NEC红外遥控协议理解与实现

红外发射管有2个管脚，发送的是经过38KHz时钟调制过的信号。例如下图使用PWM产生一个等占空时钟信号用于调制。

接收管收下来的信号已经经过了解调，可以直接连接系统的外部中断脚。

下面通过逻辑分析仪来实际测量一下。

随便找了个红外遥控器，测量power键按下后的波形。首先是信号发送侧。

可以看到，0秒开始是一个按键动作，0.11秒后的那个波形是一个repeat，展开：

把波形重叠的部分展开，就可以看到这个38KHz的调制时钟

如果持续按下遥控器上的按键，那么就会发送连续的repeat信号，发送的间隔也基本满足协议上指出的110ms

下面是接收侧

可以看到信号被解调了，也就是说重叠的部分变成了低电平。

最后通过编写协议分析插件的方式，来描述如何通过程序来理解上面的波形。

我使用的逻辑分析软件是 Saleae Logic 1.1.15 编译环境是Microsoft Visual Studio 2008，编译时需要SaleaeAnalyzerSdk-1.1.14。完整的代码从这里下载。

分析的方法是测量两个信号下降沿之间的时间长度，这里先定义一些时间参数。

/* Timing define , unit : ms*/
#defineSTART_LOW_TIMING
#defineSTART_HIGH_TIMING
#defineREPEAT_HIGH_TIMING
#defineLOGIC_ONE_TIMING         (*)
#defineLOGIC_ZERO_TIMING        (*)
#defineDATA_LOW_TIMING          (*) 

从逻辑分析仪测量的结果，可以发现发射器给出的信号并不是非常的精确，所以我们需要定义误差范围。

/* Timing Margin , unit : ms*/

#definedelta                     

在下面代码里，通过API函数AdvanceToNextEdge来获取下一个信号发生变化的采样点，如果对应的采样点是低电平，则表示下跳沿，这时和前一个下跳沿采样点的时间做差，按照采样频率换算成时间间隔。再根据上面定义的时间常量来判断这是一个START标记、REPEAT标记、逻辑1、逻辑0还是无效的信号。对于逻辑1和0的情况，需要通过移位来整理成32bits的有效数据，这里要特别注意协议里规定，先发送的是LSB，后发送的MSB。

void IRNECAnalyzer::WorkerThread()
{
    U64    per_sample = ;
    U64    cur_sample = ;
    U64    starting_sample = ;
    U64    differ = ;
    char action = state_down;
    U8    fail = ;
    U64    data = ;
    U32    code = ;
    U8    count = ;
    U8    data_f = ;

    mResults.reset(new IRNECAnalyzerResults( this, mSettings.get() ) );
    SetAnalyzerResults(mResults.get() );
    mResults->AddChannelBubblesWillAppearOn(mSettings->mInputChannel );
    mSampleRateHz= GetSampleRate();
    mSerial= GetAnalyzerChannelData( mSettings->mInputChannel );

    if( mSerial->GetBitState() == BIT_LOW )
        mSerial->AdvanceToNextEdge();

    for(;;){
        mSerial->AdvanceToNextEdge();
        cur_sample= mSerial->GetSampleNumber();

        //只处理时钟的下跳沿

        if(mSerial->GetBitState() == BIT_LOW){
            differ= (cur_sample - per_sample)*/mSampleRateHz;

            //判断是否是REPEAT信号
            )<differ)&&((differ)<(START_LOW_TIMING+REPEAT_HIGH_TIMING+delta*))){
                action=state_repeat;
                fail=;
            })<differ)&&((differ)<(START_LOW_TIMING+START_HIGH_TIMING+delta*))){
            //判断是否是START信号
                action=state_start;
                fail=;
            }else
            )<differ)&&((differ)<(LOGIC_ONE_TIMING+DATA_LOW_TIMING+delta*))){
            //判断是否是逻辑1
                action=state_data;
                data_f=;
                fail=;
            })<differ)&&((differ)<(LOGIC_ZERO_TIMING+DATA_LOW_TIMING+delta*))){
                //判断是否是逻辑0
                action=state_data;

                data_f=;

                fail=;

            }else{
                  //否则为错误信号
                fail=;
            }

            ){
                switch (action){
                    case state_start:
                        code= ;
                        count= ;
                        starting_sample= cur_sample;
                        AddFrame(per_sample,cur_sample, , FStart);
                        break;

                    case state_data:
                        data_f= data_f << count;
                        code= code | data_f;
                        count++;
                        ){
                            count= ;
                            AddFrame(starting_sample,cur_sample, code, FData);
                            code= ;
                            starting_sample= cur_sample;
                        }
                        break;

                    case state_repeat:
                        AddFrame(per_sample,cur_sample, data, FRepeat);
                        break;

                    default:
                        break;
                }

            }
            per_sample= cur_sample;

        }

    }

}

加载上面的插件后，可以看到分析的结果

所以如果将这份代码放在板卡上运行，首先应该将接收器的信号接到处理器的外部中断管脚，然后注册一个下跳沿触发的快速中断。然后最通常的情况你需要再注册一个标准的输入设备，映射一下遥控器码字和按键事件的对应关系就可以了。