【stm32单片机基础】红外NEC协议解码
前言
红外通信协议是一种基于红外线的传输技术，广泛使用的家电遥控器几乎都是采用的红外线传输技术，由于红外线为不可见光，对环境影响很小，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。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 PhilipsPPM(脉冲位置调制) 的 RC-5 协议的。本文分享NEC协议接收端的解码程序。红外NEC协议
通信协议分为发送端和接收端，接收端的波形与发射端刚好相反。
NEC IR 协议使用 32 位帧格式对密钥进行编码，如下所示
1、NEC 帧格式
| 地址码0 | 地址码1 | 命令码 | 命令码反码 |
|---|---|---|---|
| LSB-MSB（0-7） | LSB-MSB（8-15） | LSB-MSB（16-23） | LSB-MSB（24-31） |
在标准的NEC协议中，地址码1为地址码0的反码，而在许多遥控器中，地址码0和地址码1共同作为红外遥控器的编码值。
2、发射端的波形
每个位都使用如图所示的脉冲距离进行传输。
逻辑“0”：562.5μs高电平，562.5μs低电平，总时长为1.125ms
逻辑“1”：562.5μs高电平，1.6875ms低电平，总时长为2.25ms
在遥控器上按某个键时，传输的消息将按顺序包含以下内容：
引导码：持续9ms 高电平，4.5ms低电平，作为启动信号；
紧接着是32bit的数据，按照上述的NEC帧格式的顺序；最后以562.5μs脉冲高电平结尾，表示一帧消息传输结束。
数据位的四个字节首先发送最低有效位。
下图示例展示了NEC 红外传输帧的格式，以地址为 00h （00000000b） 和 ADh （10101101b） 的命令码为例。
传输一个消息帧总共需要 67.5ms。它需要27ms来传输16位地址（地址+地址反码）和16位命令（命令+命令反码）。
重复码
如果遥控器上的键保持按下状态，则会发射重复码，通常在完整的一帧消息结束后约40ms后发送；重复码将继续以 108 ms的间隔发出，直到红外遥控按键被释放。
重复码按顺序包含以下内容：
- 9ms 前导高电平
- 2.25ms的低电平
- 562.5μs的高电平来标记一帧重复码的结束。
波形如下图所示：
文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-428466.html
3、接收端程序解码
由于接收端的波形与发射端的波形刚好相反，在下述程序中，只需要一个定时器即可解码红外NEC协议，包含了红外重复码的检测，可区别红外遥控长按和短按事件。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-428466.html
#define IR_IN GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_1) // PA1 红外接收DQ引脚
unsigned char ir_code[4]; // 解码值保存变量
unsigned char ir_decode_ok_flag = RESET; // 解码成功标志位
/*
NEC红外编码: 引导码 + 地址码 + 地址码(取反) + 数据 + 数据(取反)
引导吗：0.56ms(低电平) + 2.25ms(高电平)
数据1: 0.56ms(低电平) + 1.12ms(高电平)
*/
// 红外解码程序，100us定期执行就可以，将该函数放在100us的定时器中即可。
void Ir_Decode(void)
{
static unsigned int l_cnt = 0; // 低电平时间计数
static unsigned int h_cnt = 0; // 高电平时间计数
static unsigned int l_cnt_save = 0; // 保存低电平时长
static unsigned int h_cnt_save = 0; // 保存高电平时长
static unsigned char falling_edge_valid_flag = RESET; // IR电平由高变低标志位
static unsigned char rcv_sync_ok_flag = RESET; // 同步码接收成功标志位
static unsigned char bit_value = 0; // 位解码值
static unsigned char bit_rcv_cnt = 0; // 位接收个数变量
if( RESET == IR_IN )
{
if( 0 == l_cnt ) // IR由高变低后立马记录上次测得的高电平时长
{
h_cnt_save = h_cnt;
falling_edge_valid_flag = SET;
}
l_cnt ++;
if( l_cnt > 1600 ) // 防止计数溢出
{
l_cnt = 1600;
}
h_cnt = 0; // 计数清零
}
else
{
if( 0 == h_cnt ) // IR由低变高后立马记录上次测得的低电平时长
{
l_cnt_save = l_cnt;
}
h_cnt ++;
if( h_cnt > 1600 ) // 防止计数溢出
{
h_cnt = 1600;
}
l_cnt = 0; // 计数清零
if(ir_decode_ok_flag == 1)
{
if(h_cnt > 1200)
ir_decode_ok_flag = 2; // 短按
}
}
if( SET == falling_edge_valid_flag )
{
falling_edge_valid_flag = RESET;
/* 位解码 */
if( ((l_cnt_save >= 3)&&(l_cnt_save <= 9)) && // 560us低电平, 560us高电平
((h_cnt_save >= 3)&&(h_cnt_save <= 9)) )
{
bit_value = 0;
}
else if( ((l_cnt_save >= 3)&&(l_cnt_save <= 9)) && // 560us低电平，1680us高电平
((h_cnt_save >= 14)&&(h_cnt_save <= 20)) )
{
bit_value = 1;
}
else
{
bit_value = 2;
}
if( SET == rcv_sync_ok_flag )
{
if((1 == bit_value) || (0 == bit_value) )
{
if( bit_rcv_cnt < 8 )
{
ir_code[0] |= (bit_value<< (bit_rcv_cnt%8));
}
else if( bit_rcv_cnt < 16 )
{
ir_code[1] |= (bit_value<< (bit_rcv_cnt%8));
}
else if( bit_rcv_cnt < 24 )
{
ir_code[2] |= (bit_value<< (bit_rcv_cnt%8));
}
else if( bit_rcv_cnt < 32 )
{
ir_code[3] |= (bit_value<< (bit_rcv_cnt%8));
}
if( bit_rcv_cnt >= 31 )
{
ir_decode_ok_flag = SET;
rcv_sync_ok_flag = RESET;
}
bit_rcv_cnt ++;
}
else
{
rcv_sync_ok_flag = RESET; // 位接收错误，重新解码
}
}
if( ((l_cnt_save >= 87)&&(l_cnt_save <= 93)) &&
((h_cnt_save >= 42)&&(h_cnt_save <= 48)) ) // 同步码,9ms低电平，4.5ms高电平
{
rcv_sync_ok_flag = SET;
bit_rcv_cnt = 0;
ir_code[0] = 0;
ir_code[1] = 0;
ir_code[2] = 0;
ir_code[3] = 0;
}
else if(((l_cnt_save >= 87)&&(l_cnt_save <= 93)) &&
((h_cnt_save >= 20)&&(h_cnt_save <= 25)) )
{
printf("repeate code\r\n");
ir_decode_ok_flag = 3; //长按
}
}
}
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