【STM8L】STM8L之红外发射（定时器中断产生38K信号）

本篇博文最后修改时间：2016年11月24日，10:52。




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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原文地址：http://blog.csdn.NET/feilusia

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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.csdn.net/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）

//******************************************************************************
//name:             GUA_Timer2_Init
//introduce:        定时器2初始化
//parameter:        none
//return:           none
//author:           甜甜的大香瓜
//email:            897503845@qq.com
//QQ group          香瓜单片机之STM8/STM32(164311667)
//changetime:       2016.11.15
//******************************************************************************
void GUA_Timer2_Init(void)
{
//时钟配置
CLK_PeripheralClockConfig(CLK_Peripheral_TIM2,ENABLE);

//1分频，向上计数，每13us定时中断一次（实测设置9为17us）
TIM2_DeInit();
TIM2_TimeBaseInit(TIM2_Prescaler_1, TIM2_CounterMode_Up, 16*9);
TIM2_ARRPreloadConfig(ENABLE);
TIM2_ITConfig(TIM2_IT_Update , ENABLE);
TIM2_Cmd(ENABLE);
}

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[b]红外发射的驱动[/b]

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

//******************************************************************************
//name:             GUA_Infrared_Send.c
//introduce:        红外传感器发送驱动
//author:           甜甜的大香瓜
//email:            897503845@qq.com
//QQ group          香瓜单片机之STM8/STM32(164311667)
//changetime:       2016.11.16
//******************************************************************************
#include "stm8l10x.h"
#include "GUA_Infrared_Send.h"

/*********************宏定义************************/
#ifndef U8
typedef unsigned char U8;
#endif

#ifndef U16
typedef unsigned short U16;
#endif

#ifndef U32
typedef unsigned long U32;
#endif

/*********************外部变量************************/
//红外开关的标志位
U8 gGUA_Infrared_Flag = GUA_INFRARED_FLAG_OFF;

//红外38K脉冲翻转次数
U16 gGUA_Infrared_Count = 0;

//******************************************************************************
//name:             GUA_Infrared_Send
//introduce:        红外发送
//parameter:        nGUA_Data:要发送的数据
//return:           none
//author:           甜甜的大香瓜
//email:            897503845@qq.com
//QQ group          香瓜单片机之STM8/STM32(164311667)
//changetime:       2016.11.16
//******************************************************************************
void GUA_Infrared_Send(U32 nGUA_Data)
{
U8 i = 0;

//初始化红外，默认为关
gGUA_Infrared_Flag = GUA_INFRARED_FLAG_OFF;

//9ms起始信号低电平,683*13us=8.879ms（后面的*3/4为实际的校准值）
gGUA_Infrared_Count = 683*3/4;
gGUA_Infrared_Flag = GUA_INFRARED_FLAG_ON;
while(gGUA_Infrared_Count);

//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）
gGUA_Infrared_Count = 341*3/4;
gGUA_Infrared_Flag = GUA_INFRARED_FLAG_OFF;
while(gGUA_Infrared_Count);

//循环发送32bit的数据
for(i = 0; i < 32; i++)
{
//通用的0.56ms低电平,42*13us=0.546ms（后面的*3/4为实际的校准值）
gGUA_Infrared_Count = 42*3/4;
gGUA_Infrared_Flag = GUA_INFRARED_FLAG_ON;
while(gGUA_Infrared_Count);

//数值0
if((nGUA_Data & 0x80000000) == 0)
{
//0.565ms高电平，43*13us=0.559ms（后面的*3/4为实际的校准值）
gGUA_Infrared_Count = 43*3/4;
}
//数值1
else
{
//1.69ms高电平，128*13us=1.664ms（后面的*3/4为实际的校准值）
gGUA_Infrared_Count = 128*3/4;
}

//执行高电平
gGUA_Infrared_Flag = GUA_INFRARED_FLAG_OFF;
while(gGUA_Infrared_Count);

//数据移位
nGUA_Data <<= 1;
}

//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）
gGUA_Infrared_Count = 20*3/4;
gGUA_Infrared_Flag = GUA_INFRARED_FLAG_ON;
while(gGUA_Infrared_Count);

//关闭红外
gGUA_Infrared_Flag = GUA_INFRARED_FLAG_OFF;
}

//******************************************************************************
//name:             GUA_Infrared_Send_Init
//introduce:        红外发送初始化
//parameter:        none
//return:           none
//author:           甜甜的大香瓜
//email:            897503845@qq.com
//QQ group          香瓜单片机之STM8/STM32(164311667)
//changetime:       2016.11.16
//******************************************************************************
void GUA_Infrared_Send_Init(void)
{
//按红外IO配置为推挽输出
GPIO_Init(GUA_INFRARED_SEND_PORT, GUA_INFRARED_SEND_PIN, GUA_INFRARED_SEND_MODE);

//关闭红外
GPIO_WriteBit(GUA_INFRARED_SEND_PORT, GUA_INFRARED_SEND_PIN, GUA_INFRARED_OFF);
}

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）

//******************************************************************************
//name:             GUA_Infrared_Send.h
//introduce:        红外传感器接收驱动的头文件
//author:           甜甜的大香瓜
//email:            897503845@qq.com
//QQ group          香瓜单片机之STM8/STM32(164311667)
//changetime:       2016.11.16
//******************************************************************************
#ifndef _GUA_INFRARED_SEND_H_
#define _GUA_INFRARED_SEND_H_

/*********************宏定义************************/
//红外发送引脚
#define GUA_INFRARED_SEND_PORT                  GPIOB
#define GUA_INFRARED_SEND_PIN                   GPIO_Pin_3
#define GUA_INFRARED_SEND_MODE                  GPIO_Mode_Out_PP_High_Fast

//红外的IO电平宏
#define GUA_INFRARED_ON                         SET             //高电平触开启
#define GUA_INFRARED_OFF                        RESET           //低电平触关闭

//红外标志宏
#define GUA_INFRARED_FLAG_OFF                   0               //发送端为高电平，接收端为低电平
#define GUA_INFRARED_FLAG_ON                    1               //发送端为低电平，接收端为高电平
/*********************外部变量************************/
extern unsigned char gGUA_Infrared_Flag;
extern unsigned short gGUA_Infrared_Count;

/*********************外部函数声明************************/
extern void GUA_Infrared_Send(unsigned long nGUA_Data);
extern void GUA_Infrared_Send_Init(void);

#endif

3）工程中添加GUA_Infrared_Send.c



4）添加驱动的路径

$PROJ_DIR$\..\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[b]（stm8l10x_it.c中）[/b]

1）添加头文件

#include "GUA_Infrared_Send.h"

2）修改定时器2中断服务函数

//******************************************************************************
//name:             TIM2_UPD_OVF_TRG_BRK_IRQHandler
//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。
//parameter:        none
//return:           none
//author:           甜甜的大香瓜
//email:            897503845@qq.com
//QQ group          香瓜单片机之STM8/STM32(164311667)
//changetime:       2016.11.16
//******************************************************************************
INTERRUPT_HANDLER(TIM2_UPD_OVF_TRG_BRK_IRQHandler, 19)
{
BitAction bGUA_Infrared_OnOff_Status = GUA_INFRARED_OFF;

//计数值计算
if(gGUA_Infrared_Count > 0)
{
gGUA_Infrared_Count--;
}

//红外标志被打开，则输出38K方波
if(gGUA_Infrared_Flag == GUA_INFRARED_FLAG_ON)
{
//读取当前红外输出状态
bGUA_Infrared_OnOff_Status = (BitAction)(GPIO_ReadOutputDataBit(GUA_INFRARED_SEND_PORT, GUA_INFRARED_SEND_PIN));

//如果当前关闭，则打开
if(bGUA_Infrared_OnOff_Status == GUA_INFRARED_OFF)
{
GPIO_WriteBit(GUA_INFRARED_SEND_PORT, GUA_INFRARED_SEND_PIN, GUA_INFRARED_ON);
}
//如果当前打开，则关闭
else
{
GPIO_WriteBit(GUA_INFRARED_SEND_PORT, GUA_INFRARED_SEND_PIN, GUA_INFRARED_OFF);
}

}
//红外标志被关闭
else
{
//关闭红外
GPIO_WriteBit(GUA_INFRARED_SEND_PORT, GUA_INFRARED_SEND_PIN, GUA_INFRARED_OFF);
}

TIM2_ClearITPendingBit(TIM2_IT_Update);
}

4、应用层中调用

1）添加头文件（main.c中）

#include "GUA_Infrared_Send.h"

2）初始化（main.c的main函数中）

//红外初始化
GUA_Infrared_Send_Init();

3）添加测试代码（main.c的main函数中）

//发送红外键值
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。