用微處理器I/O口控制紅外接收設備

　　紅外遙控是一種無線、非接觸控制技術，具有抗干擾，電路簡單，容易編碼和解碼，功耗小，成本低等優點，幾乎適用于所有家電的控制，并越來越多地應用到計算機系統中。出于項目需要，要對一個內部程序未知的設備實現控制，我們把設備自帶的紅外接收頭作為切入點。

　　項目使用的是GOSSAT(高斯賽特)的GSR—S80 S型數字衛星接收機，設備配套有一個遙控器，單憑外觀無法知道它所使用紅外協議的種類，如果有示波器的話，就可以捕捉信號波形并進行分析。

　　紅外接收頭的種類很多，引腳定義也不相同，一般都有三個引腳，包括供電腳，接地和信號輸出腳。常見的接收頭型號有0038和1838。從外形上看，項目用的接收機使用的是0038接收頭。

　　項目使用的是ATTEN(安泰信)的ADS-1102C數字示波器。把接收頭的信號輸出腳和地腳引出來，接入示波器，捕捉波形時建議用25ms/div的時間間隔比較方便，之后再放大到2.5ms/div進行查看和分析。鑒定遙控器有沒輸出信號的小技巧，打開手機的拍照功能，對著遙控器的紅外發射管，此時按下遙控器上任意一個鍵，如果手機屏幕上能看到發射管發出了紅紫光，說明遙控器是正常的。

　　經過分析捕捉到的波形得知，項目所用接收機采用的是NEC紅外協議。查閱NEC協議的資料，其特征如下：

　　(1)8位地址和8位指令長度;

　　(2)地址和命令2次傳輸(確?？煽啃?;

　　(3)PWM脈沖位置調制，以發射紅外載波的占空比代表“0”和“1””;

　　(4)載波頻率為38kHz;

　　(5)位時間為1.125ms或2.25ms;

　　NEC碼的位定義：一個脈沖對應560μs的連續載波，一個邏輯1傳輸需要560μs脈沖+1680μs低電平，一個邏輯0的傳輸需要560μs脈沖+560μs低電平。而遙控接收頭在收到脈沖的時候為低電平，在沒有脈沖的時候為高電平，這樣，我們在接收頭端收到的信號是反相的：邏輯1是560μs低+1680ms高，邏輯0是560μs低+560μs高。

　　NEC遙控指令的數據格式為：同步碼頭、地址碼、地址反碼、控制碼、控制反碼。同步碼由一個9ms的低電平和一個4.5ms的高電平組成，地址碼、地址反碼、控制碼、控制反碼均是8位數據格式。按照低位在前，高位在后的順序發送。采用反碼是為了增加傳輸的可靠性(可用于校驗)。

　　NEC碼規定的連發碼(由9ms低電平+2.5m高電平+0.56ms低電平+97.94ms高電平組成)，發送完后40ms，遙控再發送一個9ms低，2ms高的脈沖，表示按鍵的次數，出現一次則表示只按下了一次，如果出現多次，則可以認為是持續按下該鍵。

　　知道協議之后，我們就可以進一步分析出遙控器的地址碼和各個按鍵的控制碼。項目所用接收機有點特殊，通過示波器去看，得出地址正碼是0xA1，地址反碼是0xDE，其余位都取反了，唯獨最高位都是1，這個不同于常規。

　　之后的控制碼，由于按鍵數量多，可以編寫一個紅外解碼程序來解出這些鍵值，之后再用示波器來抽檢幾個，用于保證解出來的控制碼的正確性，這是很關鍵的一步，不可小視。

　　之后就可以開始進行I/O的虛擬NEC工作了，項目采用STM32作為主控芯片，這里的功能只需要用到一個普通I/O，我們使用的是PA14。硬件上只需把PA14連接到紅外接收頭的信號輸出腳，地腳和STM32共地就可以了。

　　關于STM32的I/O設置說明，每個I/O口可以自由編程，單I/O口寄存器必須要按32位字被訪問。STM32的每個I/O端口都由7個寄存器來控制。其中CRL和CRH控制著每個I/O口的模式及輸出速率，對ODR賦值可以改變對應位I/O口的高低電平。