void)
{ir_raw_handler_unregister(&nec_handler);
}module_init(ir_nec_decode_init);
module_exit(ir_nec_decode_exit);MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Mauro Carvalho Chehab");
MODULE_AUTHOR("Red Hat Inc. (http://www.redhat.com)");
MODULE_DESCRIPTION("NEC IR protocol decoder");

参考文章中的dts文件：

gpio-ir-receiver {compatible = "gpio-ir-receiver";gpios = <&gpio4 19 GPIO_ACTIVE_HIGH>; //连接红外的中断引脚active_low = <1>;                     //红外接收器是否将信号取反，有些红外接收器会将接收到的高低电平信号反向输出，比如我使用的hx1838红外接收器linux,rc-map-name = "rc-hx18380-carmp3"; //红外scancode与实际input_evnent code映射表名称，要在rc_register_device注册，具体见gpio-ir-recv.callowed_protos = <0x100>; /*NEC protocol*/ //保留，驱动中并未使用
};

另一个文件里面调用的

ir-nec-decoder.c