NEC红外解码:定时器+外部中断实现
最近在写遥控器的解码程序，了解了NEC红外解码。
NEC红外码：NEC 红外码（NEC Infrared Protocol）是目前非常常见的一种红外通信协议，广泛应用于电视遥控器、空调遥控器等设备中。
主要构成：引导码，数据（地址+CMD+CMD反码），结束码，重复码
引导码：一个9ms低电平 + 4.5ms的高电平
数据编码： 1：0.56ms低电平 + （0.56*3）ms高电平
0：0.56ms低电平 + 0.56ms高电平
结束码 ： 0.56ms高电平
重复码： 一个9ms低电平 + 2.25ms高电平 + 结束码
代码原理：使用引脚外部中断来开启边沿触发中断，使用定时器来计算高低电平的时间，从而解码
主要实现两个中断函数就可以了.
void infrared_timer_isr_handler(void)
{
if(ir_info.tiemr_cnt < 0xFFFF){
ir_info.tiemr_cnt++; // 定时器要执行us级别的计数
}
} void infrared_recv_isr_handler(void)
{
infrared_recv_process();
hal_infrared_timer_reset();// 每次执行完外部中断要复位定时器，让定时器工作，计算上一段电平的时间
}
主要的结构体
typedef struct {
u8 is_repeat;
u32 data;
}ir_event_t;
typedef struct{
u16 tiemr_cnt;
u8 event_buf[20];
queue_t event_queue;
u32 data;
u8 rx_edge;
u8 bit_index;
u8 rx_leading;
u8 is_rx_err;
}ir_info_t;
void infrared_recv_process(void)
{
u32 level_time = hal_infrared_timer_get_tick();
bool level_state = INFRARED_GET_PIN();
ir_event_t event = {0};
switch (ir_info.rx_edge) {
case 0:
if (!level_state) {// First falling edge detected (should be low)
ir_info.rx_edge = 1; // 第一：下降沿
} else {
ir_info.is_rx_err = true;
}
break;
case 1:
if (level_state) {// Check for valid leading pulse (~9ms)
if (level_time > START_L_TIME_MIN && level_time < START_L_TIME_MAX) {// 判断时间在不在8-10ms之间
ir_info.rx_edge = 2; // 第二：上升沿
}else{
ir_info.is_rx_err = true;
}
} else {
ir_info.is_rx_err = true;
}
break;
case 2:
if (!level_state) {// Falling edge after leading high pulse
if (level_time > START_H_TIME_MIN && level_time < START_H_TIME_MAX) {// 判断时间在不在3.5ms-5.5ms之间
// Valid 4.5ms pause -> begin receiving data bits
ir_info.rx_leading = true;
ir_info.rx_edge = 3;//第三：下降沿
ir_info.bit_index = 0;
ir_info.data = 0;
} else if (level_time > REPEAT_H_TIME_MIN && level_time < REPEAT_H_TIME_MAX) {
// Repeat code detected (~2.25ms)
ir_info.data = 0;
ir_info.rx_edge = 0;// 重复码 1.25ms - 3.25ms
ir_info.bit_index = 0;
event.data = ir_info.data;
event.is_repeat = true;
queue_push(&ir_info.event_queue,&event);//重复码事件 加入队列
} else {
ir_info.is_rx_err = true;
}
} else {
ir_info.is_rx_err = true;
}
break;
default:
if (ir_info.rx_leading && ir_info.rx_edge >= 3){
ir_info.rx_edge++;
handle_data_bit(level_state, level_time);// 收到了引导码，开始解析数据
}
break;
} if (ir_info.is_rx_err) {// 解码出错，复位参数
infrared_reset_state();
ir_info.is_rx_err = false;
}
}
解析数据码的函数：
static void handle_data_bit(u8 level_state, u32 level_time)
{
ir_event_t event = {0}; if (level_state) {
if(level_time<DATA_0_TIME_MIN || level_time>DATA_0_TIME_MAX){// 上降沿：主要判断下低电平的时序在不在 560us附近
ir_info.is_rx_err = true;
}
} else {
if (level_time > DATA_0_TIME_MIN && level_time < DATA_0_TIME_MAX) { //LSB
// Logical '0': high for ~560us
ir_info.data &= ~(1 << ir_info.bit_index);//数据0
ir_info.bit_index++;
} else if (level_time > DATA_1_TIME_MIN && level_time < DATA_1_TIME_MAX) {
// Logical '1': high for ~1.69ms
ir_info.data |= (1 << ir_info.bit_index);// 数据1
ir_info.bit_index++;
} else {
ir_info.is_rx_err = true;
}
// All 32 bits received
if (ir_info.bit_index == 32 || ir_info.rx_edge == 67) {
ir_info.rx_leading = false;
ir_info.rx_edge = 0;
ir_info.debug.data = ir_info.data;
event.data = ir_info.data;
event.is_repeat = false;
queue_push(&ir_info.event_queue,&event);//解码完成，放入队列，注意数据此时是大端，要按字节转换
}
}
} static void infrared_reset_state(void)
{
ir_info.rx_edge = 0;
ir_info.bit_index = 0;
ir_info.rx_leading = false;
ir_info.data = 0;
}
然后在主循环中出队，解析数据就可以了：
void hal_infrared_poll(void)
{
ir_event_t event = {0};
u8 addr_l,addr_h,cmd,cmd_neg = 0; if(queue_is_empty(&ir_info.event_queue))
return; queue_pop(&ir_info.event_queue,&event);
if(event.is_repeat){
ir_dbg_printf(TAG"repeat event!\n\r");
}else{
addr_l = (u8)(event.data & 0xFF); // bits 7:0
addr_h = (u8)((event.data >> 8) & 0xFF); // bits 15:8
cmd = (u8)((event.data >> 16) & 0xFF); // bits 23:16
cmd_neg= (u8)((event.data >> 24) & 0xFF); // bits 31:24
} ir_dbg_printf(TAG":recv_data%08X\n\r",event.data); if(event.is_repeat == true && (addr_l != 0x72 || addr_h !=0x53 || cmd != ~cmd_neg)){
ir_dbg_printf(TAG"ir data err!\n\r");
return;
}
ir_dbg_printf(TAG"cmd process:%02X\n\r",cmd);
hal_infrared_cmd_process(cmd);
}
下面是完整的代码：
1 #include"hal_driver.h"
2
3 /**************************************************************************
4 \brief
5 **************************************************************************/
6 typedef struct {
7 u8 is_repeat;
8 u32 data;
9 }ir_event_t;
10
11 typedef struct{
12 u16 tiemr_cnt;
13 u8 event_buf[20];
14 queue_t event_queue;
15
16 u32 data;
17 u8 rx_edge;
18 u8 bit_index;
19 u8 rx_leading;
20 u8 is_rx_err;
21
22 ir_debug_t debug;
23 }ir_info_t;
24
25 ir_info_t ir_info;
26
27 void infrared_timer_isr_handler(void);
28 void infrared_recv_isr_handler(void);
29 static void infrared_reset_state(void);
30 static void handle_data_bit(u8 level_state, u32 level_time);
31
32
33 /**************************************************************************
34 \brief
35 **************************************************************************/
36 void hal_infrared_gpio_init(void)
37 {
38 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
39 GPIO_PinAFConfig(INFRARED_PORT, INFRARED_PIN, GPIO_P72, GROUP_AF_INTP1);
40 GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = INFRARED_PIN;
41 GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
42 GPIO_InitStruct.GPIO_Ctrl = GPIO_Control_DIG;
43 GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
44 GPIO_Init(INFRARED_PORT, &GPIO_InitStruct);
45
46 INTP_InitTypeDef INTP_InitStructure;
47 INTP_InitStructure.INTP_Select = INTP1 ; // INTP1
48 INTP_InitStructure.EXTI_Trigger = Trigger_Rising_Falling; // frist is falling
49 INTP_Init(&INTP_InitStructure);
50
51 ISR_Register(INTP1_IRQn, infrared_recv_isr_handler);
52 NVIC_SetPriority(INTP1_IRQn, 3);
53 INTP_Start(INTP1); // Enable INTP1 Interrupt
54 }
55
56 void hal_infrared_timer_init(void)
57 {
58 // TIM41 CH2
59 TIM_InitTypeDef TIM_InitStructure;
60
61 TIM_InitStructure.TIM = TIM41;
62 TIM_InitStructure.TIM_Channel = TTM_Channel_2;
63 TIM_InitStructure.TIM_ClkDivision = TIM_CLK0_Div16; //specify the operation clk of tim
64 TIM_InitStructure.TIM_Period[2] = 0xFFFF; //specify the number of count clock //max 20ms
65 TIM_InitStructure.TIM_Trigger = TIM_Trigger_Software; //TImn valid input edge is used as a start or capture trigger
66 TIM_InitStructure.TIM_Mode = TIM_Mode_Interval; // DelayCount mode
67 TIM_InitStructure.TIM_StartInt = TIM_StartInt_Disable;
68 TIM_Init(&TIM_InitStructure);
69
70 ISR_Register(TM12_IRQn, infrared_timer_isr_handler);
71 NVIC_SetPriority(TM12_IRQn, 3);
72 }
73
74 void hal_infrared_init(void)
75 {
76 hal_infrared_gpio_init();
77 hal_infrared_timer_init();
78 memset(&ir_info,0,sizeof(ir_info));
79 queue_init(&ir_info.event_queue, ir_info.event_buf,
80 sizeof(ir_info.event_buf), sizeof(ir_event_t));
81 }
82
83 /**************************************************************************
84 \brief
85 **************************************************************************/
86 void hal_infrared_timer_reset(void)
87 {
88 ir_info.tiemr_cnt = 0;
89 // stop timer
90 TM41->TT1|=TTM_Channel_2;
91 // start timer
92 TM41->TS1|=TTM_Channel_2;
93 }
94
95 u32 hal_infrared_timer_get_tick(void)
96 {
97 u16 load_val;
98 u16 cur_val;
99 u32 cur_time;
100
101 cur_val=TM41->TCR12;
102 load_val=TM41->TDR12;
103
104 if(load_val > cur_val){
105 cur_time = load_val - cur_val;
106 }else{
107 cur_time = 0;
108 }
109 cur_time = cur_time + ((u32)ir_info.tiemr_cnt<<16);
110 return cur_time;
111 }
112
113 /**************************************************************************
114 \brief
115 **************************************************************************/
116
117
118 void infrared_timer_isr_handler(void)
119 {
120 if(ir_info.tiemr_cnt < 0xFFFF){
121 ir_info.tiemr_cnt++;
122 }
123 INTC_ClearPendingIRQ(TM12_IRQn);
124 }
125
126 void infrared_recv_isr_handler(void)
127 {
128 infrared_recv_process();
129 hal_infrared_timer_reset();
130 INTC_ClearPendingIRQ(INTP1_IRQn);
131 }
132
133 void infrared_recv_process(void)
134 {
135 u32 level_time = hal_infrared_timer_get_tick();
136 bool level_state = INFRARED_GET_PIN();
137 ir_event_t event = {0};
138 #ifdef IR_DEUBG
139 ir_info.debug.sta[ir_info.debug.index] = level_state;
140 ir_info.debug.time[ir_info.debug.index] = level_time;
141 if(ir_info.debug.index < 69){
142 ir_info.debug.index++;
143 }
144 #endif
145
146 switch (ir_info.rx_edge) {
147 case 0:
148 if (!level_state) {// First falling edge detected (should be low)
149 ir_info.rx_edge = 1;
150 } else {
151 ir_info.is_rx_err = true;
152 }
153 break;
154 case 1:
155 if (level_state) {// Check for valid leading pulse (~9ms)
156 if (level_time > START_L_TIME_MIN && level_time < START_L_TIME_MAX) {
157 ir_info.rx_edge = 2;
158 }else{
ir_info.is_rx_err = true;
}
159 } else {
160 ir_info.is_rx_err = true;
161 }
162 break;
163 case 2:
164 if (!level_state) {// Falling edge after leading high pulse
165 if (level_time > START_H_TIME_MIN && level_time < START_H_TIME_MAX) {
166 // Valid 4.5ms pause -> begin receiving data bits
167 ir_info.rx_leading = true;
168 ir_info.rx_edge = 3;
169 ir_info.bit_index = 0;
170 ir_info.data = 0;
171 } else if (level_time > REPEAT_H_TIME_MIN && level_time < REPEAT_H_TIME_MAX) {
172 // Repeat code detected (~2.25ms)
173 ir_info.data = 0;
174 ir_info.rx_edge = 0;
175 ir_info.bit_index = 0;
176 event.data = ir_info.data;
177 event.is_repeat = true;
178 queue_push(&ir_info.event_queue,&event);
179 } else {
180 ir_info.is_rx_err = true;
181 }
182 } else {
183 ir_info.is_rx_err = true;
184 }
185 break;
186 default:
187 if (ir_info.rx_leading && ir_info.rx_edge >= 3){
188 ir_info.rx_edge++;
189 handle_data_bit(level_state, level_time);
190 }
191 break;
192 }
193
194 if (ir_info.is_rx_err) {
195 infrared_reset_state();
196 ir_info.is_rx_err = false;
197 }
198 }
199
200 static void handle_data_bit(u8 level_state, u32 level_time)
201 {
202 ir_event_t event = {0};
203
204 if (level_state) {
205 if(level_time<DATA_0_TIME_MIN || level_time>DATA_0_TIME_MAX){
206 ir_info.is_rx_err = true;
207 }
208 } else {
209 if (level_time > DATA_0_TIME_MIN && level_time < DATA_0_TIME_MAX) { //LSB
210 // Logical '0': high for ~560us
211 ir_info.data &= ~(1 << ir_info.bit_index);
212 ir_info.bit_index++;
213 } else if (level_time > DATA_1_TIME_MIN && level_time < DATA_1_TIME_MAX) {
214 // Logical '1': high for ~1.69ms
215 ir_info.data |= (1 << ir_info.bit_index);
216 ir_info.bit_index++;
217 } else {
218 ir_info.is_rx_err = true;
219 }
220 // All 32 bits received
221 if (ir_info.bit_index == 32 || ir_info.rx_edge == 67) {
222 ir_info.rx_leading = false;
223 ir_info.rx_edge = 0;
224 ir_info.debug.data = ir_info.data;
225 event.data = ir_info.data;
226 event.is_repeat = false;
227 queue_push(&ir_info.event_queue,&event);
228 }
229 }
230 }
231
232 static void infrared_reset_state(void)
233 {
234 ir_info.rx_edge = 0;
235 ir_info.bit_index = 0;
236 ir_info.rx_leading = false;
237 ir_info.data = 0;
238 }
239
240 /**************************************************************************
241 \brief
242
243 **************************************************************************/
244 void hal_infrared_poll(void)
245 {
246 ir_event_t event = {0};
247 u8 addr_l,addr_h,cmd,cmd_neg = 0;
248
249 if(queue_is_empty(&ir_info.event_queue))
250 return;
251
252 queue_pop(&ir_info.event_queue,&event);
253 if(event.is_repeat){
254 printf(TAG"repeat event!\n\r");
255 }else{
256 addr_l = (u8)(event.data & 0xFF); // bits 7:0
257 addr_h = (u8)((event.data >> 8) & 0xFF); // bits 15:8
258 cmd = (u8)((event.data >> 16) & 0xFF); // bits 23:16
259 cmd_neg = (u8)((event.data >> 24) & 0xFF); // bits 31:24
260 }
261
262 printf(TAG":recv_data%08X\n\r",event.data);
263
264 if(event.is_repeat == true && (addr_l != 0x72 || addr_h !=0x53 || cmd != ~cmd_neg)){
265 printf(TAG"ir data err!\n\r");
266 return;
267 }
268 printf(TAG"cmd process:%02X\n\r",cmd);
269 hal_infrared_cmd_process(cmd);
270 }
271 /*
272 ---------------------------------------
273 │ 0x21 │ 0x22 │ 0x23 │ 0x24 │
274 │ 0x51 │ 0x52 │ 0x53 │ 0x54 │
275 │ 0x31 │ 0x32 │ 0x33 │ 0x34 │
276 │ 0x41 │ 0x42 │ 0x43 │ 0x44 │
277 │ 0x61 │ 0x62 │ 0x63 │ 0x64 │
278 │ 0x71 │ 0x72 │ 0x73 │ 0x74 │
279 │ 0x81 │ 0x82 │ 0x83 │ 0x84 │
280 │ 0x91 │ 0x92 │ 0x93 │ 0xA4 │
281 │ 0x01 │ 0x02 │ 0x03 │ 0x04 │
282 │ 0xA1 0xA2 0xA3 │
283 │ 0x13 0x14 0xB1 │
284 │ 0x11 0x12 0x94 │
285 --------------------------------------
286 */
287 void hal_infrared_cmd_process(u8 cmd)
288 {
289 switch (cmd)
290 {
291 case 0x21:
292 printf(TAG"power on\n\r");
293 break;
294 case 0x22:
295 printf(TAG"power off\n\r");
296 break;
297 case 0x23:
298 printf(TAG"volume up\n\r");
299 break;
300 case 0x24:
301 printf(TAG"volume down\n\r");
302 break;
303 case 0x51:
304 printf(TAG"channel up\n\r");
305 break;
306
307 default:
308 break;
309 }
310 }
1 #ifndef __HAL_INFRARED_H__
2 #define __HAL_INFRARED_H__
3
4
5 #define INFRARED_PORT GPIO_PORT7
6 #define INFRARED_PIN GPIO_Pin_2
7 #define INFRARED_GET_PIN() GPIO_ReadInputDataBit(INFRARED_PORT, INFRARED_PIN)
8
10 // ~9ms
11 #define START_L_TIME_MAX (10000 )
12 #define START_L_TIME_MIN (8000 )
13 // ~4.5ms
14 #define START_H_TIME_MAX (5500 )
15 #define START_H_TIME_MIN (3500 )
16 // ~2.25ms
17 #define REPEAT_H_TIME_MAX (3250)
18 #define REPEAT_H_TIME_MIN (1250)
19 // ~560us
20 #define DATA_0_TIME_MAX (760)
21 #define DATA_0_TIME_MIN (360)
22 // ~1.69ms
23 #define DATA_1_TIME_MAX (2190)
24 #define DATA_1_TIME_MIN (1190)
25
26 void hal_infrared_init(void);
27
28 void hal_infrared_poll(void);
29 void hal_infrared_cmd_process(u8 cmd);
30 void infrared_recv_process(void);
31
32 #endif // __HAL_INFRARED_H__F
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