1）实验平台：正点原子MiniPro H750开发板 2）平台购买地址：https://detail.tmall.com/item.htm?id=677017430560 3）全套实验源码+手册+视频下载地址：http://www.openedv.com/thread-336836-1-1.html 4）对正点原子STM32感兴趣的同学可以加群讨论：879133275

本章，我们将介绍STM32对红外遥控器的信号解码。STM32板子上标配的红外接收头和一个小巧的红外遥控器。我们将利用STM32的输入捕获功能，解码开发板标配的红外遥控器的编码信号，并将编码后的键值在LCD模块中显示出来。 本章分为如下几个小节： 38.1 红外遥控简介 38.2 硬件设计 38.3 程序设计 38.4 下载验证

38.1.1 红外遥控技术介绍 红外遥控是一种无线、非接触控制技术，具有抗干扰能力强，信息传输可靠，功耗低，成本低，易实现等显著优点，被诸多电子设备特别是家用电器广泛采用，并越来越多的应用到计算机系统中。 由于红外线遥控不具有像无线电遥控那样穿过障碍物去控制被控对象的能力，所以，在设计红外线遥控器时，不必要像无线电遥控器那样，每套(发射器和接收器)要有不同的遥控频率或编码(否则，就会隔墙控制或干扰邻居的家用电器)，所以同类产品的红外线遥控器，可以有相同的遥控频率或编码，而不会出现遥控信号“串门”的情况。这对于大批量生产以及在家用电器上普及红外线遥控提供了极大的方便。由于红外线为不可见光，因此对环境影响很小，再由红外光波动波长远小于无线电波的波长，所以红外线遥控不会影响其他家用电器，也不会影响临近的无线电设备。 38.1.2 红外器件特性 红外遥控的情景中，必定会有一个红外发射端和红外接收端。在本实验中，正点原子的红外遥控器作为红外发射端，红外接收端就是板载的红外接收器，实物图可以查看38.2.3小节原理图部分。要使两者通信成功，收/发红外波长与载波频率需一致，在这里波长就是940nm，载波频率就是38kHz。 红外发射管也是属于二极管类，红外发射电路通常使用三极管控制红外发射器的导通或者截至，在导通的时候，红外发射管会发射出红外光，反之，就不会发射出红外光。虽然我们用肉眼看不到红外光，但是我们借助手机摄像头就能看到红外光。但是红外接收管的特性是当接收到红外载波信号时，OUT引脚输出低电平；假如没有接收到红外载波信号时，OUT引脚输出高电平。 红外载波信号其实就是由一个个红外载波周期组成。在频率为38KHz下，红外载波周期约等于26.3us（1s / 38KHz ≈ 26.3us）。在一个红外载波发射周期里，发射红外光时间8.77us和不发射红外光17.53us，发射红外光的占空比一般为1/3。相对的，整个周期内不发射红外光，就是载波不发射周期。在红外遥控器内已经把载波和不载波信号处理好，我们需要做的就是识别遥控器按键发射出的信号，信号也是遵循某种协议的。 38.1.3 红外编解码协议介绍 红外遥控的编码方式目前广泛使用的是：PWM（脉冲宽度调制）的NEC协议和Philips PPM（脉冲位置调制）的RC-5协议的。开发板配套的遥控器使用的是NEC协议，其特征如下： 1、8 位地址和 8 位指令长度； 2、地址和命令 2 次传输（确保可靠性）； 3、PWM 脉冲位置调制，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 或 2.25ms； 在NEC协议中，如何为协议中的数据‘0’或者‘1’？这里分开红外接收器和红外发射器。 红外发射器：发送协议数据‘0’ = 发射载波信号560us + 不发射载波信号560us 发送协议数据‘1’ = 发射载波信号560us + 不发射载波信号1680us 红外发射器的位定义如下图所示：

图38.1.3.1 红外发射器位定义图 红外接收器：接收到协议数据‘0’ = 560us低电平 + 560us高电平 接收到协议数据‘1’ = 560us低电平 + 1680us高电平 红外接收器的位定义如下图所示：

图38.1.3.2 红外接收器位定义图 NEC遥控指令的数据格式为：同步码头、地址码、地址反码、控制码、控制反码。同步码由一个9ms的低电平和一个4.5ms的高电平组成，地址码、地址反码、控制码、控制反码均是8位数据格式。按照低位在前，高位在后的顺序发送。采用反码是为了增加传输的可靠性（可用于校验）。 我们遥控器的按键▽按下时，从红外接收头端收到的波形如图38.1.1 所示：

图38.1.3.3 按键▽所对应的红外波形 从上图中可以看到，其地址码为0，控制码为21（正确解码后00010101）。可以看到在100ms之后，我们还收到了几个脉冲，这是NEC码规定的连发码(由9ms低电平+2.25ms高电平+0.56ms低电平+97.94ms高电平组成)，如果在一帧数据发送完毕之后，按键仍然没有放开，则发射重复码，即连发码可以通过统计连发码的次数来标记按键按下的长短/次数。 第二十一章我们曾经介绍过利用输入捕获来测量高电平的脉宽，本章解码红外遥控信号，刚 好可以利用输入捕获的这个功能来实现遥控解码。关于输入捕获的介绍，请参考第二十一章的内容。

图38.2.1 红外遥控接收头与STM32的连接电路图 红外遥控接收头连接在STM32的PA8（TIM1_CH1）上。硬件上不需要变动，只要程序将TIM1_CH1设计为输入捕获，然后将收到的脉冲信号解码就可以了。不过需要注意：REMOTE_IN和DCMI_XCLK共用了PA8，所以他们不可以同时使用。 开发板配套的红外遥控器外观如图38.2.1所示：

图38.2.2 红外遥控器 开发板上接收红外遥控器信号的红外管外观如图38.2.3所示。使用时需要遥控器有红外管的一端对准开发板上的红外管才能正确收到信号。

图38.2.3 开发板上的红外接收管位置 38.3 程序设计 由于红外遥控实验采用的是定时器的输入捕获功能，所以这里大家就需要往前面定时器章节输入捕获实验中重温一下输入捕获功能的配置。下面我们也把红外遥控的配置步骤讲解一下。 红外遥控配置步骤 1）初始化TIMx，设置TIMx的ARR和PSC等参数 HAL库通过调用定时器输入捕获初始化函数HAL_TIM_IC_Init完成对定时器参数初始化。 注意：该函数会调用：HAL_TIM_IC_MspInit函数来完成对定时器底层以及其输入通道IO的初始化，包括：定时器及GPIO时钟使能、GPIO模式设置、中断设置等。 2）开启TIMx和输入通道的GPIO时钟，配置该IO口的复用功能输入 首先开启TIMx的时钟，然后配置GPIO为复用功能输出。本实验我们默认用到定时器1通道1，对应IO是PA8，它们的时钟开启方法如下： __HAL_RCC_TIM1_CLK_ENABLE(); /* 使能定时器1 / __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); / 开启GPIOA时钟 */ IO口复用功能是通过函数HAL_GPIO_Init来配置的。 3）设置TIMx_CHy的输入捕获模式，开启输入捕获 在HAL库中，定时器的输入捕获模式是通过HAL_TIM_IC_ConfigChannel函数来设置定时器某个通道为输入捕获通道，包括映射关系，输入滤波和输入分频等。 4）使能定时器更新中断，开启捕获功能以及捕获中断，配置定时器中断优先级 通过__HAL_TIM_ENABLE_IT函数使能定时器更新中断。 通过HAL_TIM_IC_Start_IT函数使能定时器并开启捕获功能以及捕获中断。 通过HAL_NVIC_EnableIRQ函数使能定时器中断。 通过HAL_NVIC_SetPriority函数设置中断优先级。 5）编写中断服务函数 定时器1中断服务函数为：TIM1_IRQHandler，当发生中断的时候，程序就会执行中断服务函数。HAL库为了使用方便，提供了一个定时器中断通用处理函数HAL_TIM_IRQHandler，该函数会调用一些定时器相关的回调函数，用于给用户处理定时器中断到了之后，需要处理的程序。本实验我们除了用到更新（溢出）中断回调函数HAL_TIM_PeriodElapsedCallback之外，还要用到捕获中断回调函数HAL_TIM_IC_CaptureCallback。详见本例程源码。 38.3.1 程序流程图

图38.3.2.1 红外遥控实验程序流程图 38.3.2 程序解析

remote_init函数主要是对红外遥控使用到的定时器1和定时器通道1进行相关配置，关于定时器1通道1的IO放在回调函数HAL_TIM_IC_MspInit中初始化。 在remote_init函数中，通过调用HAL_TIM_IC_Init函数初始化定时器的ARR和PSC等参数；通过调用HAL_TIM_IC_ConfigChannel函数配置映射关系，滤波和分频等；最后调用HAL_TIM_IC_Start_IT和__HAL_TIM_ENABLE_IT分别使能捕获通道和使能定时器中断。 在HAL_TIM_IC_MspInit函数中主要通过HAL_GPIO_Init函数对定时器输入通道的GPIO口进行配置，最后还需要设置中断抢占优先级和响应优先级。 通过上面两个函数的配置后，定时器的输入捕获已经初始化完成，接下来我们还需要作一些接收处理，下面先介绍下面这三个变量。 /* 遥控器接收状态

/ uint8_t g_remote_sta = 0; uint32_t g_remote_data = 0; / 红外接收到的数据 / uint8_t g_remote_cnt = 0; / 按键按下的次数 */ 这三个变量用于辅助实现高电平的捕获。其中g_remote_sta是用来记录捕获状态，这个变量，我们把它当成一个寄存器来使用。对其各位进行定义，描述如下表所示： g_remote_sta bit7 bit6 bit5 bit4 Bit3~0 收到引导码 得到一个按键所有信息 保留 标记上升沿是否已经被捕获 溢出计时器 表38.3.2.1 g_remote_sta各位描述 变量g_remote_data用于存放红外接收到的数据，而g_remote_cnt是存放按键按下的次数。 下面开始看中断服务函数里面的逻辑程序，HAL_TIM_IRQHandler函数会调用下面两个回调函数，我们的逻辑代码就是放在回调函数里，函数的定义如下：

main函数代码比较简单，主要是通过remote_scan函数获得红外遥控输入的数据（控制码），然后显示在LCD上面。正点原子红外遥控器按键对应的控制码图如下图所示。

图38.3.2.1 红外遥控器按键对应的控制码图（十六进制数） 特别注意：上图中的控制码数值是十六进制的，而我们代码中使用的是十进制的表示方式。 此外，正点原子红外遥控器的地址码是0。 38.4 下载验证 将程序下载到开发板后，可以看到LED0不停的闪烁，提示程序已经在运行了。LCD显示的内容如图38.4.1所示：

图38.4.1 程序运行效果图 此时我们通过遥控器按下不同的按键，则可以看到LCD上显示了不同按键的键值以及按键次数和对应的遥控器上的符号。如图38.4.2所示：

图38.4.2 解码成功