【stm32单片机基础】红外NEC协议解码_nec红外线编码协议

【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

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：

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。

#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
		}
		
    }     
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136