【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:            [e-mail]                //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）

//******************************************************************************              //name:             GUA_Infrared_Send.c             //introduce:        红外传感器发送驱动      //author:           甜甜的大香瓜                     //email:            [e-mail]         //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:            [e-mail]         //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:            [e-mail]         //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:            [e-mail]         //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（stm8l10x_it.c中）

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:            [e-mail]                //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。