# irtestv1

**Repository Path**: dkori/irtestv1

## Basic Information

- **Project Name**: irtestv1
- **Description**: 红外收发实验
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2026-03-03
- **Last Updated**: 2026-03-03

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# STM32F1 红外学习/收发项目

## 硬件引脚汇总

| 功能模块 | 引脚 | 模式 | 说明 |
|---------|------|------|------|
| **红外接收** | PA7 | TIM3_CH2 输入捕获 | 红外信号接收输入 |
| **红外发射** | PA2 | GPIO 推挽输出 | 红外载波发射输出 |
| **红外学习输入** | PB6 | TIM4_CH1 输入捕获 | 红外学习模式信号输入 |
| **模式切换按键** | PB0 | GPIO 输入（上拉） | 学习模式/正常模式切换 |
| **状态指示灯** | PC13 | GPIO 推挽输出 | LED状态指示 |
| **调试输出** | PA3 | GPIO 推挽输出 | 红外捕获调试信号输出 |

## 定时器使用汇总

| 定时器 | 功能 | 时钟源 | 预分频 | 计数频率 | 用途 |
|--------|------|--------|--------|----------|------|
| **TIM2** | 基础定时 | 72MHz | 71 | 1MHz | 红外发射延时基准 (delay_us) |
| **TIM3** | 输入捕获 | 8MHz | 7 | 1MHz | 红外接收信号捕获 (通道2) |
| **TIM4** | 输入捕获 | 8MHz | 7 | 1MHz | 红外学习信号捕获 (通道1) |

## 中断使用汇总

| 中断源 | 优先级 | 用途 |
|--------|--------|------|
| **TIM3_IRQn** | 0 (最高) | 红外接收捕获中断 |
| **TIM4_IRQn** | 5 | 红外学习捕获中断 |

---

## 模块功能说明

### 1. bsp_ir_receiver.c - 红外接收模块

**文件路径**: `App/bsp_ir_receiver.c`

**功能描述**:
- 使用 **TIM3_CH2 (PA7)** 输入捕获功能接收红外信号
- 实现 NEC 红外协议解码状态机
- 支持 32 位数据接收（地址码+地址反码+命令码+命令反码）
- 软件去抖功能：连续 3 次相同命令才确认有效
- 数据校验：自动验证地址码和命令码的反码关系

**主要函数**:
- `infrared_gpio_config()` - 初始化 GPIO 和 TIM3 输入捕获
- `infrared_process()` - 主循环中调用，处理接收到的红外数据
- `get_infrared_command()` - 获取去抖后的红外命令码
- `clear_infrared_command()` - 清除红外命令数据
- `get_infra_read_error()` - 获取接收错误信息

**NEC 协议时序参数**:
- 同步头高电平: 7.6ms ~ 26ms
- 逻辑 0 低电平: 400μs ~ 800μs
- 逻辑 1 低电平: 1.4ms ~ 2.1ms

---

### 2. bsp_ir_transmitter.c - 红外发射模块

**文件路径**: `App/bsp_ir_transmitter.c`

**功能描述**:
- 使用 **PA2** GPIO 输出 38kHz 红外载波
- 实现 NEC 红外协议编码发送
- 基于 **TIM2** 实现微秒级精确延时
- 支持发送标准 NEC 帧格式

**主要函数**:
- `infrared_tx_gpio_config()` - 初始化红外发射 GPIO
- `send_infrared_data(address, command)` - 发送 NEC 格式红外数据
- `send_infrared_test_data()` - 发送测试数据 (地址0x00, 命令0x01)
- `ir_send_carrier(time_us)` - 发送 38kHz 载波
- `ir_send_bit(bit)` - 发送单个位（NEC协议）

**NEC 协议发送时序**:
- 引导码: 9ms 载波 + 4.5ms 空闲
- 位 "0": 560μs 载波 + 560μs 空闲
- 位 "1": 560μs 载波 + 1688μs 空闲
- 结束位: 560μs 载波

**38kHz 载波参数**:
- 周期: 26.316μs
- 占空比: 50% (13μs 高电平, 13μs 低电平)

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### 3. ir_learning_task.c - 红外学习模块

**文件路径**: `App/ir_learning_task.c`

**功能描述**:
- 使用 **TIM4_CH1 (PB6)** 输入捕获学习未知红外信号
- 基于 FreeRTOS 任务实现
- 支持最多 16 个按键特征存储
- 特征提取算法：多帧平均、位时序分析
- 相似度匹配算法：支持识别已学习的按键

**工作模式**:
1. **学习模式** (PB0 按下): 
   - LED 常亮指示
   - 捕获红外信号并提取特征
   - 存储到按键特征数组
   - 学习完成 LED 闪烁 5 次

2. **正常模式** (PB0 松开):
   - LED 熄灭
   - 实时匹配接收到的红外信号
   - 输出最相似的按键索引

**特征数据结构** (`ir_key_feature_t`):
- `diff_count`: 时间差数量（帧长度）
- `first_diff`: 同步头时间差
- `first_diff_avg`: 多帧同步头平均值
- `bit_diffs[32]`: 每个位位置的平均时间差
- `sum_diff`: 所有时间差总和

**主要函数**:
- `ir_learning_task_init()` - 初始化 GPIO、TIM4 和按键数组
- `start_ir_learning_task()` - 启动 FreeRTOS 学习任务
- `ir_learning_task()` - 主任务循环，处理学习/匹配逻辑
- `calculate_feature()` - 从时间差计算信号特征
- `find_most_similar_key()` - 查找最相似的已学习按键

**匹配算法**:
- 主特征：diff_count 必须完全匹配
- 次特征：first_diff 容差 5%
- 位特征：每个位时间差容差 5%
- 综合评分：选择得分最低的匹配项

---

## 系统架构

```
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                        应用层                                │
│  ┌─────────────────┐  ┌─────────────────┐  ┌─────────────┐  │
│  │ 红外接收模块    │  │ 红外发射模块    │  │ 红外学习    │  │
│  │ bsp_ir_receiver │  │ bsp_ir_transmitter│ │ ir_learning │  │
│  └────────┬────────┘  └────────┬────────┘  └──────┬──────┘  │
└───────────┼────────────────────┼──────────────────┼─────────┘
            │                    │                  │
┌───────────▼────────────────────▼──────────────────▼─────────┐
│                      硬件抽象层 (HAL)                        │
│  ┌─────────────────┐  ┌─────────────────┐  ┌─────────────┐  │
│  │ TIM3 输入捕获   │  │ TIM2 基础定时   │  │ TIM4 输入捕获│  │
│  │ (PA7 - 接收)    │  │ (延时函数)      │  │ (PB6 - 学习)│  │
│  └─────────────────┘  └─────────────────┘  └─────────────┘  │
│  ┌─────────────────┐  ┌─────────────────┐                   │
│  │ GPIO (PA2 - 发射)│  │ GPIO (PB0/PC13) │                   │
│  └─────────────────┘  └─────────────────┘                   │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
```

---

## 使用说明

### 红外接收
```c
// 初始化
infrared_gpio_config();

// 主循环中处理
while (1) {
    infrared_process();
    uint8_t cmd = get_infrared_command();
    if (cmd != 0) {
        // 处理命令
    }
}
```

### 红外发射
```c
// 初始化
infrared_tx_gpio_config();

// 发送数据
send_infrared_data(0x00, 0x01);  // 地址 0x00, 命令 0x01
```

### 红外学习
```c
// 初始化
ir_learning_task_init();

// 启动任务
start_ir_learning_task();

// 按下 PB0 进入学习模式，对准 PB6 发送红外信号
// LED 闪烁表示学习完成
```

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## 注意事项

1. **定时器冲突**: TIM2 用于发射延时，TIM3 用于接收，TIM4 用于学习，避免重复使用
2. **中断优先级**: TIM3 (接收) 优先级高于 TIM4 (学习)，确保接收实时性
3. **GPIO 复用**: PA7 复用为 TIM3_CH2，PB6 复用为 TIM4_CH1
4. **FreeRTOS**: 学习任务使用 128 字栈空间，优先级为 5
---
实验结论：
收发不能同时进行，误差太大