STM32小白入门（第16天）-------红外
一、定义
远程遥控技术又称为遥控技术，是指实现对被控目标的遥远控制，在工业控制、航空航天、家电领域应用广泛。
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和手机系统中。
随着家用电器、视听产品的普及，红外线遥控器已被广泛使用在各种类型的家电产品上（如遥控开关、智能开关等）。其具有体积小、抗干扰能力强、功耗低、成本低等特点，在工业设备中也得到广泛应用。一般而言，一个通用的红外遥控系统由发射和接收两大部分组成，如下图所示：
二、基本原理
红外遥控的发射电路是采用红外发光二极管来发出经过调制的红外光波；红外接收电路由红外接收二极管、三极管或硅光电池组成，它们将红外发射器发射的红外光转换为相应的电信号，再送后置放大器。
1、发射机
一般由指令键(或操作杆)、指令编码系统、调制电路、驱动电路、发射电路等几部分组成。当按下指令键或推动操作杆时，指令编码电路产生所需的指令编码信号，指令编码信号对载波进行调制，再由驱动电路进行功率放大后由发射电路向外发射经调制定的指令编码信号。
2、接收电路
一般由接收电路、放大电路、调制电路、指令译码电路、驱动电路、执行电路(机构)等几部分组成。接收电路将发射器发出的已调制的编码指令信号接收下来，并进行放大后送解调电路，解调电路将已调制的指令编码信号解调出来，即还原为编码信号。指令译码器将编码指令信号进行译码，最后由驱动电路来驱动执行电路实现各种指令的操作控制。
三、应用范围
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，在设计家用电器的红外线遥控器时，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。
四、NEC协议
不同公司的遥控芯片，采用的遥控码格式也不一样。在此介绍目前广泛使用较普遍的两种，一种是NEC Protocol 的PWM( 脉冲宽度调制) 标准，一种是Philips RC-5 Protocol 的PPM( 脉冲位置调制) 标准。
1. 特征
1）8位地址和8位命令长度
2）每次传输两遍地址（用户码）和命令（按键值）
3） 通过脉冲串之间的时间间隔来实现信号的调制（PPM）
4）38Khz载波
5） 每位的周期为1.12ms（比特0）或者2.25ms（比特1）
2. 时序图分析
通过示波器观察到的bit0与bit1如下图：
五、硬件电路
1、实物
2、原理图
六、红外接收注意事项
1. LSB和MSB
LSB：最低有效位优先，例如红外通信是以最低有效位发送和接收的。
MSB：最高有效位优先，例如获取温湿度比特流数据的时候是以最高有效位接收的。
例子，发送0xF4(1111 0100)，采用LSB和MSB区别如下：
LSB发送的比特顺序： 0010 1111
MSB发送的比特顺序： 1111 0100
2. 写代码思路
1. 编写中断服务函数，引脚使用下降沿触发方式，在中断服务函数当中，然后实现这个接收过程。
void 中断服务函数 (void)
{
while(1)
{
//添加红外解码的代码，同时能够使用PAin(8)读取到引脚电平
//如果解码失败或解码成功则跳出该循环
}
}七、程序设计
根据时序图进行代码编写，时序如下
uint8_t hs0038_read_byte(void)
{
uint8_t d = 0;
uint32_t i=0;
//等待高电平持续完毕
//while(PGin(9));
for(i=0; i<8; i++)
{
//检测到低电平，然后等待高电平的出现
while(PAin(8)==0);
//延时40us
delay_us(700);
//判断PG9引脚的电平
if(PAin(8))
{
d |= 1<uint32_t hs0038_read_data(uint8_t *pbuf)
{
uint32_t i=0;
uint8_t check_sum=0;
while(PAin(8));
//连续读取5个字节
for(i=0; i<4; i++)
{
pbuf[i] = hs0038_read_byte();
}
//延时100us
delay_us(100);
//计算校验和
check_sum = (~pbuf[0] == pbuf[1]) && (~pbuf[2]==pbuf[3]);
//判断校验和是否有效
if(check_sum == 1)
{
memset((char *)pbuf, 0, sizeof(pbuf));
return RIGHT;
}
memset((char *)pbuf, 0, sizeof(pbuf));
return WRONG;
}八、思考题
思考题1：红外通信的过程，反码的作用是什么？
截取到的红外遥控器的数据
ir data:BB44FF00
ir data:BC43FF00
ir data:BC43FF00
ir data:BC43FF00
ir data:BA45FF00
.......
回答：反码的作用是用于校验，如果反码不正确，也代表说当前接收到红外数据是有问题的！
思考题2：为什么红外接收检测一定要使用中断？原因是什么？
回答： 因为接收红外脉冲的时刻是随机发生的，必须使用中断，达到实时响应！
void EXTI9_5_IRQHandler(void)
{
// extern bool volatile stop_flag;
if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line8) != RESET)
{
while(1)
{
if(hs0038_read_data((uint8_t *)hs0038_data) == 0)
{
PFout(9) ^= 1;
printf("success\n");
memset((char *)hs0038_data, 0, sizeof(hs0038_data));
}
else
{
printf("fail\n");
break;
}
}
/* Clear the EXTI line 2 pending bit */
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line8);
}
}