STM32红外遥控实验（发射器和接收器）
这个实验是学院的开放实验，2个小时写完了代码，使用STM32控制器，特此记录一下，比较水，有需要的朋友可以参考一下，想要代码请加入群。欢迎加入QQ群：681976114,点击这里加群文章来源地址：https://blog.oliverxu.cn
最终的作品：
摘 要
随着社会的发展、 科技的进步以及人们生活水平的逐步提高， 各种方便于生活的遥控系统开始进入了人们的生活。 传统的遥控器采用专用的遥控编码及解码集成电路， 这种方法虽然制作简单、 容易，但由于功能键数及功能受到特定的限制，只实用于某一专用电器产品的应用， 应用范围受到限制。 而采用单片机进行遥控系统的应用设计，具有编程灵活多样、操作码个数可随便设定等优点。
本设计主要应用了STM32F103单片机作为核心，综合应用了单片机中断系统、定时器、计数器等知识，应用红外光的优点。遥控操作的不同，遥控发射器通过对红外光发射频率的控制来区别不同的操作。 遥控接收器通过对红外光接收频率的识别，判断出控制操作，来完成整个红外遥控发射、接收过程。
第一章 系统设计要求与方案论述
1.1 设计要求
1、 利用单片机实现红外编解码程序设计。
2、 驱动红外发射实现红发发射和接收。
3、 采用主从应当的方式进行数据校验。通过显示屏显示发射的数值和接收的数值。
1.2 方案论述
目前市场上一般采用的遥控编码及解码集成电路。此方案具有制作简单、容易等特点，但由于功能键数及功能受到特定的限制，只适合用某一专用电器产品的应用 ,应用范围受到限制。而采用单片机进行遥控系统的应用设计，具有编程灵活多样、 操作码个数可随意设定等优点。本单片机遥控应用系统采用红外线发射频率的不同，来识别不同的遥控功能。当我们按下某一个按键的时候，由单片机识别出该按键后，由 CPU 向接有红外发射管的端口发射一定频率的脉冲，该脉冲与 38KHz 左右的载波脉冲进行调制，然后将已调制的脉冲进行缓冲放大，激励红外发光二极管将电能转化为光能，使得红外发光二极管发射出一定频率的红外线，当接收控制系统接收到该红外光后，由单片机内定时 /计数器得到该红外光的频率，然后将该频率送往 CPU，由 CPU 对该信号进行反编码，识别出控制信号，从而对控制电路实施控制功能。完成整个遥控功能
第二章 系统总体设计
2.1 单片机红外遥控发射器设计原理
单片机红外遥控发射器主要有单片机、 行列式键盘、红外管发射电路以及单片机的一些电源、 复位、震荡子电路组成。当遥控器的某一按键被按下以后，产生外部中断，查询键盘按下的是哪一个按键，当确认按键后，控制软件启动定时器作为发射时间控制器， TIME0 作为红外线发射频率控制器， TIME0 定时溢出时中断程序使红外管接口电平反转一次， 写入定时器的初值不同， 在输出端口就得到不同的发射频率。 发射器的原理图如下所示：
2.2 单片机红外遥控接收器设计原理
单片机红外遥控接收器主要有单片机、红外遥控接收电路、状态指示电路、
控制电路以及单片机的一些外围电路组成。利用单片机中的 T0 作为红外脉冲计数器， T1 作为计数时间控制器。当电路中红外接收管接收到第一个红外脉冲时，外部中断 1 被触发，启动计数器 T0和定时器 T1。定时溢出，中断程序关闭计数器 T0，读入计数值并进行判断，确定操作对象（遥控按键）对其进行反转操作，控制电路对所控制的负载进行开或关。还可对接收电路实行上锁功能，对制电路上锁后，遥控器不能对控制电路实施遥控功能。其设计原理方框图如下 :
第三章 系统详细设计
3.1 矩阵键盘模块
通过扫描4×4键盘，将对应的数值在数码管上显示出来。GPIOF9,GPIOF6-4F分别连接列读,GPIOF3-GPIOF0分别连接行扫，GPIOA7-0分别接MSP430开发板上的P1.0-7,GPIOB0接P6.1,GPIOB1接P6.2。硬件中P3.0至P3.3。
本程序将键盘扫描模块和显示的模块都做了相应的封装，使得程序的各个模块相互独立。
键盘扫描模块采用定时器中断的方式，不需要在主函数中进行延时处理，这样使得单片机运行的效率得到提升。
3.2 发射管驱动模块
原理图如下：
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）。
通过程序编码，将按下的按键的键值通过调制发送出去。
3.3 接收管驱动模块
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）。而遥控接收头在收到脉冲的时候为低电平，在没有脉冲的时候为高电平，接收头端收到的信号为：逻辑 1 应该是 560us 低+1680us 高，逻辑 0 应该是 560us 低+560us 高。NEC 遥控指令的数据格式为：同步头、地址码、地址反码、控制码、控制反码。同步码由一个 9ms 的低电平和一个 4.5ms 的高电平组成，地址码、地址反码、控制码、控制反码均是8 位数据格式。按照低位在前，高位在后的顺序发送。采用反码是为了增加传输的可靠性（用于校验）。
当按下按键“1”按下时，从红外接收头端收到的波形如图所示
其地址码为 0，控制码为 168。可以看到在 100ms 之后，我们还收到了几个脉冲，这是 NEC 码规定的连发码(由 9ms 低电平+2.5m 高电平+0.56ms 低电平+97.94ms 高电平组成)，如果在一帧数据发送完毕之后，按键仍然没有放开，则发射重复码，即连发码，可以通过统计连发码的次数来标记按键按下的长短/次数。利用输入捕获来测量高电平的脉宽，来解码红外遥控信号。
与MCU 的连接原理图如所示：
3.4 显示模块
显示模块采用的是OLED显示屏，OLED， 即有机发光二极管 （Organic Light-Emitting Diode），又称为有机电激光显示 （OrganicElectroluminesence Display， OELD） 。OLED 由于同时具备自发光，不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可用于挠曲性面板、使用温度范围广、构造制程较简单等优异之特性，被认为是下一代的平面显示器新兴应用技术。
原理图如下：
4 线串口模式使用的信号线有如下几条：
CS：OLED 片选信号。
RST(RES)：硬复位 OLED。
DC：命令/数据标志（0，读写命令；1，读写数据） 。
SCLK：串行时钟线。在 4 线串行模式下，D0 信号线作为串行时钟线 SCLK。
SDIN：串行数据线。在 4 线串行模式下，D1 信号线作为串行数据线 SDIN。
模块的 D2 需要悬空，其他引脚可以接到 GND。在 4 线串行模式下，只能往模块写数据而不能读数据。
在 4 线 SPI 模式下，每个数据长度均为 8 位，在 SCLK 的上升沿，数据从 SDIN 移入到SSD1306，并且是高位在前的。DC 线还是用作命令/数据的标志线。在 4 线 SPI 模式下，写操作的时序如图所示：
SSD1306 的典型初始化框图如图：
第四章 系统测试结果与分析
4.1 仿真波形
生成占空比为33%的脉冲
红外接收头接收到的信号
红外发射器发出的波形
4.2 结果分析
经过示波器的观察，可以发现整套系统完全满足了设计要求。
第五章 设计总结
5.1 设计存在问题及改进建议
程序方面：程序的矩阵模块采用了中断采样的方法，效果比较好，但是写的有点冗杂。
焊接：焊接工艺需要完善。
改进建议：精简程序，完善焊接。
5.2 收获与体会
这次课外实验对于我来说非常重要，充分的练习了单片机c语言的编程规则，也对一些基本的数理逻辑问题和事理逻辑问题有了更深入的体会。我以为之前做了很多的练习，现在做起来应该很容易，在整个过程中并没有遇到许多问题，整个过程我特别喜欢，因为我自己通过各种方法的尝试解决了很多问题。
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