代码收藏家 一篇文章教会你红外发送模块发送红外信号，附STM32代码示例
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一、NEC协议介绍：
二 、NEC协议特点：
（1）8位地址和8位命令长度：
（2）扩展模式可用，加倍地址大小：
（3）地址和命令都传输两次以提高可靠性：
（4）脉冲距离调制（Pulse Distance Modulation）：
（5）载波频率为38kHz：
（6）位时间是1.125ms或2.25ms：
（7） 完整的数据传输格式：
三、NEC协议：
四、扩展NEC协议：
五、所使用的红外发射和接收模块：
六、示例代码（STM32）：
（1）初始化红外发射模块的GPIO端口和定时器生成38khz载波：
（2）发送引导码：
（3）发送NEC数据位0/1：
（4）NEC数据发送一个字节：
（5）发送完整数据：
七、效果演示及代码：
一、NEC协议介绍：
NEC协议是一种广泛使用的红外通信协议，它由NEC公司（现在称为Renesas）开发。这种协议也被称为日本格式，尽管它在全球范围内都有应用。NEC协议被用于多种设备，包括VCR、电视、投影仪等，其中NEC公司制造了遥控器的IC芯片。
二 、NEC协议特点：
（1）8位地址和8位命令长度：
（2）扩展模式可用，加倍地址大小：
（3）地址和命令都传输两次以提高可靠性：
（4）脉冲距离调制（Pulse Distance Modulation）：
（5）载波频率为38kHz：
（6）位时间是1.125ms或2.25ms：
（7） 完整的数据传输格式：
三、NEC协议：
上图展示了NEC协议的一个典型脉冲序列。根据这个协议，最低位（LSB）首先被传输。在这个例子中，地址 0x59 和命令0x16 被传输。消息的开始是一个9ms的AGC脉冲，这个脉冲被用来设置早期红外接收器的增益。这个AGC脉冲之后是一个4.5ms的间隙，紧接着是地址和命令的传输。地址和命令各传输两次，第二次所有位都取反，可以用于验证接收到的消息。由于每个位都以其取反的长度重复，因此总的传输时间是固定的。如果你不关心这种可靠性，可以忽略取反的值，或者你可以将地址和命令各扩展到16位！ 请注意，在消息的末尾必须跟随一个额外的560µs脉冲，以便能够确定最后一个位的值。
即使遥控器上的按键被按住，命令也只传输一次。只要按键保持按下状态，每110毫秒就会传输一次重复码。这个重复码仅仅是一个9毫秒的AGC脉冲，后面跟着一个2.25毫秒的间隙和一个560微秒的脉冲。
四、扩展NEC协议：
NEC协议由于其广泛的应用，很快所有的地址可能值都被用完了。为了解决这个问题，通过牺牲地址的冗余性，地址范围从256个可能的值扩展到了大约65000个不同的值。这样，地址范围就从8位扩展到了16位，而没有改变协议的其他属性。通过这种方式扩展地址范围，消息的总传输时间就不再是固定的了，它现在取决于消息中1和0的总数。如果你想保持总消息时间的恒定，你需要确保地址字段中的1的数量是8个（这也自动意味着0的数量也是8个）。这将减少不同地址的最大数量到大约13000个。
请注意，扩展协议中有256个地址值是无效的，因为它们实际上是标准的NEC协议地址。当低字节正好是高字节的相反数时，它就不是有效的扩展地址。
五、所使用的红外发射和接收模块：
红外接收模块使用教程：
一篇文章教会你红外接收模块接收红外遥控信号，附STM32代码示例
六、示例代码（STM32）：
（1）初始化红外发射模块的GPIO端口和定时器生成38khz载波：
// 初始化红外发射管所在的GPIO端口
void IR_Init(void) {
// 使能GPIOB端口的时钟，因为红外发射管通常连接到GPIO端口
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
// 使能定时器3（TIM3）的时钟，因为需要使用定时器来生成精确的PWM信号
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
// 定义GPIO初始化结构体
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; // 选择GPIOB的第0脚作为红外发射管的控制引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; // 设置GPIO模式为复用推挽输出，适合PWM输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; // 设置GPIO速度为50MHz，确保信号变化足够快
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); // 应用配置到GPIOB的第0脚
// 选择TIM3为内部时钟源，若不调用此函数，TIM默认也为内部时钟
TIM_InternalClockConfig(TIM3);
// 定义定时器基本初始化结构体
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 72-1; // 设置预分频器为71，用于降低定时器的计数速度
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; // 设置计数模式为向上计数
// 设置自动重载寄存器的值，这会影响PWM的频率
// 这里设置为26-1，即26，定时器计数到26后重置为0
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 26-1;
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; // 设置时钟分频，这里不分频
TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure); // 应用这些配置到TIM3
// 定义PWM输出初始化结构体
TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; // 设置输出比较模式为PWM模式1
TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; // 设置输出状态为使能
TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; // 设置PWM脉冲宽度初始值为0，这将被用来调整PWM占空比
TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; // 设置输出极性为高，这意味着PWM信号在活动时为高电平
TIM_OC3Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure); // 应用这些配置到TIM3的通道3
TIM_OC3PreloadConfig(TIM3, TIM_OCPreload_Enable); // 使能预装载，允许在更新事件时更新比较值
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); // 使能TIM3首先配置定时器TIM3，在配置里面TIM默认的内部时钟为72MHz，设置预分频器为71，那么TIM的时钟频率为1MHz，也就是计数频率1us，计数周期修改成了25，也就是26个周期（0也算一个），经过换算可以得出1MHz / 26 ≈ 38.4615KHz，这个跟红外接收模块的频率38KHz差不多能匹配，我所使用的红外接收模块接收时需要38KHz的载波，所以配置成38KHz，市面上也有不是38KHz的红外接收模块，可以自行修改载波频率。
（2）发送引导码：
// 发送NEC引导码
void IR_SendLeader(void) {
TIM_SetCompare3(TIM3, 9); // 产生9ms的高电平
Delay_us(9000);
TIM_SetCompare3(TIM3, 0); // 产生4.5ms的低电平
Delay_us(4500);
}引导码由9ms的低电平+4.5ms的高电平组成。红外接收模块在接收到红外信号时通常输出的是低电平。这是因为红外接收模块通常包含一个红外光电二极管，它在接收到红外光时会产生电流，从而触发一个开关（通常是三极管或MOSFET）导通。当这个开关导通时，它会将接收模块的输出引脚从高电平拉低到低电平。这里的引导码是相对于红外接收模块来说是9ms的低电平+4.5ms的高电平。推荐的载波占空比是1/4或1/3，26的1/3大约是9左右。
（3）发送NEC数据位0/1：
// 发送NEC数据位0/1
void IR_SendBit(uint8_t bit) {
if (bit) { //数据位1
TIM_SetCompare3(TIM3, 9); // 产生560us的高电平
Delay_us(560);
TIM_SetCompare3(TIM3, 0); // 产生1680us的低电平
Delay_us(1680);
} else { //数据位0
TIM_SetCompare3(TIM3, 9); // 产生560us的高电平
Delay_us(560);
TIM_SetCompare3(TIM3, 0); // 产生560us的低电平
Delay_us(560);
}
}（4）NEC数据发送一个字节：
// NEC数据发送一个字节,从高位开始
void IR_WriteByte(uint8_t byte) {
for (uint8_t i = 0; i < 8; i++) {
// 提取当前位的值
uint8_t bit = (byte >> (7 - i)) & 0x01;
// 写入这一位
IR_SendBit(bit);
}
}在NEC红外通信协议中，数据是按照先发送高位（MSB）再发送低位（LSB）的顺序进行传输的。这意味着在发送每个字节时，最高位（MSB）会首先被发送，然后依次是次高、次低…直到最低位（LSB）。
（5）发送完整数据：
// 发送NEC数据包
void IR_SendNEC(uint8_t data, uint8_t address) {
IR_SendLeader(); // 发送引导码
IR_SendByte(address); // 发送地址码
IR_SendByte(~address); // 发送地址反码
IR_SendByte(data); // 发送命令码
IR_SendByte(~data); // 发送命令反码
TIM_SetCompare3(TIM3, 9); // 发送结束码
Delay_us(560);
TIM_SetCompare3(TIM3, 0);
}在消息的末尾必须跟随一个额外的560µs脉冲，以便能够确定最后一个位的值。
七、效果演示及代码：
通过网盘分享的文件：19- 红外接收模块接收红外发送模块信号
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作者：The_xzs
