红外遥控系统由哪几部分组成？

红外线的光谱位于红色光之外，波长是0.76～1.5μm，比红光的波长还长。红外遥控是利用红外线进行传递信息的一种控制方式，红外遥控具有抗干扰，电路简单，容易编码和解码，功耗小，成本低的优点。红外遥控几乎适用所有家电的控制。
红外遥控系统的主要部分为调制、发射和接收。
1.调制
红外遥控是以调制的方式发射数据，就是把数据和一定频率的载波进行“与”操作，这样既可以提高发射效率又可以降低电源功耗。调制载波频率一般在30khz到60khz之间，大多数使用的是38kHz，占空比1/3的方波，如图2所示，这是由发射端所使用的455kHz晶振决定的。在发射端要对晶振进行整数分频，分频系数一般取12，所以455kHz÷12≈37.9 kHz≈38kHz。
2.发射系统
红外线通过红外发光二极管(LED)发射出去，红外发光二极管（红外发射管）内部构造与普通的发光二极管基本相同，材料和普通发光二极管不同，在红外发射管两端施加一定电压时，它发出的是红外线而不是可见光。
3.一体化红外接收头
红外接收头的种类很多，引脚定义也不相同，一般都有三个引脚，包括供电脚，接地和信号输出脚。


在串行通讯里，我们经常谈及‘mark’和‘space’标记。‘space’是个默认信号，是指发射管关闭状态，在‘space’期间，红外光不被发射。反之在‘mark’状态期间，红外光以特定的频率脉冲形式发射。在接收端，一个‘space’信号以高电平方式重现输出。反之一个‘mark’信号便是以低电平方式重现。请注意，这里的‘mark’和‘space’不是我们需要发送的状态1和0。‘mark’和‘space’以及1和0之间的真正关系取决于被应用的协议。
红外发射信号的引导码是由引导码由“9ms mark + 4.5ms space”构成，表示一组键码的开始。逻辑“1”由“560us mark + 1690 space”组成，symbol period 为2.25ms；逻辑“0”由“560us mark + 560us space”组成，symbol period 为 1.12ms。


本产品采用NEC通信格式，一串数据是32位数据，8位地址8位命令以及各自的反码
接收数据的格式为：起始信号+用户码+用户反码+数据码+数据反码+结束信号
用户码就是custom,用户码为前八位是0x00和其反码0xFF


我们编写其红外接收程序主要是依据上述NEC出通讯编码格式编写，下面是程序部分。


程序分析：
我们在globalvariable.h中对红外数据接收引脚进行定义：


//红外遥控，红外接收器数据线,外部中断 PD10
#define IRIN_PIN         GPIO_Pin_10
#define IRIN_GPIO        GPIOD
#define IRIN_PORTSOURCE  GPIO_PortSourceGPIOD
#define IRIN_PINSOURCE   GPIO_PinSource10
#define IRIN_EXITLINE    EXTI_Line10
#define IRIN_IRQCH       EXTI15_10_IRQn
#define IRIN             GPIO_ReadInputDataBit(IRIN_GPIO, IRIN_PIN)//读GPIO_PIN_10的电平，如果为高则为1，低为0
我们对红外模块部分建立一个文件IRControl.c(infrared radiation)和一个头文件IRControl.h


#ifndef __IRCTROL_H_
#define __IRCTROL_H_

#include "stm32f10x.h"

extern unsigned char ir_rec_flag;//接收数据标志位 1 有新数据 0 没有
extern char ctrl_comm;//控制指令
extern unsigned char continue_time;
void IRCtrolInit(void);
void IRIntIsr(void);

#endif
IRControl.c


其次利用定时器TIM3产生一个1微妙的延时，因此在IRControl.c配置定时器中断时可进行如下配置：


#include "IRCtrol.h"
#include "interface.h"

unsigned char ir_rec_flag=0;//接收数据标志位 1 有新数据 0 没有
unsigned char IRCOM[3];//定义数组存放四个数据

void Time3Init(void)
{
    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 1;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = (72 - 1);//72M / 72 = 1us
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Down;
    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);
}
//定时器TIM3产生1us 延时
void DelayUs(vu32 nCount)
{
  u16 TIMCounter = nCount;
  TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
  TIM_SetCounter(TIM3, TIMCounter);
  while (TIMCounter>1)
  {
    TIMCounter = TIM_GetCounter(TIM3);//得到计数器的值
  }
  TIM_Cmd(TIM3, DISABLE);
}
在IRControl.c中进行外部中断配置：


/********************外部中断配置 红外遥控配置************************/   
void IRCtrolInit(void)
{
        GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
        EXTI_InitTypeDef  EXTI_InitStructure;//定义一个外部中断相关的结构体
        NVIC_InitTypeDef  NVIC_InitStructure; //定义一个中断的结构体
       
        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO , ENABLE);
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = IRIN_PIN;//配置使能GPIO管脚
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;//配置GPIO模式,输入上拉
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//配置GPIO端口速度
        GPIO_Init(IRIN_GPIO , &GPIO_InitStructure);
               
        GPIO_EXTILineConfig(IRIN_PORTSOURCE , IRIN_PINSOURCE);
        EXTI_InitStructure.EXTI_Line = IRIN_EXITLINE;//将对应的GPIO口连接到中断线上
        EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;//中断事件类型，下降沿
        EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;//选择模式，中断型
        EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;//使能该中断
        EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);//将配置好的参数写入寄存器
                       
        NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);         //阶级为0，不可嵌套
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = IRIN_IRQCH;//打开PINA_8的外部中断
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;//主优先级0，最高
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;        //子优先级，最低
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;        //使能该模块中断
        NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);        //中断初始化，将结构体定义的数据执行
        Time3Init();
}


/********************延时0.14毫秒************************/  
void DelayIr(unsigned char x)  
{
  while(x--)
{
  DelayUs(140);
}
}

/********************红外数据接收函数************************/
void IRIntIsr(void)
{
     unsigned char j,k,N=0;
//检测误传输信号
         DelayIr(15);//任意的延时时间
         if (IRIN==1) //读端口PD10数据为1，确认接收到信号
        {
              return;
            }
          continue_time = 40;//连发信号，该程序在main.c中，表示指令持续 40*5 = 200ms 无指令停车。5毫秒是tick_5ms产生。
//意思是我的PD10开始检测到了高电平信号，但是超过200毫秒没有别的信号进来，就让小车停车。
//确认IR信号出现
      while (!IRIN)            //等IR变为高电平，跳过9ms的前导低电平信号。这么写的很有意思，因为起始码是一个持续9毫秒低电平信号，我们默认它产生，此时的IRIN为0，那么对其取反就是检测其是否为高电平，一举两得。
      {
        DelayIr(1);
      }

     for (j=0;j<4;j++)         //收集四组数据
      {
         for (k=0;k<8;k++)        //每组数据有8位
            {
              while (IRIN)            //等 IR 变为低电平，跳过4.5ms的前导高电平信号。可以理解为起始码为9毫秒低电平和4.5毫秒高电平组成，4.5毫秒高电平结束后就是用户码和数据码，而用户码和数据码的1是由0.65毫秒低电平和0356毫秒的高电平组成（共1.125毫秒），逻辑0则是由0.56毫秒低电平和1.69毫秒高电平组成（共2.25毫秒）。
                {
                 DelayIr(1);
                 }
               while (!IRIN)          //等IR变为高电平
                {
                 DelayIr(1);
                 }

//计算IRIN高电平时长，用以确定是逻辑0还是1。
               while(IRIN)           
                {
                  DelayIr(1);
                  N++;           
               if (N>=30)   //超过4.2毫秒自动退出
                      {
                        return;
                  }                  
                }                  

//根据计时长短进行二进制识别
     IRCOM[j]=IRCOM[j] >> 1;                  //最高位右移一位，数据最高位补“0”，
     if (N>=8)
       {
         IRCOM[j] = IRCOM[j] | 0x80;
        }  //如果大于8*0.14=1.12毫秒，数据最高位补“1”否则
        N=0;//重新对N赋值
      }//end for k
   }//end for j
   
        k = ~IRCOM[3];//数组计数从0开始，所以数组中的3代表对第四位的数据取反，第四位是数据为的取反,故对数据位反码取反就是数据码本身。
   if (IRCOM[2] != k)//对数据进行较验，如果数据码不等于数据反码取反，则退出。
   {
     return; }
         
                 //指令转换
                 
                 switch(IRCOM[2])//读取数据码
                 {
                         case 0x46: ctrl_comm = COMM_UP;break;
                         case 0x15: ctrl_comm = COMM_DOWN;break;
                         case 0x44: ctrl_comm = COMM_LEFT;break;
                         case 0x43: ctrl_comm = COMM_RIGHT;break;
                         case 0x40: ctrl_comm = COMM_STOP;break;
                         default :  return;
                 }
                 ir_rec_flag = 1;
       
}


主函数main.c：


char ctrl_comm = COMM_STOP;//控制指令
unsigned char continue_time=0;
int main(void)
{
        delay_init();
        GPIOCLKInit();
        IRCtrolInit();
        TIM2_Init();
        MotorInit();
while(1)
{         
                         if(tick_5ms >= 5)//5ms
                {
                        tick_5ms = 0;
                        tick_200ms++;
                        if(tick_200ms >= 40)
                        {
                                tick_200ms = 0;
                        }
                       
                        continue_time--;//200ms 无接收指令就停车
                        if(continue_time == 0)
                        {
                                continue_time = 1;
                                CarStop();
                        }
                        if(ir_rec_flag == 1)//接收到红外信号
                        {
                                ir_rec_flag = 0;
                                switch(ctrl_comm)
                                {
                                        case COMM_UP:    CarGo();break;
                                        case COMM_DOWN:  CarBack();break;
                                        case COMM_LEFT:  CarLeft();break;
                                        case COMM_RIGHT: CarRight();break;
                                        case COMM_STOP:  CarStop();break;
                                        default : break;
                                }
                        }
                }
               
}
}