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:
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)
移植过程
我们的目标是在天空星GD32F407上能够实现红外信号接收与红外信号发射的功能。首先要获取资料,查看数据手册应如何实现,再移植至我们的工程。
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[]={0};将指令填充至数组里。
unsigned char send_data[]={0};
send_data[] = 0XF1; //帧头
send_data[] = 0XF1; //操作位
send_data[] = 0XE0; //地址1
send_data[] = 0XFD; //地址2
send_data[] = 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[] == 0XF1 ) return 1;
else return 2;//接收的数据不对
}
return 0;//接收超时
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引脚选择
想要使用串口,需要确定使用的引脚是否有串口外设功能。可以通过数据手册【GD32F407xx_Datasheet_Rev2.7.pdf】进行查看。
在数据手册的第40页结尾,是关于GD32F407Vx系列芯片引脚的功能定义示意图。
这里选择使用PA2和PA3的附加串口1功能。
移植至工程
移植步骤中的导入.c和.h文件与【2.1 DHT11温湿度传感器】相同,只是将.c和.h文件更改为bsp_infrared.c与bsp_infrared.h。见2.1.3.3 移植至工程。这里不再过多讲述。移植完成后面修改相关代码。 将bsp_uart.h文件,替换成下方的代码:
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*/
#ifndef __BSP_UART_H__
#define __BSP_UART_H__
#include "board.h"
#define BSP_USART_TX_RCU RCU_GPIOA // 串口TX的端口时钟
#define BSP_USART_RX_RCU RCU_GPIOA // 串口RX的端口时钟
#define BSP_USART_RCU RCU_USART0 // 串口0的时钟
#define BSP_USART_TX_PORT GPIOA // 串口TX的端口
#define BSP_USART_RX_PORT GPIOA // 串口RX的端口
#define BSP_USART_AF GPIO_AF_7 // 串口0的复用功能
#define BSP_USART_TX_PIN GPIO_PIN_9 // 串口TX的引脚
#define BSP_USART_RX_PIN GPIO_PIN_10 // 串口RX的引脚
#define BSP_USART USART0 // 串口0
#define BSP_USART_IRQ USART0_IRQn // 串口0中断
#define BSP_USART_IRQHandler USART0_IRQHandler // 串口0中断服务函数
/* 串口缓冲区的数据长度 */
#define USART_RECEIVE_LENGTH 1024
extern uint8_t g_recv_buff[]; // 接收缓冲区
extern uint16_t g_recv_length; // 接收数据长度
extern uint8_t g_recv_complete_flag; // 接收完成标志位
void usart_gpio_config(uint32_t band_rate); // 配置串口
void usart_send_data(uint8_t ucch); // 发送一个字符
void usart_send_string(uint8_t *ucstr); // 发送一个字符串
void usart_receive_clear(void);
#endif /* __BSP_UART_H__ */
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将bsp_uart.c文件,替换成下方的代码:
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*/
#include "bsp_uart.h"
#include <stdio.h>
uint8_t g_recv_buff[]; // 接收缓冲区
uint16_t g_recv_length = 0; // 接收数据长度
uint8_t g_recv_complete_flag = 0; // 接收数据完成标志位
/************************************************
函数名称 : usart_gpio_config
功 能 : 串口配置GPIO
参 数 : band_rate:波特率
返 回 值 : 无
作 者 : LC
*************************************************/
void usart_gpio_config(uint32_t band_rate)
{
/* 开启时钟 */
rcu_periph_clock_enable(BSP_USART_TX_RCU); // 开启串口时钟
rcu_periph_clock_enable(BSP_USART_RX_RCU); // 开启端口时钟
rcu_periph_clock_enable(BSP_USART_RCU); // 开启端口时钟
/* 配置GPIO复用功能 */
gpio_af_set(BSP_USART_TX_PORT,BSP_USART_AF,BSP_USART_TX_PIN);
gpio_af_set(BSP_USART_RX_PORT,BSP_USART_AF,BSP_USART_RX_PIN);
/* 配置GPIO的模式 */
/* 配置TX为复用模式 上拉模式 */
gpio_mode_set(BSP_USART_TX_PORT,GPIO_MODE_AF,GPIO_PUPD_PULLUP,BSP_USART_TX_PIN);
/* 配置RX为复用模式 上拉模式 */
gpio_mode_set(BSP_USART_RX_PORT, GPIO_MODE_AF,GPIO_PUPD_PULLUP,BSP_USART_RX_PIN);
/* 配置TX为推挽输出 50MHZ */
gpio_output_options_set(BSP_USART_TX_PORT,GPIO_OTYPE_PP,GPIO_OSPEED_50MHZ,BSP_USART_TX_PIN);
/* 配置RX为推挽输出 50MHZ */
gpio_output_options_set(BSP_USART_RX_PORT,GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, BSP_USART_RX_PIN);
/* 配置串口的参数 */
usart_deinit(BSP_USART); // 复位串口
usart_baudrate_set(BSP_USART,band_rate); // 设置波特率
usart_parity_config(BSP_USART,USART_PM_NONE); // 没有校验位
usart_word_length_set(BSP_USART,USART_WL_8BIT); // 8位数据位
usart_stop_bit_set(BSP_USART,USART_STB_1BIT); // 1位停止位
/* 使能串口 */
usart_enable(BSP_USART); // 使能串口
usart_transmit_config(BSP_USART,USART_TRANSMIT_ENABLE); // 使能串口发送
usart_receive_config(BSP_USART,USART_RECEIVE_ENABLE); // 使能串口接收
/* 中断配置 */
nvic_irq_enable(BSP_USART_IRQ, 2, 2); // 配置中断优先级
usart_interrupt_enable(BSP_USART,USART_INT_RBNE); // 读数据缓冲区非空中断和溢出错误中断
usart_interrupt_enable(BSP_USART,USART_INT_IDLE); // 空闲检测中断
}
/************************************************
函数名称 : usart_send_data
功 能 : 串口重发送一个字节
参 数 : ucch:要发送的字节
返 回 值 :
作 者 : LC
*************************************************/
void usart_send_data(uint8_t ucch)
{
usart_data_transmit(BSP_USART,(uint8_t)ucch); // 发送数据
while(RESET == usart_flag_get(BSP_USART,USART_FLAG_TBE)); // 等待发送数据缓冲区标志置位
}
/************************************************
函数名称 : usart_send_String
功 能 : 串口发送字符串
参 数 : ucstr:要发送的字符串
返 回 值 :
作 者 : LC
*************************************************/
void usart_send_string(uint8_t *ucstr)
{
while(ucstr && *ucstr) // 地址为空或者值为空跳出
{
usart_send_data(*ucstr++); // 发送单个字符
}
}
void usart_receive_clear(void)
{
unsigned int i = 0;
for( i = 0; i < USART_RECEIVE_LENGTH; i++ )
{
g_recv_buff[] = 0;
}
g_recv_length = 0;
}
#if !defined(__MICROLIB)
//不使用微库的话就需要添加下面的函数
#if (__ARMCLIB_VERSION <= 6000000)
//如果编译器是AC5 就定义下面这个结构体
struct __FILE
{
int handle;
};
#endif
FILE __stdout;
//定义_sys_exit()以避免使用半主机模式
void _sys_exit(int x)
{
x = x;
}
#endif
/* retarget the C library printf function to the USART */
int fputc(int ch, FILE *f)
{
usart_data_transmit(BSP_USART, (uint8_t)ch);
while(RESET == usart_flag_get(BSP_USART, USART_FLAG_TBE));
return ch;
}
/************************************************
函数名称 : BSP_USART_IRQHandler
功 能 : 串口接收中断服务函数
参 数 : 无
返 回 值 : 无
作 者 : LC
*************************************************/
void BSP_USART_IRQHandler(void)
{
if(usart_interrupt_flag_get(BSP_USART,USART_INT_FLAG_RBNE) == SET) // 接收缓冲区不为空
{
g_recv_buff[] = usart_data_receive(BSP_USART); // 把接收到的数据放到缓冲区中
}
if(usart_interrupt_flag_get(BSP_USART,USART_INT_FLAG_IDLE) == SET) // 检测到帧中断
{
usart_data_receive(BSP_USART); // 必须要读,读出来的值不能要
g_recv_buff[] = '\0'; // 数据接收完毕,数组结束标志
g_recv_complete_flag = 1; // 接收完成
usart_interrupt_flag_clear(BSP_USART, USART_INT_FLAG_IDLE);
}
}
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在文件bsp_infrared.c中,编写如下代码。
/*
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*/
#include "bsp_infrared.h"
#include "board.h"
unsigned char infrared_recv_buff[];//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
/******************************************************************
* 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)
{
/* 开启时钟 */
rcu_periph_clock_enable(BSP_INFRARED_TX_RCU); // 开启串口时钟
rcu_periph_clock_enable(BSP_INFRARED_RX_RCU); // 开启端口时钟
rcu_periph_clock_enable(BSP_INFRARED_RCU); // 开启端口时钟
/* 配置GPIO复用功能 */
gpio_af_set(BSP_INFRARED_TX_PORT,BSP_INFRARED_AF,BSP_INFRARED_TX_PIN);
gpio_af_set(BSP_INFRARED_RX_PORT,BSP_INFRARED_AF,BSP_INFRARED_RX_PIN);
/* 配置GPIO的模式 */
/* 配置TX为复用模式 上拉模式 */
gpio_mode_set(BSP_INFRARED_TX_PORT,GPIO_MODE_AF,GPIO_PUPD_PULLUP,BSP_INFRARED_TX_PIN);
/* 配置RX为复用模式 上拉模式 */
gpio_mode_set(BSP_INFRARED_RX_PORT, GPIO_MODE_AF,GPIO_PUPD_PULLUP,BSP_INFRARED_RX_PIN);
/* 配置TX为推挽输出 50MHZ */
gpio_output_options_set(BSP_INFRARED_TX_PORT,GPIO_OTYPE_PP,GPIO_OSPEED_50MHZ,BSP_INFRARED_TX_PIN);
/* 配置RX为推挽输出 50MHZ */
gpio_output_options_set(BSP_INFRARED_RX_PORT,GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, BSP_INFRARED_RX_PIN);
/* 配置串口的参数 */
usart_deinit(BSP_INFRARED); // 复位串口
usart_baudrate_set(BSP_INFRARED,band_rate); // 设置波特率
usart_parity_config(BSP_INFRARED,USART_PM_NONE); // 没有校验位
usart_word_length_set(BSP_INFRARED,USART_WL_8BIT); // 8位数据位
usart_stop_bit_set(BSP_INFRARED,USART_STB_1BIT); // 1位停止位
/* 使能串口 */
usart_enable(BSP_INFRARED); // 使能串口
usart_transmit_config(BSP_INFRARED,USART_TRANSMIT_ENABLE); // 使能串口发送
usart_receive_config(BSP_INFRARED,USART_RECEIVE_ENABLE); // 使能串口接收
/* 中断配置 */
nvic_irq_enable(BSP_INFRARED_IRQ, 2, 2); // 配置中断优先级
usart_interrupt_enable(BSP_INFRARED,USART_INT_RBNE); // 读数据缓冲区非空中断和溢出错误中断
usart_interrupt_enable(BSP_INFRARED,USART_INT_IDLE); // 空闲检测中断
}
/************************************************
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)
{
usart_data_transmit(BSP_INFRARED,(uint8_t)ucch); // 发送数据
while(RESET == usart_flag_get(BSP_INFRARED,USART_FLAG_TBE)); // 等待发送数据缓冲区标志置位
}
void infrared_send_hex(uint8_t *ch, int len)
{
while(len--)
{
usart_data_transmit(BSP_INFRARED,*ch++);
while(RESET == usart_flag_get(BSP_INFRARED,USART_FLAG_TBE));
}
}
/************************************************
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[] = 0;
}
infrared_recv_length = 0;
infrared_recv_flag = 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[] = {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[] = device_addr; //设备地址
send_data[] = Infrared_emission; //操作位
send_data[] = Infrared_buff[]; //数据位1
send_data[] = Infrared_buff[]; //数据位2
send_data[] = Infrared_buff[]; //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_ms(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[] == 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[] = {0};//必须赋初值
unsigned int time_out = 1000; //超时时间,单位MS
send_data[] = device_addr; //设备地址
send_data[] = modified_addr; //操作位
send_data[] = 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_ms(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[] == 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[] = {0};//必须赋初值
unsigned int time_out = 1000; //超时时间,单位MS
send_data[] = device_addr; //设备地址
send_data[] = modified_baud; //操作位
switch(baud_value)//要修改的波特率值
{
case 4800: send_data[] = 0X01; break;
case 9600: send_data[] = 0X02; break;
case 19200: send_data[] = 0X03; break;
case 57600: send_data[] = 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_ms(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[] == 0XF3 ) return 1;
else return 2;
}
return 0;
}
/************************************************
函数名称 : BSP_INFRARED_IRQHandler
功 能 : 串口1接收中断服务函数
参 数 : 无
返 回 值 : 无
作 者 : LC
*************************************************/
void BSP_INFRARED_IRQHandler(void)
{
if(usart_interrupt_flag_get(BSP_INFRARED,USART_INT_FLAG_RBNE) == SET) // 接收缓冲区不为空
{
infrared_recv_buff[] = usart_data_receive(BSP_INFRARED); // 把接收到的数据放到缓冲区中
}
if(usart_interrupt_flag_get(BSP_INFRARED,USART_INT_FLAG_IDLE) == SET) // 检测到帧中断
{
usart_data_receive(BSP_INFRARED); // 必须要读,读出来的值不能要
infrared_recv_buff[] = '\0'; // 数据接收完毕,数组结束标志
infrared_recv_flag = 1; // 接收完成
usart_interrupt_flag_clear(BSP_INFRARED, USART_INT_FLAG_IDLE);
}
}
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在文件bsp_infrared.h中,编写如下代码。
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* Change Logs:
* Date Author Notes
* 2023-11-02 LCKFB-yzh first version
*/
#ifndef _BSP_infrared_H_
#define _BSP_infrared_H_
#include "gd32f4xx.h"
#define BSP_INFRARED_TX_RCU RCU_GPIOA // 串口TX的端口时钟
#define BSP_INFRARED_RX_RCU RCU_GPIOA // 串口RX的端口时钟
#define BSP_INFRARED_RCU RCU_USART1 // 串口1的时钟
#define BSP_INFRARED_TX_PORT GPIOA // 串口TX的端口
#define BSP_INFRARED_RX_PORT GPIOA // 串口RX的端口
#define BSP_INFRARED_AF GPIO_AF_7 // 串口1的复用功能
#define BSP_INFRARED_TX_PIN GPIO_PIN_2 // 串口TX的引脚
#define BSP_INFRARED_RX_PIN GPIO_PIN_3 // 串口RX的引脚
#define BSP_INFRARED USART1 // 串口1
#define BSP_INFRARED_IRQ USART1_IRQn // 串口1中断
#define BSP_INFRARED_IRQHandler USART1_IRQHandler // 串口1中断服务函数
#define USART_RECEIVE_LENGTH 1024 //串口最大接收长度
extern unsigned char infrared_recv_buff[];//串口接收缓存
extern uint16_t infrared_recv_length;//串口接收长度
extern unsigned char infrared_recv_flag;//串口接收完毕标志 1=接收完毕 0=未接收完毕
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
#endif
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移植验证
在自己工程中的main主函数中,编写如下。
/*
* 立创开发板软硬件资料与相关扩展板软硬件资料官网全部开源
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* Change Logs:
* Date Author Notes
* 2023-11-02 LCKFB-yzh first version
*/
#include "board.h"
#include "bsp_infrared.h"
//自测的 打开美的空调 的红外信号
unsigned char Midea_Open[] = {0XE0,0XFD,0XFD};
int main(void)
{
nvic_priority_group_set(NVIC_PRIGROUP_PRE2_SUB2); // 优先级分组
board_init();
usart_gpio_config(9600);
printf("demo start\r\n");
Infrared_GPIO_Init(9600);
printf("\r\ndat = %d\r\n",Infrared_emission_cmd(Midea_Open,3) );
while(1)
{
if(infrared_recv_flag)
{
for(int i = 0; i < infrared_recv_length; i++)
{
printf("%X ",infrared_recv_buff[]);
}
printf("\r\n");
infrared_receive_clear();
}
}
}
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移植现象:使用两个红外发射接收模块,一个接入立创·天空星负责发射,一个接入USB转TTL模块,查看发射数据是否正确。
代码下载
链接在资料下载
章节的模块移植手册资料那里!!