STM32多通道红外信号传输优化方案

任务：采用NEC协议，实现4路红外的38KHz载波编码发送

单片机：STM32F103ZET6

1、NEC协议简介

​ 利用红外传输信息，编码协议有很多，我采用了常用的NEC协议进行编码。

​ NEC协议构成包括引导码、地址码、地址反码、控制码、控制反码。其采用PWM脉冲位置调制，以发射红外载波的占空比代表“0”和“1”。

​ NEC码的位定义：一个脉冲对应560us的连续载波，一个逻辑1传输需要2.25ms（560us脉冲+1680us低电平），一个逻辑0的传输需要1.125ms（560us脉冲+560us低电平）。一体化红外接收头HS0038B在收到脉冲时为低电平，没有脉冲时为高电平。这样的话，在接收头端收到的信号是：逻辑1对应560us低+1680us高，逻辑0对应560us低+560us高。

​ NEC同步码由9ms高电平和4.5ms低电平组成。另外，如果一直按住按键，遥控器会发送重复码（9ms高电平+2.5m低电平+0.56ms高电平+97.94ms低电平）。

2、载波实现及TIM配置

TIM_HandleTypeDef TIM3_Handler; //定时器句柄
TIM_OC_InitTypeDef TIM3_CH2Handler; //定时器3通道2句柄//TIM3 PWM部分初始化
//arr：自动重装值。
//psc：时钟预分频数
//定时器溢出时间计算方法:Tout=((arr+1)*(psc+1))/Ft us.
//Ft=定时器工作频率,单位:Mhz
void TIM3_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)
{ TIM3_Handler.Instance=TIM3; //定时器3TIM3_Handler.Init.Prescaler=psc; //定时器分频TIM3_Handler.Init.CounterMode=TIM_COUNTERMODE_UP;//向上计数模式TIM3_Handler.Init.Period=arr; //自动重装载值TIM3_Handler.Init.ClockDivision=TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;HAL_TIM_PWM_Init(&TIM3_Handler); //初始化PWMTIM3_CH2Handler.OCMode=TIM_OCMODE_PWM1; //模式选择PWM1TIM3_CH2Handler.Pulse=arr/2; //设置比较值,此值用来确定占空比TIM3_CH2Handler.OCPolarity=TIM_OCPOLARITY_HIGH; //输出比较极性为高HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&TIM3_Handler,&TIM3_CH2Handler,TIM_CHANNEL_1);//配置TIM3通道1HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&TIM3_Handler,&TIM3_CH2Handler,TIM_CHANNEL_2);//配置TIM3通道2HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&TIM3_Handler,&TIM3_CH2Handler,TIM_CHANNEL_3);//配置TIM3通道3HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&TIM3_Handler,&TIM3_CH2Handler,TIM_CHANNEL_4);//配置TIM3通道4HAL_TIM_PWM_Start(&TIM3_Handler,TIM_CHANNEL_1);//开启PWM通道1HAL_TIM_PWM_Start(&TIM3_Handler,TIM_CHANNEL_2);//开启PWM通道2HAL_TIM_PWM_Start(&TIM3_Handler,TIM_CHANNEL_3);//开启PWM通道3HAL_TIM_PWM_Start(&TIM3_Handler,TIM_CHANNEL_4);//开启PWM通道4}//定时器底层驱动，时钟使能，引脚配置
//此函数会被HAL_TIM_PWM_Init()调用
//htim:定时器句柄
void HAL_TIM_PWM_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;if(htim->Instance==TIM3){__HAL_RCC_TIM3_CLK_ENABLE(); //使能定时器3__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); //开启GPIOA时钟__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); //开启GPIOB时钟GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_6 | GPIO_PIN_7;//PA6,PA7GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_AF_PP; //复用推挽输出GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP; //上拉GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;//高速HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_Initure); GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1;//PB0, PB1HAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_Initure); }
}//设置TIM3通道1~4的占空比
//compare:比较值
void TIM_SetTIM3Compare(u32 compare, u8 CH)
{if(CH == 1) TIM3->CCR1=compare; else if(CH == 2) TIM3->CCR2=compare; else if(CH == 3) TIM3->CCR3=compare; else if(CH == 4) TIM3->CCR4=compare;
}


3、编码发送

void IRSend(u8 num, u8 CH){u8 addr = REMOTE_ID;/* 发送引导码 */NEC_Start(CH);/* 发送地址码 */NEC_Send_Byte(addr, CH);/* 发送地址反码 */NEC_Send_Byte(~addr, CH);/* 发送控制码 */NEC_Send_Byte(num, CH);/* 发送控制反码 */NEC_Send_Byte(~num, CH);Logical_0(CH);//停止位，如果没有这个的话，上面发的最后一位的时长检测会出问题；//理论上给个电平跳变就行，不一定发逻辑0。跳变完恢复为空闲状态
}void NEC_Start(u8 CH){TIM_SetTIM3Compare(947, CH);delay_us(9000);TIM_SetTIM3Compare(0, CH);delay_us(4500);}void NEC_Send_Byte(u8 value, u8 CH){u8 i;for(i = 0; i <8; i++){if(value & 0x80){Logical_1(CH);}else {Logical_0(CH);}value <<= 1;}
}void Logical_0(u8 CH){TIM_SetTIM3Compare(947, CH);delay_us(560);TIM_SetTIM3Compare(0, CH);delay_us(560);
}void Logical_1(u8 CH){TIM_SetTIM3Compare(947, CH);delay_us(560);TIM_SetTIM3Compare(0, CH);delay_us(1680);
}