红外解码编码模块
红外解码编码模块采用MCU+红外发射头+红外接收头,引出MCU的串口连接其他需要红外控制的设备,可作为红外无线数据通信、数据传输等功能。具备NEC格式红外编码发射功能,可控制99%的NEC红外格式设备,如大部分电视机、机顶盒、DVD、电风扇等电器设备。
只需要利用到单片机的串口通信知识,通过串口发送指定的指令进行控制模块发射;通过串口接收方式进行红外解码操作,获取遥控编码信息。也可以使用2个模块实现无线操控。
模块来源
采购链接:
https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.3-c-s.w4002-24706531953.10.538d6a4brTW2hu&id=600109896799
资料下载链接:
https://pan.baidu.com/s/1idRcrVCxQ5zWLh59EFpi9g
资料提取码:n8ud
规格参数
工作电压:5V
供电电流:>100mA
发射距离:6-10米(根据环境光线不同和收发情况有偏差)
接收距离:6-10米(和发射设备的功率有关)
控制方式:串口
管脚数量:4 Pin(2.54mm间距排针)
查看资料
发射和接收过程中指示灯会闪烁,否则常亮。
解码:解码时不需要发送任何指令,只需要拿起遥控对准模块的接收头按下,这时模块的串口就输出该红外编码。通过串口调试助手查看到解码的结果,结果输出为“用户码1+用户码2+命令码”三位。在做编码发送时也只需要发送这三位即可。
查看解码的结果方法
使用USB转TTL串口调试模块连接红外发射接收模块,打开电脑串口助手,进行调试。
将串口调试模块与红外发射接收模块进行连接。
将串口调试助手连接电脑,按照如下配置打开串口调试软件。使用红外遥控器或者空调遥控器对着模块发送红外信号,就会看到红外发射接收模块解析遥控器信号后,返回的解码数据。图中显示的是美的空调遥控器的打开空调信号的解码数据:E0 FD FD。
通信方式
这个红外发射接收模块,通过特定的串口协议,实现的红外信号的接收和发送。需要注意的是本模块收发的串口指令格式都为 16 进制格式,即A1为0XA1。
帧头为通信地址,A1为默认地址,而默认地址是可以通过指令修改的,所以还有一个通用地址为0XFA,当忘记了自己设置的地址,可以通过通用地址0XFA进行修改。 操作位用于表示当前指令用于实现什么功能,其定义的说明见下表。
发送反馈
每一个指令发送完毕之后,都有对应的反馈信息。
示例: 发送红外信号数据 FA F1 E0 FD FD 后,返回 F1 说明发送成功; 返回其他说明发送失败;
发送修改通信地址 FA F2 A5 00 00 后,返回 F2 说明修改成功; 返回其他说明修改失败;
发送修改波特率 FA F3 02 00 00 后,返回 F3 说明修改成功; 返回其他说明修改失败;
实现代码说明:
定义一个长度为5的unsigned char的数组:unsigned char send_data[5]={0};将指令填充至数组里。
unsigned char send_data[5]={0};
send_data[0] = 0XF1; //帧头
send_data[1] = 0XF1; //操作位
send_data[2] = 0XE0; //地址1
send_data[3] = 0XFD; //地址2
send_data[4] = 0XFD; //键值
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将这个数组通过串口发送给模块。但是需要注意,因为是有反馈信息的,为了确定返回的数据是否正确,需要先清除之前接收的数据,不管之前有没有接收过数据都要清除。
infrared_receive_clear();//先清除接收的数据
infrared_send_hex(send_data, 5);//发送数据
2
发送数据完毕后,等待串口接收到反馈的数据,并且设置好如果长时间接收不到,要结束接收,防止一直等待接收导致卡死。
time_out = 1000;//等待接收时间1000Ms
//等待回应数据
//infrared_recv_flag != 1说明串口没有接收到数据
while( infrared_recv_flag != 1 && time_out > 0 )
{
time_out--;
delay_1ms(1);
}
if( time_out > 0 )//没有超时
{
infrared_recv_flag = 0;//清除标志位
//如果接收到发送成功的回应数据
if( infrared_recv_buff[0] == 0XF1 ) return 1;
else return 2;//接收的数据不对
}
return 0;//接收超时
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移植过程
引脚选择
移植至工程
我们的目标是将例程移植至ESP32-S3开发板上。已经为大家提供了完整的驱动代码,按照以下步骤,即可完成移植。
具体新建文件夹和新建c和h文件在 【DHT11温湿度传感器】章节中的1.4.2小节中有详细的教学,这里就不再多说了。
只不过这里我们将文件名 bsp_dht11.c 和 bsp_dht11.h 换成 bsp_infrared.c 和 bsp_infrared.h,文件夹名字改为Infrared。
代码写入
在文件bsp_infrared.c中,编写如下代码。
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*/
#include "bsp_infrared.h"
#include "string.h"
#include "stdlib.h"
unsigned char infrared_recv_buff[USART_RECEIVE_LENGTH];//串口接收缓存
uint16_t infrared_recv_length = 0;//串口接收长度
unsigned char infrared_recv_flag = 0;//串口接收完毕标志 1=接收完毕 0=未接收完毕
unsigned char device_addr = 0XA1;//默认器件地址
unsigned char Infrared_emission = 0XF1;//红外发射状态
unsigned char modified_addr = 0XF2;//修改设备地址
unsigned char modified_baud = 0XF3;//修改波特率
void delay_ms(unsigned int ms)
{
vTaskDelay(ms / portTICK_PERIOD_MS);
}
void delay_us(unsigned int us)
{
ets_delay_us(us);
}
void delay_1ms(unsigned int ms)
{
vTaskDelay(ms / portTICK_PERIOD_MS);
}
void delay_1us(unsigned int us)
{
ets_delay_us(us);
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称:Infrared_GPIO_Init
* 函 数 说 明:初始化万能红外引脚
* 函 数 形 参:设置波特率
* 函 数 返 回:无
* 作 者:LC
* 备 注:万能红外默认波特率为9600
******************************************************************/
void Infrared_GPIO_Init(uint32_t band_rate)
{
//定义 串口配置结构体,必须赋初值,否则无法实现
uart_config_t uart_config={0};
uart_config.baud_rate = band_rate; //配置波特率
uart_config.data_bits = UART_DATA_8_BITS; //配置数据位为8位
uart_config.parity = UART_PARITY_DISABLE; //配置校验位为不需要校验
uart_config.stop_bits = UART_STOP_BITS_1; //配置停止位为 一位
uart_config.flow_ctrl = UART_HW_FLOWCTRL_DISABLE; //禁用硬件流控制
//将以上参数加载到串口1的寄存器
uart_param_config(PORT_UART, &uart_config);
//绑定引脚 TX=GPIO_TX_PIN RX=GPIO_RX_PIN RTS=不使用 CTS=不使用
uart_set_pin(PORT_UART, GPIO_TX_PIN, GPIO_RX_PIN, UART_PIN_NO_CHANGE, UART_PIN_NO_CHANGE);
//安装 串口 驱动程序
uart_driver_install(PORT_UART, USART_RECEIVE_LENGTH, USART_RECEIVE_LENGTH, 0, NULL, 0);
//创建串口接收任务
xTaskCreate(BSP_INFRARED_TASK, "BSP_INFRARED_TASK", USART_RECEIVE_LENGTH*2, NULL, configMAX_PRIORITIES, NULL);
}
/************************************************
函数名称 : infrared_send_byte
功 能 : 串口发送一个字节
参 数 : ucch:要发送的字节
返 回 值 :
作 者 : LC
*************************************************/
void infrared_send_byte(uint8_t ucch)
{
uart_write_bytes(PORT_UART, (const char*)&ucch, 1);
}
void infrared_send_hex(uint8_t *ch, int len)
{
while(len--)
{
uint8_t value = *ch++;
uart_write_bytes(PORT_UART, (const char*)&value, 1);
}
}
/************************************************
函数名称 : infrared_receive_clear
功 能 : 清除串口接收的全部数据
参 数 : 无
返 回 值 : 无
作 者 : LC
*************************************************/
void infrared_receive_clear(void)
{
unsigned int i = 0;
for( i = 0; i < USART_RECEIVE_LENGTH; i++ )
{
infrared_recv_buff[ i ] = 0;
}
infrared_recv_length = 0;
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称:Infrared_emission_cmd
* 函 数 说 明:控制模块发射红外命令
* 函 数 形 参:Infrared_buff要发射的红外信号 len红外信号长度
* 函 数 返 回:0: 超时未接收到发射成功数据
* 1: 发射成功
* 2: 接收的数据不是发射成功数据
* 100:发射的数据不是3位
* 作 者:LC
* 备 注:无
******************************************************************/
char Infrared_emission_cmd(unsigned char* Infrared_buff, char len)
{
unsigned char send_data[5] = {0};//必须赋初值
unsigned int time_out = 1000; //超时时间,单位MS
// //如果要发送的数据长度不对
if( (len < 3) || (len > 3) )
return 100;
send_data[0] = device_addr; //设备地址
send_data[1] = Infrared_emission; //操作位
send_data[2] = Infrared_buff[0]; //数据位1
send_data[3] = Infrared_buff[1]; //数据位2
send_data[4] = Infrared_buff[2]; //数据位3
infrared_receive_clear();//先清除接收的数据
infrared_send_hex(send_data, 5);//发送数据
//等待回应数据
while( infrared_recv_flag != 1 && time_out > 0 )
{
time_out--;
delay_1ms(1);
}
if( time_out > 0 )//没有超时
{
infrared_recv_flag = 0;
//如果接收到通信地址修改成功的回应数据
if( infrared_recv_buff[0] == 0XF1 ) return 1;
else return 2;
}
return 0;
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称:modified_addr_cmd
* 函 数 说 明:修改串口地址命令
* 函 数 形 参:addr_value 要修改的串口地址
* 函 数 返 回:0: 超时未接收到修改成功数据
* 1: 修改成功
* 2: 接收的数据不是修改成功数据
* 作 者:LC
* 备 注:无
******************************************************************/
char modified_addr_cmd(unsigned int addr_value)
{
unsigned char send_data[5] = {0};//必须赋初值
unsigned int time_out = 1000; //超时时间,单位MS
send_data[0] = device_addr; //设备地址
send_data[1] = modified_addr; //操作位
send_data[2] = addr_value; //数据位
infrared_receive_clear();//先清除接收的数据
infrared_send_hex(send_data, 5);//发送数据
//等待回应数据
while( infrared_recv_flag != 1 && time_out > 0 )
{
time_out--;
delay_1ms(1);
}
if( time_out > 0 )//没有超时
{
infrared_recv_flag = 0;
//如果接收到通信地址修改成功的回应数据
if( infrared_recv_buff[0] == 0XF2 ) return 1;
else return 2;
}
return 0;
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称:modified_baud_cmd
* 函 数 说 明:修改波特率命令
* 函 数 形 参:baud_value 要修改的波特率,可以输入的值有:
* 4800、9600、19200、57600
* 函 数 返 回:0: 超时未接收到修改成功数据
* 1: 修改成功
* 2: 接收的数据不是修改成功数据
* 作 者:LC
* 备 注:
******************************************************************/
char modified_baud_cmd(unsigned int baud_value)
{
unsigned char send_data[5] = {0};//必须赋初值
unsigned int time_out = 1000; //超时时间,单位MS
send_data[0] = device_addr; //设备地址
send_data[1] = modified_baud; //操作位
switch(baud_value)//要修改的波特率值
{
case 4800: send_data[2] = 0X01; break;
case 9600: send_data[2] = 0X02; break;
case 19200: send_data[2] = 0X03; break;
case 57600: send_data[2] = 0X04; break;
}
infrared_receive_clear();//先清除接收的数据
infrared_send_hex(send_data, 5);//发送数据
//等待回应数据
while( infrared_recv_flag != 1 && time_out > 0 )
{
time_out--;
delay_1ms(1);
}
if( time_out > 0 )//没有超时
{
infrared_recv_flag = 0;
//如果接收到波特率设置成功的回应数据
if( infrared_recv_buff[0] == 0XF3 ) return 1;
else return 2;
}
return 0;
}
/************************************************
函数名称 : BSP_INFRARED_TASK
功 能 :
参 数 : 无
返 回 值 : 无
作 者 : LC
*************************************************/
void BSP_INFRARED_TASK(void)
{
while(1)
{
if(infrared_recv_flag == 0)
{
//接收串口数据收到的数据长度
infrared_recv_length = uart_read_bytes(PORT_UART, infrared_recv_buff, USART_RECEIVE_LENGTH, 10 / portTICK_PERIOD_MS);
if( infrared_recv_length > 0 )//数据长度大于0,说明接收到数据
{
infrared_recv_buff[infrared_recv_length] = 0;
infrared_recv_flag = 1;
}
}
delay_ms(50);
}
}
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在文件bsp_infrared.h中,编写如下代码。
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*/
#ifndef _BSP_infrared_H_
#define _BSP_infrared_H_
#include <stdio.h>
#include "esp_log.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "driver/uart.h"
#include "driver/gpio.h"
#include "esp_system.h"
#include "esp_rom_sys.h"
#include "esp_timer.h"
#include <stdio.h>
#include <inttypes.h>
#include "sdkconfig.h"
#include "rom/ets_sys.h"
#include "driver/gptimer.h"
#include "freertos/queue.h"
#include "driver/spi_master.h"
#include "nvs_flash.h"
#define GPIO_RX_PIN 2
#define GPIO_TX_PIN 1
#define PORT_UART UART_NUM_2
#define USART_RECEIVE_LENGTH 1024 //串口最大接收长度
void delay_us(unsigned int us);
void delay_ms(unsigned int ms);
void delay_1us(unsigned int us);
void delay_1ms(unsigned int ms);
void Infrared_GPIO_Init(uint32_t band_rate);//初始化万能红外引脚
void infrared_receive_clear(void);//清除
char Infrared_emission_cmd(unsigned char* Infrared_buff, char len);//红外发射命令
char modified_addr_cmd(unsigned int addr_value);//修改串口地址命令
char modified_baud_cmd(unsigned int baud_value);//修改波特率命令
void BSP_INFRARED_TASK(void);
#endif
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移植验证
使用两个红外发射接收模块,一个接入ESP32S3开发板负责发射,一个接入USB转TTL模块,查看发射数据是否正确。 在自己工程中的main主函数中,编写如下。
/*
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* Change Logs:
* Date Author Notes
* 2024-01-09 LCKFB-lp first version
*/
#include <stdio.h>
#include "bsp_infrared.h"
//自测的 打开美的空调 的红外信号
unsigned char Midea_Open[3] = {0XE0,0XFD,0XFD};
void app_main(void)
{
printf("demo start\r\n");
Infrared_GPIO_Init(9600);
while(1)
{
printf("\r\ndat = %d\r\n",Infrared_emission_cmd(Midea_Open,3) );
delay_ms(1000);
}
}
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上电效果:
使用两个红外发射接收模块,一个接入ESP32S3开发板负责发射,一个接入USB转TTL模块,查看发射数据是否正确。
驱动代码: