紅外遙控是利用近紅外光進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N控制方式。近紅外光波長(zhǎng)0.76um~1.5um ，紅外遙控收發(fā)器件波長(zhǎng)一般為 0.8um~0.94um ，具有傳輸效率高，成本低，電路實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，抗干擾強(qiáng)等特點(diǎn)，在家用電器上被廣泛使用。

紅外遙控一般有發(fā)射和接收兩部分組成，發(fā)射元件為紅外發(fā)射管，接收一般采用一體化紅外接收頭，但發(fā)射載波頻率與接收頭固定頻率需一致才能正確接收。

一、發(fā)射

1.調(diào)制

紅外遙控是以調(diào)制方式發(fā)射數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)調(diào)制到固定的載波上發(fā)送，調(diào)制發(fā)送抗干擾能力更強(qiáng)，傳送距離也更遠(yuǎn)。紅外發(fā)送首先要解決的就是調(diào)制問題。

目前主流的調(diào)制方式有PPM和PWM。

PPM：脈沖位置調(diào)制，調(diào)制脈沖寬度不變，用脈沖間隔來(lái)區(qū)分0和1。如下圖所示，脈沖寬度不變都是560us，脈沖間隔改變。邏輯1總時(shí)間為2.25ms，邏輯0中時(shí)間長(zhǎng)度為1.12ms。

圖1：PPM調(diào)制

PWM：脈沖寬度調(diào)制，脈沖間隔不變，調(diào)制脈沖寬度改變。如下圖所示，脈沖間隔 為600us，脈沖寬度不同。邏輯1高電平時(shí)間為1.2ms，邏輯0高電平時(shí)間為0.6ms。

圖2：PWM調(diào)制

調(diào)制載波頻率一般在30KHz到60KHz之間，常用的載波有33K，36K，36.6K，38K，40K，56K等，其中38K使用最多。

常用占空比有1/3、1/2，1/3最多。

2. 紅外傳輸協(xié)議

常用的紅外傳輸協(xié)議有ITT協(xié)議、NEC協(xié)議、Nokia NRC協(xié)議、Sharp協(xié)議、Philips RC-5、RC-6 RECS-80協(xié)議、Sony SIRC協(xié)議等，其中最常見的為NEC協(xié)議。
常見NEC協(xié)議分析：

| 載波38KHz，邏輯1為2.25ms，脈沖時(shí)間560us；邏輯0為1.12ms，脈沖時(shí)間560us

圖3：NEC邏輯’0’與邏輯’1’

| 協(xié)議格式

圖4：NEC紅外載波發(fā)送協(xié)議

(1) 首先發(fā)送9ms的高電平脈沖

(2)然后發(fā)送4.5ms的低電平

(3)接下來(lái)是8bit的地址碼（低位在前）

(4)然后是8bit的地址反碼，用于檢驗(yàn)地址碼是否出錯(cuò)

(5)接下來(lái)的是8bit的命令碼（低位在前）

(6)然后是8bit的命令反碼，用于檢驗(yàn)命令碼是否出錯(cuò)。
| 重復(fù)碼

圖5：NEC重復(fù)發(fā)送載波協(xié)議
如果一直按著一個(gè)鍵，將以110ms為周期發(fā)送重復(fù)碼，重復(fù)碼由9ms高電平、2.25ms低電平及560us高電平組成。

圖6：NEC重復(fù)碼

3. 編碼

雖然不同協(xié)議都對(duì)各自的協(xié)議格式做了不同定義，但總體而言還是有高低電平組成的一串?dāng)?shù)據(jù)。

對(duì)于紅外發(fā)射，就是按照協(xié)議規(guī)定高電平時(shí)間內(nèi)，在紅外輸出口輸出固定頻率載波；低電平則直接輸出低。紅外接收頭接到載波時(shí)輸出高電平，沒有載波時(shí)輸出低電平，完成數(shù)據(jù)解碼。

圖7：NEC解碼后協(xié)議

二、接收

紅外接收常采用一體化紅外接收頭，集紅外接收、放大、濾波、比較器輸出等功能，并輸出MCU可識(shí)別的TTL信號(hào)的。常用的一體化紅外接收頭有SCR638、HS0038、VS1838等。

SCR638

HS0038
圖8：一體化接收頭

紅外接收應(yīng)用電路圖：

圖9：紅外接收典型應(yīng)用

三、ESP8266紅外發(fā)送與接收

ESP8266定義了1個(gè)IR紅外遙控接口，IR紅外遙控接口由軟件實(shí)現(xiàn)，接口定義如下：

圖10：ESP8266紅外管腳定義

1.發(fā)送

在ESP8266上用于發(fā)送的載波可以通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)：
1)I2S的BCK
2)WS管腳產(chǎn)生
3)由GPIO中的sigma-delta功能在任意GPIO口產(chǎn)生載波。
其中sigma-delta產(chǎn)生的載波占空比約為20%，推薦使用MTMS管腳（GPIO14），可產(chǎn)生準(zhǔn)確的38KHz且占空比為50%的標(biāo)準(zhǔn)方波。

2.接收

紅外接收功能通過(guò)GPIO的邊沿中斷實(shí)現(xiàn)，讀取系統(tǒng)時(shí)間，將2次時(shí)間相減可以得到波形持續(xù)時(shí)間，然后通過(guò)軟件邏輯實(shí)現(xiàn)紅外協(xié)議處理。

審核編輯：符乾江