关于物联网:红外遥控接收发射原理及ESP8266实现

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红外遥控是利用近红外光进行数据传输的一种管制形式。近红外光波长 0.76um~1.5um,红外遥控收发器件波长个别为 0.8um~0.94um,具备传输效率高,成本低,电路实现简略,抗干扰强等特点,在家用电器上被宽泛应用。

红外遥控个别有发射和接管两局部组成,发射元件为红外发射管,接管个别采纳一体化红外接管头,但发射载波频率与接管头固定频率需统一能力正确接管。

一、 发射

1.  调制

红外遥控是以调制形式发射数据,将数据调制到固定的载波上发送,调制发送抗干扰能力更强,传送间隔也更远。红外发送首先要解决的就是调制问题。

目前支流的调制形式有 PPM 和 PWM。

  • PPM:脉冲地位调制,调制脉冲宽度不变,用脉冲距离来辨别 0 和 1。如下图所示,脉冲宽度不变都是 560us,脉冲距离扭转。逻辑 1 总工夫为 2.25ms,逻辑 0 中工夫长度为 1.12ms。

图 1:PPM 调制

  • PWM:脉冲宽度调制,脉冲距离不变,调制脉冲宽度扭转。如下图所示,脉冲距离 为 600us,脉冲宽度不同。逻辑 1 高电平工夫为 1.2ms,逻辑 0 高电平工夫为 0.6ms。

图 2:PWM 调制

调制载波频率个别在 30KHz 到 60KHz 之间,罕用的载波有 33K,36K,36.6K,38K,40K,56K 等,其中 38K 应用最多。

罕用占空比有 1 /3、1/2,1/ 3 最多。

2.  红外传输协定

罕用的红外传输协定有 ITT 协定、NEC 协定、Nokia NRC 协定、Sharp 协定、Philips RC-5、RC-6 RECS-80 协定、Sony SIRC 协定等,其中最常见的为 NEC 协定。

常见 NEC 协定剖析:

l 载波 38KHz,逻辑 1 为 2.25ms,脉冲工夫 560us;逻辑 0 为 1.12ms,脉冲工夫 560us

 

图 3:NEC 逻辑’0’与逻辑’1’

l 协定格局

 

图 4:NEC 红外载波发送协定

(1) 首先发送 9ms 的高电平脉冲

(2) 而后发送 4.5ms 的低电平

(3) 接下来是 8bit 的地址码(低位在前)

(4) 而后是 8bit 的地址反码,用于测验地址码是否出错

(5) 接下来的是 8bit 的命令码(低位在前)

(6) 而后是 8bit 的命令反码,用于测验命令码是否出错。

l 反复码

 

图 5:NEC 反复发送载波协定

如果始终按着一个键,将以 110ms 为周期发送反复码,反复码由 9ms 高电平、2.25ms 低电平及 560us 高电平组成。

 

图 6:NEC 反复码

3.  编码

尽管不同协定都对各自的协定格局做了不同定义,但总体而言还是有高低电平组成的一串数据。

对于红外发射,就是依照协定规定高电平工夫内,在红外输入口输入固定频率载波;低电平则间接输入低。红外接管头接到载波时输入高电平,没有载波时输入低电平,实现数据解码。

 

图 7:NEC 解码后协定

二、 接管

红外接管常采纳一体化红外接管头,集红外接管、放大、滤波、比拟器输入等性能,并输入 MCU 可辨认的 TTL 信号的。罕用的一体化红外接管头有 SCR638、HS0038、VS1838 等。

      

SCR638

HS0038

图 8:一体化接管头

红外接管利用电路图:

 

图 9:红外接管典型利用

 

三、ESP8266 红外发送与接管

ESP8266 定义了 1 个 IR 红外遥控接口,IR 红外遥控接口由软件实现,接口定义如下:

 

图 10:ESP8266 红外管脚定义

1.  发送

在 ESP8266 上用于发送的载波能够通过以下形式实现:

1) I2S 的 BCK

2) WS 管脚产生

3) 由 GPIO 中的 sigma-delta 性能在任意 GPIO 口产生载波。

其中 sigma-delta 产生的载波占空比约为 20%,举荐应用 MTMS 管脚(GPIO14),可产生精确的 38KHz 且占空比为 50% 的规范方波。

2.  接管

红外接管性能通过 GPIO 的边际中断实现,读取零碎工夫,将 2 次工夫相减能够失去波形持续时间,而后通过软件逻辑实现红外协定解决。

正文完
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