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NEC红外遥控器协议

分类: 文章 • 2024-10-16 14:21:16

遥控器的编码格式常见有两种，一种是NEC 格式，一种是RC5 格式。遥控器发出的信号，通过一个红外的接收头之后，信号被送到MCU 的一个中断引脚。通过MCU 来识别不同的时序，来实现遥控器按键信号的解码。

1、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

2、NEC协议数据格式

NEC 协议的数据格式包括了引导码、地址码（或者用户码）、地址码反码（或者用户码反码）、控制码（或者按键键码）、控制码反码（或者键码反码），最后一个停止位。停止位主要起隔离作用，一般不进行判断，编程时我们也不予理会。其中数据编码总共是 4 个字节 32 位，如图：

NEC红外遥控器协议

 

引导码及数据的定义如下图所示，当一直按住一个按钮的时候，会隔110ms左右发一次引导码（重复），并不带任何数据。

3、逻辑定义

  • 引导码：9ms 的载波+4.5ms 的空闲（收到信号低电平，无信号高电平）

                              NEC红外遥控器协议 


  • 比特值“0”：560us 的载波+560us 的空闲。
  • 比特值“1”：560us 的载波+1.68ms 的空闲。

                             NEC红外遥控器协议

 用户码、用户码反码、控制码、控制码反码均为8位。用户码用来和遥控器做匹配的，控制码代表是哪个按键。

4、中断流程

NEC红外遥控器协议

5、Stm32F4原子哥的程序，主要是溢出终端、捕获中断、按键扫描（增添详细注释）：

#include "remote.h"
#include "delay.h"


TIM_HandleTypeDef TIM1_Handler;      //定时器1句柄

//红外遥控初始化
//设置IO以及TIM1_CH1的输入捕获
//TIM1挂载APB2上
void Remote_Init(void)
{  
    TIM_IC_InitTypeDef TIM1_CH1Config;  
    
    TIM1_Handler.Instance=TIM1;                          //通用定时器1
    TIM1_Handler.Init.Prescaler=179;                     //预分频器,1M的计数频率,1us加1.
    TIM1_Handler.Init.CounterMode=TIM_COUNTERMODE_UP;    //向上计数器
    TIM1_Handler.Init.Period=10000;                      //自动装载值
    TIM1_Handler.Init.ClockDivision=TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
    HAL_TIM_IC_Init(&TIM1_Handler);
    
    //初始化TIM1输入捕获参数
    TIM1_CH1Config.ICPolarity=TIM_ICPOLARITY_RISING;    //上升沿捕获
    TIM1_CH1Config.ICSelection=TIM_ICSELECTION_DIRECTTI;//映射到TI1上
    TIM1_CH1Config.ICPrescaler=TIM_ICPSC_DIV1;          //配置输入分频，不分频
    TIM1_CH1Config.ICFilter=0x03;                       //IC1F=0003 8个定时器时钟周期滤波
    HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&TIM1_Handler,&TIM1_CH1Config,TIM_CHANNEL_1);//配置TIM1通道1
    HAL_TIM_IC_Start_IT(&TIM1_Handler,TIM_CHANNEL_1);   //开始捕获TIM1的通道1
    __HAL_TIM_ENABLE_IT(&TIM1_Handler,TIM_IT_UPDATE);   //使能更新中断
}

//定时器1底层驱动，时钟使能，引脚配置
//此函数会被HAL_TIM_IC_Init()调用
//htim:定时器1句柄
void HAL_TIM_IC_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
    __HAL_RCC_TIM1_CLK_ENABLE();            //使能TIM1时钟
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();			//开启GPIOA时钟
	
    GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_8;            //PA8
    GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_AF_PP;      //复用推挽输出
    GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP;          //上拉
    GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_HIGH;     //高速
    GPIO_Initure.Alternate=GPIO_AF1_TIM1;   //PA8复用为TIM1通道1
    HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initure);

    HAL_NVIC_SetPriority(TIM1_CC_IRQn,1,3); //设置中断优先级，抢占优先级1，子优先级3
    HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM1_CC_IRQn);       //开启ITM1中断

    HAL_NVIC_SetPriority(TIM1_UP_TIM10_IRQn,1,2); //设置中断优先级，抢占优先级1，子优先级2
    HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM1_UP_TIM10_IRQn);       //开启ITM1中断   
}

//遥控器接收状态
//[7]:收到了引导码标志
//[6]:得到了一个按键的所有信息
//[5]:保留	
//[4]:标记上升沿是否已经被捕获								   
//[3:0]:溢出计时器
u8 	RmtSta=0;	  	  
u16 Dval;		//下降沿时计数器的值
u32 RmtRec=0;	//红外接收到的数据	   		    
u8  RmtCnt=0;	//按键按下的次数	 

//定时器1更新（溢出）中断
void TIM1_UP_TIM10_IRQHandler(void)
{
	HAL_TIM_IRQHandler(&TIM1_Handler);//定时器共用处理函数
} 

//定时器1输入捕获中断服务程序	 
void TIM1_CC_IRQHandler(void)
{ 	
	HAL_TIM_IRQHandler(&TIM1_Handler);//定时器共用处理函数
}

//定时器更新（溢出）中断回调函数
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
 if(htim->Instance==TIM1){
 		if(RmtSta&0x80)//如果RmtSta第7位为1（引导码接收到了），RmtSta&0x80才为真，即上次有数据被接收到了
		{	
			RmtSta&=~0X10;						//取消上升沿已经被捕获标记
			if((RmtSta&0X0F)==0X00)RmtSta|=1<<6;//标记已经完成一次按键的键值信息采集
			if((RmtSta&0X0F)<14)RmtSta++;
			else
			{
				RmtSta&=~(1<<7);//清空引导标识
				RmtSta&=0XF0;	//清空计数器	
			}						 	   	
		}	
 
 }
}

//定时器输入捕获中断回调函数
void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)//捕获中断发生时执行
{
 if(htim->Instance==TIM1)
{
 	if(RDATA)//PA8为高电平，RDATA=1，即上升沿捕获
	{
		TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&TIM1_Handler,TIM_CHANNEL_1);   //一定要先清除原来的设置！！
        TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&TIM1_Handler,TIM_CHANNEL_1,TIM_ICPOLARITY_FALLING);//CC1P=1 设置为下降沿捕获
        __HAL_TIM_SET_COUNTER(&TIM1_Handler,0);  //清空定时器值   	  
		  	RmtSta|=0X10;					//RmtSta第四位置1，即标记上升沿已经被捕获
	}else //下降沿捕获
	{
        Dval=HAL_TIM_ReadCapturedValue(&TIM1_Handler,TIM_CHANNEL_1);//读取CCR1也可以清CC1IF标志位
        TIM_RESET_CAPTUREPOLARITY(&TIM1_Handler,TIM_CHANNEL_1);   //一定要先清除原来的设置！！
        TIM_SET_CAPTUREPOLARITY(&TIM1_Handler,TIM_CHANNEL_1,TIM_ICPOLARITY_RISING);//配置TIM5通道1上升沿捕获
		if(RmtSta&0X10)					//如果RmtSta的第四位为1，也就是完成一次高电平捕获 
		{
			if(RmtSta&0X80)//如果RmtSta的第七位为1，也就是接收到了引导码
			{
						
				if(Dval>300&&Dval<800)			//560为标准值,560us
				{
					RmtRec<<=1;	//左移一位.
					RmtRec|=0;	//接收到0	   
				}else if(Dval>1400&&Dval<1800)	//1680为标准值,1680us
				{
					RmtRec<<=1;	//左移一位.
					RmtRec|=1;	//接收到1
				}else if(Dval>2200&&Dval<2600)	//得到按键键值增加的信息 2500为标准值2.5ms
				{
					RmtCnt++; 		//按键次数增加1次
					RmtSta&=0XF0;	//清空计时器		
				}
			}
		/***
			以上3条，其中的高电平持续时间都在10ms之内，
			意思就是还没到10ms就产生了捕获中断（上升沿和下降沿），
			因为优先级相同的原因，这时是无法产生溢出中断的。
			只有当你到10ms了，还没有产生上升沿捕获或下降沿捕获，就会产生溢出中断；
			那什么情况下10ms都没有产生捕获呢，那就是上文中的连发码，那个97.94ms的高电平，
			远大于了10ms，故会产生溢出中断。在溢出中断里会标记已经完成一次完整的键值信息采集
			（RmtSta|=1<<6），正点原子在溢出中断中给设的连发码时间为130ms，
			超过130ms视为是松开按键了（因为松开按键就不会有脉冲，也就是高电平)
	   ***/
		else if(Dval>4200&&Dval<4700)		//如果下降沿时的计数值Dval为4500，即为标准值4.5ms
			{
				
      /****RmtSta第7位置1，标记成功接收到了引导码，然后才能满足if(RmtSta&0X80)，进行解码 ***/ 
                          RmtSta|=1<<7;	
             
			  RmtCnt=0;		//清除按键次数计数器
			}						 
		}
		RmtSta&=~(1<<4);
		}				 		     	    
	}
}

//处理红外键盘
//返回值:
//	 0,没有任何按键按下
//其他,按下的按键键值.
u8 Remote_Scan(void)
{        
	u8 sta=0;       
    u8 t1,t2;  
	if(RmtSta&(1<<6))//如果RmtSta第六位为1，即得到一个按键的所有信息了
	{ 
	    t1=RmtRec>>24;			//得到地址码
	    t2=(RmtRec>>16)&0xff;	//得到地址反码 
 	    if((t1==(u8)~t2)&&t1==REMOTE_ID)//检验：源码与反码以及发来地址码与遥控器是一套吗 
	    { 
	        t1=RmtRec>>8;  //得到地控制码
	        t2=RmtRec; 	   //得到地控制反码
	        if(t1==(u8)~t2)sta=t1;//源码与反码对比，如果键值正确，控制码传给sta保存	 
		}   
		if((sta==0)||((RmtSta&0X80)==0))//按键数据错误/遥控已经没有按下了
		{
		 	RmtSta&=~(1<<6);//RmtSta第六位置0，清除接收到有效按键标识
			RmtCnt=0;		//清除按键次数计数器
		}
	}  
    return sta;
}

 

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