用微處理器I/O口控制紅外接收設(shè)備

　　紅外遙控是一種無線、非接觸控制技術(shù)，具有抗干擾，電路簡單，容易編碼和解碼，功耗小，成本低等優(yōu)點(diǎn)，幾乎適用于所有家電的控制，并越來越多地應(yīng)用到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。出于項(xiàng)目需要，要對一個(gè)內(nèi)部程序未知的設(shè)備實(shí)現(xiàn)控制，我們把設(shè)備自帶的紅外接收頭作為切入點(diǎn)。

　　項(xiàng)目使用的是GOSSAT(高斯賽特)的GSR—S80 S型數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)，設(shè)備配套有一個(gè)遙控器，單憑外觀無法知道它所使用紅外協(xié)議的種類，如果有示波器的話，就可以捕捉信號波形并進(jìn)行分析。

　　紅外接收頭的種類很多，引腳定義也不相同，一般都有三個(gè)引腳，包括供電腳，接地和信號輸出腳。常見的接收頭型號有0038和1838。從外形上看，項(xiàng)目用的接收機(jī)使用的是0038接收頭。

　　項(xiàng)目使用的是ATTEN(安泰信)的ADS-1102C數(shù)字示波器。把接收頭的信號輸出腳和地腳引出來，接入示波器，捕捉波形時(shí)建議用25ms/div的時(shí)間間隔比較方便，之后再放大到2.5ms/div進(jìn)行查看和分析。鑒定遙控器有沒輸出信號的小技巧，打開手機(jī)的拍照功能，對著遙控器的紅外發(fā)射管，此時(shí)按下遙控器上任意一個(gè)鍵，如果手機(jī)屏幕上能看到發(fā)射管發(fā)出了紅紫光，說明遙控器是正常的。

　　經(jīng)過分析捕捉到的波形得知，項(xiàng)目所用接收機(jī)采用的是NEC紅外協(xié)議。查閱NEC協(xié)議的資料，其特征如下：

　　(1)8位地址和8位指令長度;

　　(2)地址和命令2次傳輸(確?？煽啃?;

　　(3)PWM脈沖位置調(diào)制，以發(fā)射紅外載波的占空比代表“0”和“1””;

　　(4)載波頻率為38kHz;

　　(5)位時(shí)間為1.125ms或2.25ms;

　　NEC碼的位定義：一個(gè)脈沖對應(yīng)560μs的連續(xù)載波，一個(gè)邏輯1傳輸需要560μs脈沖+1680μs低電平，一個(gè)邏輯0的傳輸需要560μs脈沖+560μs低電平。而遙控接收頭在收到脈沖的時(shí)候?yàn)榈碗娖?，在沒有脈沖的時(shí)候?yàn)楦唠娖剑@樣，我們在接收頭端收到的信號是反相的：邏輯1是560μs低+1680ms高，邏輯0是560μs低+560μs高。

　　NEC遙控指令的數(shù)據(jù)格式為：同步碼頭、地址碼、地址反碼、控制碼、控制反碼。同步碼由一個(gè)9ms的低電平和一個(gè)4.5ms的高電平組成，地址碼、地址反碼、控制碼、控制反碼均是8位數(shù)據(jù)格式。按照低位在前，高位在后的順序發(fā)送。采用反碼是為了增加傳輸?shù)目煽啃?可用于校驗(yàn))。

　　NEC碼規(guī)定的連發(fā)碼(由9ms低電平+2.5m高電平+0.56ms低電平+97.94ms高電平組成)，發(fā)送完后40ms，遙控再發(fā)送一個(gè)9ms低，2ms高的脈沖，表示按鍵的次數(shù)，出現(xiàn)一次則表示只按下了一次，如果出現(xiàn)多次，則可以認(rèn)為是持續(xù)按下該鍵。

　　知道協(xié)議之后，我們就可以進(jìn)一步分析出遙控器的地址碼和各個(gè)按鍵的控制碼。項(xiàng)目所用接收機(jī)有點(diǎn)特殊，通過示波器去看，得出地址正碼是0xA1，地址反碼是0xDE，其余位都取反了，唯獨(dú)最高位都是1，這個(gè)不同于常規(guī)。

　　之后的控制碼，由于按鍵數(shù)量多，可以編寫一個(gè)紅外解碼程序來解出這些鍵值，之后再用示波器來抽檢幾個(gè)，用于保證解出來的控制碼的正確性，這是很關(guān)鍵的一步，不可小視。

　　之后就可以開始進(jìn)行I/O的虛擬NEC工作了，項(xiàng)目采用STM32作為主控芯片，這里的功能只需要用到一個(gè)普通I/O，我們使用的是PA14。硬件上只需把PA14連接到紅外接收頭的信號輸出腳，地腳和STM32共地就可以了。

　　關(guān)于STM32的I/O設(shè)置說明，每個(gè)I/O口可以自由編程，單I/O口寄存器必須要按32位字被訪問。STM32的每個(gè)I/O端口都由7個(gè)寄存器來控制。其中CRL和CRH控制著每個(gè)I/O口的模式及輸出速率，對ODR賦值可以改變對應(yīng)位I/O口的高低電平。