红外接收模块

模块来源

采购链接：
https://detail.tmall.com/item.htm?_u=72t4uge51318&id=548393997684&skuId=4361372496386
资料下载链接：
https://pan.baidu.com/s/1dEWVMIFDWb7k1NcsRy5hHA
资料提取码：uucv

规格参数

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在光谱中波长自760nm至400um的电磁波称为红外线，它是一种不可见光。红外线通信的例子我们每个人应该都很熟悉，目前常用的家电设备几乎都可以通过红外遥控的方式进行遥控，比如电视机、空调、投影仪等，都可以见到红外遥控的影子。这种技术应用广泛，相应的应用器件都十分廉价，因此红外遥控是我们日常设备控制的理想方式。

红外线的通讯原理

红外光是以特定的频率脉冲形式发射，接收端收到到信号后，按照约定的协议进行解码，完成数据传输。在消费类电子产品里，脉冲频率普遍采用 30KHz 到 60KHz 这个频段，NEC协议的频率就是38KHZ。 这个以特定的频率发射其实就可以理解为点灯，不要被复杂的词汇难住了，就是控制灯的闪烁频率(亮灭)，和刚学单片机完成闪烁灯一样的意思，只不过是灯换了一种类型，都是灯。

接收端的原理: 接收端的芯片对这个红外光比较敏感，可以根据有没有光输出高低电平，如果发送端的闪烁频率是有规律的，接收端收到后输出的高电平和低电平也是有规律对应的，这样发送端和接收端只要约定好，那就可以做数据传输了。

红外线传输协议可以说是所有无线传输协议里成本最低，最方便的传输协议了，但是也有缺点，距离不够长，速度不够快；当然，每个传输协议应用的环境不一样，定位不一样，好坏没法比较，具体要看自己的实际场景选择合适的通信方式。

NEC协议介绍

NEC协议是众多红外线协议中的一种(这里说的协议就是他们数据帧格式定义不一样，数据传输原理都是一样的)，我们购买的外能遥控器、淘宝买的mini遥控器、电视机、投影仪几乎都是NEC协议。 像格力空调、美的空调这些设备使用的就是其他协议格式，不是NEC协议，但是只要学会一种协议解析方式，明白了红外线传输原理，其他遥控器协议都可以解出来。

NEC协议一次完整的传输包含: 引导码、8位地址码、8位地址反码、8位命令码、8位命令反码。这里我们主要讲解如何接收红外发送端发送的NEC协议内容。

引导码: 由9ms的低电平+4.5ms的高电平组成。

4个字节的数据: 地址码+地址反码+命令码+命令反码。 这里的反码可以用来校验数据是否传输正确，有没有丢包。

重点: NEC协议传输数据位的时候，0和1的区分是依靠收到的高、低电平的持续时间来进行区分的。这是解码关键。
数据发送0码：0.56ms低电平+ 0.56ms的高电平。

数据发送1码：0.56ms低电平+1.68ms的高电平

所以，收到一个数据位的完整时间表示方法是这样的：
收到数据位0: 0.56ms低电平+ 0.56ms的高电平
收到数据位1: 0.56ms低电平+1.68ms的高电平

还有一个重复码，它是由一个 9ms 的低电平和一个 2.5ms 的高电平组成。当一个红外信号连续发送时，可以通过发送重复码的方式快速发送。

移植过程

引脚选择

当红外线接收头感应到有红外光就输出低电平，没有感应到红外光就输出高电平。因此我们配置红外引脚为外部中断下降沿触发方式，当红外引脚有下降沿时，我们马上进入处理函数并接收红外信号。

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_ir_receiver.c 和 bsp_ir_receiver.h，文件夹名字改为infraredReceiver。

代码写入

在 bsp_ir_receiver.c 写入：

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 */

#include "bsp_ir_receiver.h"
#include "stdio.h"

typedef struct INFRARED_DATA{

    uint8_t AddressCode;            //地址码
    uint8_t AddressInverseCode;     //地址反码
    uint8_t CommandCode;            //命令码
    uint8_t CommandInverseCode;     //命令反码

}_INFRARED_DATA_STRUCT_;

_INFRARED_DATA_STRUCT_ InfraredData;

static void delay_ms(unsigned int ms)
{
    vTaskDelay(ms / portTICK_PERIOD_MS);
}
static void delay_us(unsigned int us)
{
    ets_delay_us(us);
}
static void delay_1ms(unsigned int ms)
{
    vTaskDelay(ms / portTICK_PERIOD_MS);
}
static void delay_1us(unsigned int us)
{
    ets_delay_us(us);
}
//红外引脚初始化
void infrared_goio_config(void)
{
    gpio_config_t lll_config = {
            .pin_bit_mask = (1ULL<<IR_PIN),          //配置引脚
            .mode =GPIO_MODE_INPUT,                  //输入模式
            .pull_up_en = GPIO_PULLUP_ENABLE,        //使能上拉
            .pull_down_en = GPIO_PULLDOWN_DISABLE,    //不使能下拉
            .intr_type = GPIO_INTR_DISABLE            //不使能引脚中断
    };
    gpio_config(&lll_config);
}

//获取红外低电平时间
//以微秒us作为时间参考
void get_infrared_low_time( uint32_t *low_time )
{
    uint32_t time_val = 0;

    while( gpio_get_level(IR_PIN) == 0 )
    {
        if( time_val>= 500 )
        {
            *low_time = time_val;
            return;
        }
        delay_1us(20);
        time_val++;
    }
    *low_time = time_val;
}

//获取红外高电平时间
//以微秒us作为时间参考
void get_infrared_high_time(uint32_t *high_time)
{
    uint32_t time_val = 0;
    while( gpio_get_level(IR_PIN) == 1 )
    {
        if( time_val >= 250 )
        {
            *high_time = time_val;
            return;
        }
        delay_1us(20);
        time_val++;
    }
    *high_time = time_val;
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：guide_and_repeat_code_judgment
 * 函 数 说 明：引导 和 重复 码 判断
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：1：不是引导码   2：重复码  0：引导码
 * 作       者：LC
 * 备       注：以20微秒us作为时间参考
                引导码：由一个 9ms 的低电平和一个 4.5ms 的高电平组成
                重复码：由一个 9ms 的低电平和一个 2.5ms 的高电平组成
******************************************************************/
uint8_t guide_and_repeat_code_judgment(void)
{
    uint32_t out_time=0;
    get_infrared_low_time(&out_time);
    //time>10ms             time <8ms
    if((out_time > 500) || (out_time < 400))
    {
        return 1;
    }
    get_infrared_high_time(&out_time);
    // x>5ms  或者 x<2ms
    if((out_time > 250) || (out_time < 100))
    {
        return 1;
    }

    //如果是重复码  2ms < time < 3ms
    if((out_time > 100) && (out_time < 150))
    {
        return 2;
    }

    return 0;
}

//红外数据是否正确判断
uint8_t infrared_data_true_judgment(uint8_t *value)
{
    //判断地址码是否正确
    if( value[0] != (uint8_t)(~value[1]) )  return 0;
    //判断命令码是否正确
    if( value[2] != (uint8_t)(~value[3]) )  return 1;

    printf("%x %x %x %x\r\n",value[0],value[1],value[2],value[3]);
    //保存正确数据
    InfraredData.AddressCode        = value[0];
    InfraredData.AddressInverseCode = value[1];
    InfraredData.CommandCode        = value[2];
    InfraredData.CommandInverseCode = value[3];

    return 0;
}

//接收红外数据
void receiving_infrared_data(void)
{
    uint16_t group_num = 0,data_num = 0;
    uint32_t time=0;
    uint8_t bit_data = 0;
    uint8_t ir_value[5] = {0};

    uint8_t guide_and_repeat_code = 0;

    if( gpio_get_level( IR_PIN ) == 1 )
    {
        return;
    }

    //等待引导码
    guide_and_repeat_code = guide_and_repeat_code_judgment();
    //如果不是引导码则结束解析
    if(  guide_and_repeat_code == 1 )
    {
        return;
    }

    //共有4组数据
    //地址码+地址反码+命令码+命令反码
    for(group_num = 0; group_num < 4; group_num++ )
    {
        //接收一组8位的数据
        for( data_num = 0; data_num < 8; data_num++ )
        {
            //接收低电平
            get_infrared_low_time(&time);
            //如果不在0.56ms内的低电平,数据错误
            if((time > 60) || (time < 20))
            {
                return ;
            }

            time = 0;
            //接收高电平
            get_infrared_high_time(&time);
            //如果是在1200us<t<2000us范围内则判断为1
            if((time >=60) && (time < 100))
            {
                bit_data = 1;
            }
            //如果是在200us<t<1000us范围内则判断为0
            else if((time >=10) && (time < 50))
            {
                bit_data = 0;
            }

            //groupNum表示第几组数据
            ir_value[ group_num ] <<= 1;

            //接收的第1个数为高电平;在第二个for循环中，数据会向右移8次
            ir_value[ group_num ] |= bit_data;

            //用完时间要重新赋值
            time=0;
        }
    }
    //判断数据是否正确，正确则保存数据
    infrared_data_true_judgment(ir_value);
}

//获取红外发送过来的命令
uint8_t get_infrared_command(void)
{
    return InfraredData.CommandCode;
}
//清除红外发送过来的数据
void clear_infrared_command(void)
{
    InfraredData.CommandCode = 0x00;
}

在 bsp_ir_receiver.h 写入：

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 */
#ifndef _BSP_IR_RECEIVER_H__
#define _BSP_IR_RECEIVER_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 "driver/i2c.h"
#include "sdkconfig.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "esp_log.h"
#include "freertos/queue.h"
#include <inttypes.h>
#include "sdkconfig.h"
#include "driver/gpio.h"
#include "esp_log.h"
#include "rom/ets_sys.h"
#include "esp_system.h"
#include "driver/gpio.h"
#include "driver/spi_master.h"
#include "driver/spi_common.h"
#include "hal/gpio_types.h"
#include "string.h"

// OUT 引脚
#define IR_PIN  1

void infrared_goio_config(void);
uint8_t get_infrared_command(void);
void clear_infrared_command(void);
void receiving_infrared_data(void);
void clear_infrared_command(void);
#endif

移植验证

在自己工程中的main主函数中，编写如下。

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 */
#include <stdio.h>
#include "bsp_ir_receiver.h"
#include "string.h"
#include "esp_private/esp_task_wdt.h"
#include "esp_private/esp_task_wdt_impl.h"

int app_main(void)
{
        esp_task_wdt_deinit();
        //红外接收初始化
        infrared_goio_config();

        printf("Start......\r\n");

        while(1)
        {
                receiving_infrared_data(); // 接收一次数据
                //如果按下遥控的【1】键
                if( get_infrared_command() == 0xA2 )
                {
                        clear_infrared_command();
                        printf("Press the 1 button \r\n");
                }
                vTaskDelay(1 / portTICK_PERIOD_MS);
        }

}

上电效果：

驱动代码：

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📌 在 资料下载中心->模块移植资料下载 里面的该章节压缩包中。