计算机控制系统：HX1838红外遥控器解码

1 硬件

  相关说明：hx1838 红外遥控（1）：接收时序的解码-优快云博客

接线图：

2 解码原理

红外遥控器采用了NEC编码规则:

NEC 载波频率为 38Khz
引导码：9ms 高电平 + 4.5ms 低电平
1 码 ：0.56 ms 高电平 + 0.56 ms 低电平
0 码 ： 0.56ms 高电平 + 1.68 ms 低电平
结束码 ：0.56ms 高电平
数据帧格式：引导码 + 地址 + 地址反码 + 键值 + 键值反码 + 结束码
重复帧格式：9ms 高电平 + 2.25ms低电平 + 结束位 + 结束码
高位在前，即首先收到的是高位的数据
 

3 代码

实际接线 接的D8 用于解析

手动的红外遥控器是小孩的，可以接收，但无法解码：

等待空闲状态...
等待引导脉冲...
未知协议特征(低:13.90ms, 高:29.83ms)
捕获信号中...

代码如下：

% 增强版红外解码程序 - 解决解码失败问题

% 初始化Arduino对象
clear  
a = arduino('COM5', 'Uno'); % 修改为你的端口和板型
configurePin(a, 'D8', 'DigitalInput');

% 增强参数配置
irPin = 'D8';          % 红外接收模块连接的引脚
timeout = 0.5;         % 延长等待信号的超时时间
sampleInterval = 20e-6; % 更精细的采样间隔(20微秒)
minPulseDuration = 1e-4; % 最小脉冲持续时间(100微秒)

% 创建图形窗口
% figure;
% subplot(2,1,1);
% hWave = stairs(0,0);
% title('红外信号波形');
% xlabel('时间(ms)');
% ylabel('电平');
% ylim([-0.1 1.1]);
% grid on;
% 
% subplot(2,1,2);
% hBits = stem(zeros(1,32));
% title('解码位值');
% ylim([-0.1 1.1]);
% xlim([0 33]);
% grid on;

% 主循环
while true
    fprintf('\n等待红外信号...\n');
    
    % 增强的引导脉冲检测
    [pulseTimes, pulseValues, success] = waitAndCapture(a, irPin, timeout, sampleInterval);
    if ~success
        continue;
    end
    
    % 绘制信号波形
%     plotIRSignal(hWave, pulseTimes, pulseValues);
    
    % 增强的解码函数
    [address, command, isRepeat, bits] = decodeNEC_enhanced(pulseTimes, pulseValues)
    
    % 显示位值
%     set(hBits, 'YData', bits);
    
    % 显示解码结果
    if ~isempty(address)
        if isRepeat
            fprintf('重复键: 地址=0x%02X, 命令=0x%02X\n', address, command);
        else
            fprintf('新按键: 地址=0x%02X (反码:0x%02X), 命令=0x%02X (反码:0x%02X)\n',...
                    address, bitcmp(address,8), command, bitcmp(command,8));
        end
    else
        fprintf('解码失败 - 可能原因:\n');
        fprintf('1. 遥控器不是NEC协议\n');
        fprintf('2. 距离太远或角度不对\n');
        fprintf('3. 环境光干扰太强\n');
        
        % 显示信号统计信息辅助调试
        fprintf('信号统计: 持续时间=%.2fms, 脉冲数=%d\n',...
                (pulseTimes(end)-pulseTimes(1))*1000, length(pulseTimes));
    end
    drawnow;
end

% 释放Arduino对象
clear  

%% 增强的信号捕获函数

function [times, values, success] = waitAndCapture(a, pin, timeout, interval)
    times = [];
    values = [];
    success = false;
    
    % 等待空闲状态(持续高电平)
    fprintf('等待空闲状态...\n');
    idleStart = tic;
    while toc(idleStart) < timeout
        if readDigitalPin(a, pin) == 1
            break;
        end
        pause(interval*5);
    end
    
    % 等待引导脉冲开始(低电平)
    fprintf('等待引导脉冲...\n');
    startTime = tic;
    while toc(startTime) < timeout
        if readDigitalPin(a, pin) == 0
            break;
        end
        pause(interval);
    end
    
    % 记录引导脉冲持续时间
    pulseStart = tic;
    while readDigitalPin(a, pin) == 0
        if toc(pulseStart) > 0.015 % NEC引导脉冲最长9ms
            fprintf('无效引导脉冲\n');
            return;
        end
    end
    leadLow = toc(pulseStart);
    
    % 检查引导脉冲是否符合NEC标准(4.5ms或2.25ms)
    if leadLow < 0.008 || leadLow > 0.010
        fprintf('非标准引导脉冲: %.2fms\n', leadLow*1000);
        return;
    end
    
    % 开始捕获完整信号
    fprintf('捕获信号中...\n');
    maxDuration = 0.1; % 最大捕获时长100ms
    bufferSize = ceil(maxDuration / interval);
    
    times = zeros(bufferSize, 1);
    values = zeros(bufferSize, 1);
    
    times(1) = 0;
    values(1) = 0; % 引导脉冲低电平开始
    
    captureStart = tic;
    lastTime = 0;
    lastValue = 0;
    idx = 2;
    
    while toc(captureStart) < maxDuration && idx <= bufferSize
        currentValue = readDigitalPin(a, pin);
        currentTime = toc(captureStart);
        
        if currentValue ~= lastValue
            times(idx) = currentTime;
            values(idx) = currentValue;
            lastValue = currentValue;
            idx = idx + 1;
        end
        
        pause(interval);
    end
    
    % 裁剪数组
    times = times(1:idx-1);
    values = values(1:idx-1);
    
    % 检查捕获的信号是否有效
    if length(times) < 10
        fprintf('捕获信号太短\n');
        return;
    end
    
    success = true;
end

%% 增强的NEC解码函数
function [address, command, isRepeat, bits] = decodeNEC_enhanced(times, values)
    address = [];
    command = [];
    isRepeat = false;
    bits = zeros(1,32);
    
    % 计算各脉冲持续时间
    durations = diff(times);
    
    % 检查是否为重复码
    if length(durations) < 10
        totalTime = times(end) - times(1);
        if totalTime > 0.009 && totalTime < 0.015 % 重复码特征
            isRepeat = true;
            return;
        else
            fprintf('无效信号长度\n');
            return;
        end
    end
    
    % 查找数据位开始位置(跳过引导脉冲)
    dataStart = 3; % 通常第3个脉冲开始数据
    
    % 提取32位数据
    bitCount = 0;
    for i = dataStart:2:min(dataStart+63, length(durations)-1)
        zeroBit = durations(i) < 0.0012; % 560us低+560us高=0
        oneBit = durations(i) < 0.0012 && durations(i+1) > 0.0012; % 560us低+1690us高=1
        
        if oneBit
            if bitCount < 32
                bits(bitCount+1) = 1;
            end
            bitCount = bitCount + 1;
        elseif zeroBit
            if bitCount < 32
                bits(bitCount+1) = 0;
            end
            bitCount = bitCount + 1;
        else
            fprintf('无效脉冲宽度: %.2fms\n', durations(i)*1000);
        end
    end
    
    % 检查是否获取了完整32位数据
    if bitCount < 32
        fprintf('数据不完整: 只收到%d位\n', bitCount);
        return;
    end
    
    % 解码地址和命令
    address = bin2dec(num2str(bits(1:8)));
    invAddress = bin2dec(num2str(bits(9:16)));
    command = bin2dec(num2str(bits(17:24)));
    invCommand = bin2dec(num2str(bits(25:32)));
    
    % 验证反码
    if (bitcmp(address,8) ~= invAddress) || (bitcmp(command,8) ~= invCommand)
        fprintf('反码验证失败\n');
        address = [];
        command = [];
        return;
    end
end

%% 信号绘图函数
function plotIRSignal(h, times, values)
    timesMs = times * 1000;
    
    % 创建阶梯图数据
    x = zeros(2*length(timesMs),1);
    y = zeros(2*length(timesMs),1);
    
    for i = 1:length(timesMs)
        x(2*i-1) = timesMs(i);
        x(2*i) = timesMs(i);
        y(2*i-1) = values(i);
        y(2*i) = values(i);
    end
    
    set(h, 'XData', x, 'YData', y);
    xlim([0 max(timesMs)]);
    title(sprintf('红外信号波形 (持续时间: %.2fms)', max(timesMs)));
end