【STM8L】STM8L之红外发射（定时器中断产生38K信号）

摘自：http://blog.youkuaiyun.com/feilusia/article/details/53305956

一、简介

本文介绍STM8L系列如何使用红外发射管发射38K信号。

其中，红外协议采用为最常见的NEC协议，38K信号由定时器产生。

二、实验平台

编译软件：IAR for STM8 1.42.2

硬件平台：stm8l101f3p6开发板

仿真器：ST-LINK

库函数版本：STM8L_STMTouch_Lib_V1.1.0

三、版权声明

博主：甜甜的大香瓜

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四、硬件原理

1、发射管元器件

附淘宝链接：

https://detail.tmall.com/item.htm?spm=a1z10.3-b.w4011-3079905380.29.6Sd192&id=16965424268&rn=40b8f46057241ffac5e0d72df2c9b8d7&abbucket=14

2、原理图

上图的蓝色部分为红外发射部分，R2为红外距离调节的电阻，阻值越小、距离越远。

五、基础知识

1、什么是红外？

答：红外是红外线的简称。红外是一种波长范围为760nm~ 1mm的电磁波，可以实现数据的无线传输，距离大概十几米以内，且需要对准接收端进行发射。

红外的成本比其它无线设备要低的多，所以家电遥控器大多采用红外控制。常见的红外设备：电视遥控器、空调遥控器等。

遥控器的基带通信协议有很多，大概有几十种。常见的红外协议： ITT 协议、NEC 协议（最常见）、Sharp 协议、Philips RC-5 协议、Sony SIRC 协议等。

2、什么是NEC协议？

答：NEC协议的数据格式：引导码、用户码、用户反码、键码、键码反码、停止位。

注意几点：

1）上图黑色部分为一定频率（如38K）的载波，并不是长时间的高电平。该载波可通过定时器定时翻转IO口或PWM来产生。

2）上图为发射端的信号波形，由于接收端空闲时为高电平、接收到载波时为低电平，因此接收端的信号波形与发射端信号波形完全相反，接收端信号波形如下图

3）时序如下：

①引导码：9ms 的载波+4.5ms 的空闲。
②比特值“0”：560us 的载波+560us 的空闲。
③比特值“1”：560us 的载波+1.68ms 的空闲。

4）举例（上图的接收信号波形来读数据）：

①引导码：9ms 的载波+4.5ms 的空闲。

②用户码：0x00。

③用户码反码：0xFF。

④键码：0x30。

⑤键码反码：0xCF。

⑥停止位。

所以解析出来的红外键值为：0x00FF30CF（4个字节）。

3、本文中编码红外发射的流程是如何的？

答：

1）使用定时器2产生一个13us的定时中断（当13us翻转一次IO，产生的就是38K的频率）。

2）当需要发送红外键值时，按上图的NEC时序依次发送：引导码、用户码、用户反码、键码、键码反码、停止位。

六、实验前提

在进行本文步骤前，请先阅读并实现以下博文：

1、《STM8L之timer2》：http://blog.youkuaiyun.com/feilusia/article/details/53167211

七、实验步骤

1、修改定时器产生中断的时间（替换GUA_Timer2.c中的GUA_Timer2_Init）

[cpp] view plain copy

1. //******************************************************************************          
2. //name:             GUA_Timer2_Init          
3. //introduce:        定时器2初始化       
4. //parameter:        none         
5. //return:           none        
6. //author:           甜甜的大香瓜               
7. //email:            897503845@qq.com                  
8. //QQ group          香瓜单片机之STM8/STM32(164311667)                      
9. //changetime:       2016.11.15                        
10. //******************************************************************************    
11. void GUA_Timer2_Init(void)  
12. {  
13.   //时钟配置  
14.   CLK_PeripheralClockConfig(CLK_Peripheral_TIM2,ENABLE);    
15.   
16.   //1分频，向上计数，每13us定时中断一次（实测设置9为17us）   
17.   TIM2_DeInit();  
18.   TIM2_TimeBaseInit(TIM2_Prescaler_1, TIM2_CounterMode_Up, 16*9);       
19.   TIM2_ARRPreloadConfig(ENABLE);  
20.   TIM2_ITConfig(TIM2_IT_Update , ENABLE);  
21.   TIM2_Cmd(ENABLE);  
22. }  

由于香瓜使用的是内部晶振导致定时器不准，并且定时器产生13us时会影响代码正常运行，因此香瓜实测代码中设置为9us时能产生17us的红外载波。

2、工程中添加自己写的红外发射的驱动

1）写一个驱动GUA_Infrared_Send.c（存放在工程的USER文件夹中）

[cpp] view plain copy

1. //******************************************************************************                
2. //name:             GUA_Infrared_Send.c               
3. //introduce:        红外传感器发送驱动        
4. //author:           甜甜的大香瓜                       
5. //email:            897503845@qq.com           
6. //QQ group          香瓜单片机之STM8/STM32(164311667)                        
7. //changetime:       2016.11.16      
8. //******************************************************************************     
9. #include "stm8l10x.h"  
10. #include "GUA_Infrared_Send.h"  
11.   
12. /*********************宏定义************************/  
13. #ifndef U8    
14. typedef unsigned char U8;    
15. #endif    
16.   
17. #ifndef U16    
18. typedef unsigned short U16;    
19. #endif    
20.   
21. #ifndef U32    
22. typedef unsigned long U32;    
23. #endif    
24.   
25.   
26.   
27. /*********************外部变量************************/  
28. //红外开关的标志位  
29. U8 gGUA_Infrared_Flag = GUA_INFRARED_FLAG_OFF;  
30.   
31. //红外38K脉冲翻转次数  
32. U16 gGUA_Infrared_Count = 0;  
33.   
34. //******************************************************************************          
35. //name:             GUA_Infrared_Send          
36. //introduce:        红外发送       
37. //parameter:        nGUA_Data:要发送的数据         
38. //return:           none        
39. //author:           甜甜的大香瓜               
40. //email:            897503845@qq.com           
41. //QQ group          香瓜单片机之STM8/STM32(164311667)                        
42. //changetime:       2016.11.16         
43. //******************************************************************************    
44. void GUA_Infrared_Send(U32 nGUA_Data)  
45. {  
46.   U8 i = 0;  
47.     
48.   //初始化红外，默认为关  
49.   gGUA_Infrared_Flag = GUA_INFRARED_FLAG_OFF;  
50.     
51.   //9ms起始信号低电平,683*13us=8.879ms（后面的*3/4为实际的校准值）  
52.   gGUA_Infrared_Count = 683*3/4;  
53.   gGUA_Infrared_Flag = GUA_INFRARED_FLAG_ON;  
54.   while(gGUA_Infrared_Count);  
55.     
56.   //4.5ms起始信号高电平，341*13=4.433ms（后面的*3/4为实际的校准值）  
57.   gGUA_Infrared_Count = 341*3/4;  
58.   gGUA_Infrared_Flag = GUA_INFRARED_FLAG_OFF;  
59.   while(gGUA_Infrared_Count);  
60.     
61.   //循环发送32bit的数据  
62.   for(i = 0; i < 32; i++)  
63.   {  
64.     //通用的0.56ms低电平,42*13us=0.546ms（后面的*3/4为实际的校准值）  
65.     gGUA_Infrared_Count = 42*3/4;  
66.     gGUA_Infrared_Flag = GUA_INFRARED_FLAG_ON;  
67.     while(gGUA_Infrared_Count);      
68.     
69.     //数值0  
70.     if((nGUA_Data & 0x80000000) == 0)  
71.     {  
72.       //0.565ms高电平，43*13us=0.559ms（后面的*3/4为实际的校准值）  
73.       gGUA_Infrared_Count = 43*3/4;            
74.     }  
75.     //数值1  
76.     else  
77.     {  
78.       //1.69ms高电平，128*13us=1.664ms（后面的*3/4为实际的校准值）  
79.       gGUA_Infrared_Count = 128*3/4;  
80.     }  
81.       
82.     //执行高电平  
83.     gGUA_Infrared_Flag = GUA_INFRARED_FLAG_OFF;  
84.     while(gGUA_Infrared_Count);  
85.   
86.     //数据移位  
87.     nGUA_Data <<= 1;  
88.   }  
89.     
90.   //0.263ms低电平作为结束位，20*13=0.26ms（后面的*3/4为实际的校准值）  
91.   gGUA_Infrared_Count = 20*3/4;  
92.   gGUA_Infrared_Flag = GUA_INFRARED_FLAG_ON;  
93.   while(gGUA_Infrared_Count);  
94.     
95.   //关闭红外  
96.   gGUA_Infrared_Flag = GUA_INFRARED_FLAG_OFF;    
97. }  
98.   
99. //******************************************************************************          
100. //name:             GUA_Infrared_Send_Init          
101. //introduce:        红外发送初始化       
102. //parameter:        none         
103. //return:           none        
104. //author:           甜甜的大香瓜               
105. //email:            897503845@qq.com           
106. //QQ group          香瓜单片机之STM8/STM32(164311667)                        
107. //changetime:       2016.11.16         
108. //******************************************************************************    
109. void GUA_Infrared_Send_Init(void)  
110. {  
111.   //按红外IO配置为推挽输出  
112.   GPIO_Init(GUA_INFRARED_SEND_PORT, GUA_INFRARED_SEND_PIN, GUA_INFRARED_SEND_MODE);   
113.     
114.   //关闭红外  
115.   GPIO_WriteBit(GUA_INFRARED_SEND_PORT, GUA_INFRARED_SEND_PIN, GUA_INFRARED_OFF);    
116. }  

由于定时器产生的中断不准，因此实际的时序需要根据逻辑分析仪上的实测波形来修改。

2）写一个驱动头文件GUA_Infrared_Send.h（存放在工程的USER文件夹中）

[cpp] view plain copy

1. //******************************************************************************                
2. //name:             GUA_Infrared_Send.h               
3. //introduce:        红外传感器接收驱动的头文件        
4. //author:           甜甜的大香瓜                       
5. //email:            897503845@qq.com           
6. //QQ group          香瓜单片机之STM8/STM32(164311667)                        
7. //changetime:       2016.11.16        
8. //******************************************************************************      
9. #ifndef _GUA_INFRARED_SEND_H_  
10. #define _GUA_INFRARED_SEND_H_  
11.   
12. /*********************宏定义************************/    
13. //红外发送引脚  
14. #define GUA_INFRARED_SEND_PORT                  GPIOB  
15. #define GUA_INFRARED_SEND_PIN                   GPIO_Pin_3  
16. #define GUA_INFRARED_SEND_MODE                  GPIO_Mode_Out_PP_High_Fast  
17.   
18. //红外的IO电平宏  
19. #define GUA_INFRARED_ON                         SET             //高电平触开启  
20. #define GUA_INFRARED_OFF                        RESET           //低电平触关闭  
21.   
22. //红外标志宏  
23. #define GUA_INFRARED_FLAG_OFF                   0               //发送端为高电平，接收端为低电平  
24. #define GUA_INFRARED_FLAG_ON                    1               //发送端为低电平，接收端为高电平  
25. /*********************外部变量************************/    
26. extern unsigned char gGUA_Infrared_Flag;  
27. extern unsigned short gGUA_Infrared_Count;  
28.   
29. /*********************外部函数声明************************/    
30. extern void GUA_Infrared_Send(unsigned long nGUA_Data);  
31. extern void GUA_Infrared_Send_Init(void);  
32.   
33. #endif  

3）工程中添加GUA_Infrared_Send.c

4）添加驱动的路径

[cpp] view plain copy

1. $PROJ_DIR$\..\USER     

注意USER文件夹是与“Project”等文件夹同级的自定义文件，用于存放香瓜写的代码。

3、写中断服务函数（stm8l10x_it.c中）

1）添加头文件

[cpp] view plain copy

1. #include "GUA_Infrared_Send.h"  

2）修改定时器2中断服务函数

[cpp] view plain copy

1. //******************************************************************************          
2. //name:             TIM2_UPD_OVF_TRG_BRK_IRQHandler          
3. //introduce:        定时器2中断服务函数,当红外的标志位打开时,能产生38K频率;能计数进中断次数。       
4. //parameter:        none         
5. //return:           none        
6. //author:           甜甜的大香瓜               
7. //email:            897503845@qq.com                  
8. //QQ group          香瓜单片机之STM8/STM32(164311667)                      
9. //changetime:       2016.11.16                        
10. //******************************************************************************    
11. INTERRUPT_HANDLER(TIM2_UPD_OVF_TRG_BRK_IRQHandler, 19)  
12. {  
13.   BitAction bGUA_Infrared_OnOff_Status = GUA_INFRARED_OFF;  
14.     
15.   //计数值计算  
16.   if(gGUA_Infrared_Count > 0)  
17.   {  
18.     gGUA_Infrared_Count--;  
19.   }  
20.     
21.   //红外标志被打开，则输出38K方波  
22.   if(gGUA_Infrared_Flag == GUA_INFRARED_FLAG_ON)  
23.   {  
24.     //读取当前红外输出状态  
25.     bGUA_Infrared_OnOff_Status = (BitAction)(GPIO_ReadOutputDataBit(GUA_INFRARED_SEND_PORT, GUA_INFRARED_SEND_PIN));  
26.       
27.     //如果当前关闭，则打开  
28.     if(bGUA_Infrared_OnOff_Status == GUA_INFRARED_OFF)  
29.     {  
30.       GPIO_WriteBit(GUA_INFRARED_SEND_PORT, GUA_INFRARED_SEND_PIN, GUA_INFRARED_ON);      
31.     }  
32.     //如果当前打开，则关闭  
33.     else  
34.     {  
35.       GPIO_WriteBit(GUA_INFRARED_SEND_PORT, GUA_INFRARED_SEND_PIN, GUA_INFRARED_OFF);       
36.     }  
37.   
38.   }  
39.   //红外标志被关闭  
40.   else  
41.   {  
42.     //关闭红外  
43.     GPIO_WriteBit(GUA_INFRARED_SEND_PORT, GUA_INFRARED_SEND_PIN, GUA_INFRARED_OFF);     
44.   }  
45.     
46.   TIM2_ClearITPendingBit(TIM2_IT_Update);   
47. }  

4、应用层中调用

1）添加头文件（main.c中）

[cpp] view plain copy

1. #include "GUA_Infrared_Send.h"  

2）初始化（main.c的main函数中）

[cpp] view plain copy

1. //红外初始化  
2. GUA_Infrared_Send_Init();    

3）添加测试代码（main.c的main函数中）

[cpp] view plain copy

1. //发送红外键值  
2. GUA_Infrared_Send(0x00FF00FF);   

在这里发送键值0x00FF00FF。

八、实验结果

1、信号波形

利用与发射端相匹配的红外接收头将红外信号接收下来，同时使用逻辑分析仪抓取信号，如下图：

经解析此接收到的键值即为发射端发射的0x00FF00FF键值。

2、功耗

不开低功耗的正常运行时，功耗为2.5mA，发射红外信号时功耗为3.5mA。

3、阻值

当前实测红外调节距离的阻值为51欧姆，场地有限实测3~4米没问题。

因此，实验成功。