怎样去编写IR NEC协议的驱动程序呢

原理图



IR红外编程原理
IR NEC 协议
协议特征
使用双向编码（又称曼彻斯特编码）；

• 使用38K载波对编码后的波形进行调制；
  
• 位时间 1.12ms 或 2.25ms
  

调制

我们定义脉冲560µS为脉冲基本宽度T；根据脉冲时间长短来解码。推荐载波占空比为1/3至1/4：（1） Logic “1” 位宽为2.25ms，脉冲时间560us（T + 3T）；
（2） Logic “0” 位宽为1.12ms，脉冲时间560us（T + T）。


（3 ) 重复码： 位宽为11.25ms，脉冲时间9ms（16T + 4T）。


协议格式

[tr]18888[/tr]

起始位	Address	Address(反码)	Command	Command(反码)
16T+8T	b0...b7	b0...b7	b0...b7	b0...b7

• 起始位（Start Bit）： 16T + 8T。
  
• 地址位（Address）： 8bit，最低有效位（LSB）先发送。
  
• 反相地址位（!Address）： 8bit，最低有效位（LSB）先发送。其值与地址位（Address）相反，用于验证接收的信息的准确性。
  
• 命令位（Command）： 8bit，最低有效位（LSB）先发送。
  
• 反相命令位（!Command）： 8bit，最低有效位（LSB）先发送。其值与命令位（Command）相反，用于验证接收的信息的准确性。
  
  
  

数据协议

NEC协议格式如下图所示：


以上是一个正常的序列，也可能存在一种情况：一直按着1个键，此时发送的是以110ms为周期的重复码，即发送一次命令码之后，不会再次发送命令码，而是每隔110ms时间，发送一段重复码。如下图:在这里插入图片描述需要注意的是：红外一体接收头为了提高接受灵敏度，输入高电平，其输出的是相反的低电平。

编写驱动程序

红外驱动采用字符设备驱动模型，通过杂项设备注册。
入口函数


static int __init test_init(void)
{
    int ret;
    ret =  misc_register(&gec3399_irda_misc);   //注册字符设备
    if(ret < 0)
    {
        printk("misc register errorn");
        goto err0;      
    }
   
    init_waitqueue_head(&irda_wait);  //等待队列初始化
    //中断申请,下降沿有效，中断处理函数irq_func。
    ret = request_irq(gpio_to_irq(IR_IO), irq_func, IRQF_TRIGGER_FALLING, "myir", NULL);
    if (ret < 0)
        goto err1;
    printk("IR driver is OK rn");
    return 0;
err1:   
    misc_deregister(&gec3399_irda_misc);
err0:
    return ret;


}
杂项设备


static struct miscdevice gec3399_irda_misc = {
    .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,
    .fops = &gec3399_irda_fops,
    .name   = "irda_drv",   
};   //混杂设备结构体定义和初始化


文件操作集

static const struct file_operations gec3399_irda_fops = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .read =gec3399_irda_read,
    .poll = gec3399_irda_poll,
};   //文件操作集合


读取函数

通过这个read接口函数把读取到的数据上报给用户层

ssize_t gec3399_irda_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t len, loff_t *off)
{   


    int ret;
    wait_event_interruptible(irda_wait, irda_pressed);   //等待按键按下
    ret = copy_to_user(buf,irda_data,4);   //拷贝到用户空间
    if(ret != 0)
    {
        printk("No infrared is receivedn");
        len = -EFAULT;
    }
    irda_pressed = 0;
    memset(irda_data,0,4);
    return len;
}
POLL机制

static unsigned int gec3399_irda_poll( struct file *file,struct poll_table_struct *wait)
{


    unsigned int mask = 0;


    poll_wait(file, &irda_wait, wait);
    if (irda_pressed){
        mask |= POLLIN | POLLRDNORM;
        return mask;
    }      
    return 0;
}
中断处理函数


irqreturn_t irq_func(int irqno, void *arg)
{
    long long now = ktime_to_us(ktime_get());
    unsigned int offset;
    int i, j, tmp;


    if (!flag) //数据开始
    {
        flag = 1;
        prev = now;
        return IRQ_HANDLED;
    }


    offset = now - prev;
    prev = now;
    //第一步：判断引导码
    if ((offset > 13000) && (offset < 14000)) //判断是否收到引导码，引导码13.5ms
    {
        num = 0;
        return IRQ_HANDLED;
    }   




    //不是引导码时间，数据位时间
    if (num < 32)
        times[num++] = offset;


    if (num >= 32)
    {
        for (i = 0; i < 4; i++) //共4个字节
        {
            tmp = 0;
            for (j = 0; j < 8; j++) //每字节8位
            {
                if (times[i*8+j] > 1800) //如果数据位的信号周期大于1.8ms, 则是二进制数据1
                    tmp |= 1<             }
            irda_data = tmp;
            //printk("%02x ", tmp);
        }
        //printk("%xn",*(int*)irda_data);
        wake_up_interruptible(&irda_wait); //唤醒等待队列
        irda_pressed = 1;
        flag = 0; //重新开始帧
    }
    return IRQ_HANDLED;
}
完整驱动代码


//头文件来源于linux内核源码
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
//红外接收头，三个引脚
// 三个引脚向下， 突出的半圆面向自己，从左往右引脚分别是： 数据脚(接IO口), 地线(gnd),  电源线(vcc, 3.3v)


// 红外接收头的数据脚接的是PL11
#define IR_IO  (32*0 + 8*0 + 6)


int flag = 0; //表示数据帧的开始
int num = 0; //表示数据帧里的第几位数据
static long long prev = 0; //记录上次的时间
unsigned int times[40]; //记录每位数据的时间


static wait_queue_head_t irda_wait;
static int irda_pressed = 0;  //按键响应，初始为不响应


char irda_data[4] = {0};


ssize_t gec3399_irda_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t len, loff_t *off)
{   


    int ret;
    wait_event_interruptible(irda_wait, irda_pressed);   //等待按键按下
    ret = copy_to_user(buf,irda_data,4);   //拷贝到用户空间
    if(ret != 0)
    {
        printk("No infrared is receivedn");
        len = -EFAULT;
    }
    irda_pressed = 0;
    memset(irda_data,0,4);
    return len;
}






irqreturn_t irq_func(int irqno, void *arg)
{
    long long now = ktime_to_us(ktime_get());
    unsigned int offset;
    int i, j, tmp;


    if (!flag) //数据开始
    {
        flag = 1;
        prev = now;
        return IRQ_HANDLED;
    }


    offset = now - prev;
    prev = now;
    if ((offset > 13000) && (offset < 14000)) //判断是否收到引导码，引导码13.5ms
    {
        num = 0;
        return IRQ_HANDLED;
    }   




    //不是引导码时间，数据位时间
    if (num < 32)
        times[num++] = offset;


    if (num >= 32)
    {
        for (i = 0; i < 4; i++) //共4个字节
        {
            tmp = 0;
            for (j = 0; j < 8; j++) //每字节8位
            {
                if (times[i*8+j] > 1800) //如果数据位的信号周期大于2ms, 则是二进制数据1
                    tmp |= 1<             }
            irda_data = tmp;
            //printk("%02x ", tmp);
        }
        //printk("%xn",*(int*)irda_data);
        wake_up_interruptible(&irda_wait); //唤醒等待队列
        irda_pressed = 1;
        flag = 0; //重新开始帧
    }
    return IRQ_HANDLED;
}


static unsigned int gec3399_irda_poll( struct file *file,struct poll_table_struct *wait)
{


    unsigned int mask = 0;


    poll_wait(file, &irda_wait, wait);
    if (irda_pressed){
        mask |= POLLIN | POLLRDNORM;
        return mask;
    }      
    return 0;
}


static const struct file_operations gec3399_irda_fops = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .read =gec3399_irda_read,
    .poll = gec3399_irda_poll,
};   //文件操作集合


static struct miscdevice gec3399_irda_misc = {
    .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,
    .fops = &gec3399_irda_fops,
    .name   = "irda_drv",   
};   //混杂设备结构体定义和初始化






static int __init test_init(void)
{
    int ret;
    ret =  misc_register(&gec3399_irda_misc);   //注册字符设备
    if(ret < 0){
        printk("misc register errorn");
        goto err0;      
    }
   
   
    init_waitqueue_head(&irda_wait);  //等待队列初始化
   
    ret = request_irq(gpio_to_irq(IR_IO), irq_func, IRQF_TRIGGER_FALLING, "myir", NULL);
    if (ret < 0)
        goto err1;


    return 0;
err1:   
    misc_deregister(&gec3399_irda_misc);
err0:
    return ret;


}




static void __exit test_exit(void)
{
    misc_deregister(&gec3399_irda_misc);
    free_irq(gpio_to_irq(IR_IO), NULL);
}


module_init(test_init);
module_exit(test_exit);


MODULE_LICENSE("GPL");
测试代码


#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
int fd_irda;
char irda_data[4] = {0};  


int main(void)
{
    int ret;
    fd_irda = open("/dev/irda_drv", O_RDWR);
    if(fd_irda < 0)
    {
        perror("open irda driver");
        return -1;      
    }
   
    struct pollfd pollfd_irda = {
        .fd = fd_irda,
        .events = POLLIN|POLLRDNORM,
    };
   
    while(1)
    {
        ret = poll(&pollfd_irda,1,0);
        if(ret < 0)
        {
            perror("poll key drivern");
        }
        else if(ret > 0)
        {
            ret = read(fd_irda,irda_data,4);
            if(ret<0)
            {
                perror("read errorn");
                return -1;
            }
            printf("%xn",*(int*)irda_data);
        }
        else{
            printf("poll wait time out n");
        }      
    }
    close(fd_irda);
   
    return 0;
}
Makefile文件

obj-m += irda_drv.o
KERNELDIR:=/file/RK3399Pro/rk3399pro_git_repo/kernel
PWD:=$(shell pwd)


default:
    $(MAKE)  -C $(KERNELDIR)  M=$(PWD) modules
test:
    aarch64-linux-gnu-gcc irda_test.c -o irda_test      


clean:
    rm -rf *.o *.order .*.cmd *.ko *.mod.c *.symvers *.tmp_versions
测试步骤

编译源码

在ubuntu中输入：
make
得到驱动目标文件irda_drv.ko
输入：
make test
得到测试目标文件：irda_test

加载驱动

在开发板命令终端输入：
insmod irda_drv.ko
执行测试程序

在开发板命令终端输入：
chmod 777 irda_test./irda_test
实验现象

读取到NEC格式的遥控器的编码。