紅外遙控是一種無線、非接觸控制技術，具有抗干擾能力強，信息傳輸可靠，功耗低，成本低，易于實現等顯著優點，被諸多電子設備包括消費電子、家用電器、安防器材等廣泛采用，如智能手環、機頂盒、3D眼鏡、智能掃地機、空調、電扇、通道閘、紅外柵欄等，近年來也越來越多的應用到計算機和手機系統中。

靈動股份推出的MM32L0130系列MCU具有片上IRM紅外調制器，該模塊使用片上的定時器和串口，實現數據的 FSK/ASK 調制，以滿足紅外發碼的需求。

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IRM介紹

1.1 IRM功能框圖

1.2 IRM主要特征

支持 APB 接口

兩個調制信號源，分別為通道 1 和通道 2

通道 1 和通道 2 調制信號源均可選，來源包含

1）恒 0

2）恒 1

3）TIM3 的 OC1 通道

4）TIM4 的 OC1 通道

5）TIM16 的 OC1 通道

6）TIM17 的 OC1 通道

基帶信號源可選，來源包含

1）IRM 數據寄存器

2）UART1_TX

3）UART2_TX

4）LPUART_TX

可實現數據的 ASK、FSK 調制，調制方式可選

輸出信號極性可選

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功能概述

2.1 波形產生單元

調制信號選擇功能：兩個通道， channel_1 和 channel_2，通過寄存器配置可選擇通道輸入為恒 0、恒1、 TIM3 的 OC1 通道、 TIM4 的 OC1 通道、 TIM16 的 OC1 通道、 TIM17 的 OC1 通道。

基帶信號選擇功能：被發送的紅外信號對應源數據，可以通過寄存器配置選擇源為 IRM_DR、 UART1_TX、UART2_TX、 LPUART1_TX。

調試方式：可選 FSK 或 ASK。

極性可選，輸出可為正常或反相波形。

2.2 調制功能說明

2.21 FSK 調制

用不同的頻率來表示不同的符號。本模塊為二進制頻移鍵控（2FSK）。信號可以看成是頻載為 f1 和 f2的兩個振幅鍵控信號的合成。該功能模式下，調制信號源為頻率為 f1、 f2 的兩個方波：被調制信號為 0，則對應輸出 f1；被調制信號為 1 則對應輸出 f2。
波形如下：

FSK 調制波形

2.22 ASK 調制

用不同的幅度來表示不同的符號。本模塊為 OOK（On-Off Keying）調制，是 ASK 調制的一個特例，把一個幅度取為 0，另一個幅度為非 0，就是 OOK。又名 2ASK（二進制振幅鍵控）。該功能模式下，通道 1 信號源應為恒 0，通道 2 信號源應該頻率為 f2 的方波：被調制信號為 0，則對應輸出 0；被調制信號為 1 則對應輸出 f2。
波形如下：

ASK 調制波形

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實驗

本次實驗使用MM32L0130片上IRM驅動紅外發射管實現紅外發碼。硬件使用靈動股份設計的EVB-L0136開發板，紅外模塊原理圖如下：

原理圖中PA9連接D1（紅外發射管）、PA10連接D2（紅外接收頭），紅外發射電路使用T1（N-MOS管）控制紅外發射管的導通或截至，在導通的時候，紅外發射管會發射出紅外光，反之，不會發射出紅外光。

要使兩者通信成功，收/發紅外波長與載波頻率需一致，在這里波長就是940nm，載波頻率就是38KHz。當紅外接收頭接收到紅外載波信號時，其OUT引腳輸出低電平，反之，OUT引腳輸出高電平。

3.1 實驗1：實現數據FSK調制

程序中配置PA9作為IRM紅外調制器的發送引腳，配置調制信號通道1選擇TIM3_OC1，調制信號通道2選擇TIM4_OC1，基帶信號源選擇UART1_TX信號，調制方式選擇FSK調制，以實現紅外發碼。主要代碼如下：

3.11 IRM配置

voidIRM_FSK_Config(void)
{
IRM_InitTypeDefIRM_InitStruct;

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1ENR_IRM,ENABLE);
IRM_FSK_Clock_Init(TIM3,TIM4);
IRM_StructInit(&IRM_InitStruct);
IRM_SetIRMData(0);
IRM_InitStruct.IRM_Polarity=IRM_Polarity_Normal;
IRM_InitStruct.IRM_Modulation=IRM_Modulation_FSK;
IRM_InitStruct.IRM_DataSelectSource=IRM_DataSource_UART1_TX;
IRM_InitStruct.IRM_Channel1ClockSource=IRM_Channel1ClockSource_TIM3OC1;
IRM_InitStruct.IRM_Channel2ClockSource=IRM_Channel2ClockSource_TIM4OC1;

IRM_Init(&IRM_InitStruct);
UART1_NVIC_Init(600);

IRM_StartCmd(ENABLE);
}

3.12 調制信號配置

配置TIM3輸出PWM，頻率為38KHZ（和載波頻率一致），占空比為1/2

配置TIM4輸出PWM，頻率為3.8KHZ（一個非載波頻率），占空比為1/2

voidIRM_FSK_Clock_Init(TIM_TypeDef*chan1_tim,TIM_TypeDef*chan2_tim)
{
u32ui_tim_value;

ui_tim_value=(u32)((RCC_GetSysClockFreq())/IRM_FREQUENCE);

TIM_Init(chan1_tim,(ui_tim_value)-1,0);
TIM_Init(chan2_tim,(ui_tim_value)*10-1,0);

}

定義IRM_FREQUENCE為38000

#defineIRM_FREQUENCE38000

3.13 配置UART1 RX中斷

voidUART1_NVIC_Init(u32baudrate)
{
UART_InitTypeDefUART_InitStruct;
NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStruct;

RCC_UART_ClockCmd(UART1,ENABLE);

NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel=UART1_IRQn;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPriority=3;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);

UART_StructInit(&UART_InitStruct);
UART_InitStruct.BaudRate=baudrate;
UART_InitStruct.WordLength=UART_WordLength_8b;
UART_InitStruct.StopBits=UART_StopBits_1;
UART_InitStruct.Parity=UART_Parity_No;
UART_InitStruct.HWFlowControl=UART_HWFlowControl_None;
UART_InitStruct.Mode=UART_Mode_Rx|UART_Mode_Tx;

UART_Init(UART1,&UART_InitStruct);
UART_ITConfig(UART1,UART_IT_RXIEN,ENABLE);
UART_Cmd(UART1,ENABLE);

UART1RX_GPIO_Init();
}

3.14 IRM收發測試

voidIRM_Transmit_Test(void)
{

u16i,getcount;
u8irm_string[]={0xFF,0xFF,0x55,0xAA,0xF0,0x0F,0x80,0x01};
u8getbyte;
IRM_Initialize();
while(1){
getcount=0;
for(i=0;i

	

	定義數組irm_string[]存放需要IRM調制的數據，IRM對數據進行FSK調制后，通過IRM_TX引腳發送，控制MOS管驅動紅外發射管以發射紅外光，紅外接收頭對紅外光進行解碼后，由UART1_RX引腳接收，將收到的數據與數組irm_string[]中的數據進行比對，看收/發數據是否一致，并進行統計。

	FSK模式下，調制信號源為頻率為38K、3.8K的兩個方波：被調制信號為0時，則對應輸出38KHZ；被調制信號為1時，則對應輸出3.8KHZ，邏輯分析儀獲取一段數據如下：

	

	通道4為IRM_TX發出的調制信號。

	通道5是UART1_RX接收到的數據，符合紅外接收頭特性。

	觀察串口調試助手打印數據，和irm_string[]中的數據一致。

	 ? ?

	3.2 實驗2：實現數據ASK調制

	程序中配置PA9作為IRM紅外調制器的發送引腳，配置調制信號通道1為恒1，調制信號通道2選擇TIM4_OC1，基帶信號源選擇UART1_TX信號，調制方式選擇ASK調制，以實現紅外發碼。

	該實驗與前面實驗1相比，只是選擇IRM的另一種調制模式，代碼只需在實驗1的基礎上改動即可，主要代碼如下：

	3.21 IRM配置

	
voidIRM_ASK_Config(void)
{
IRM_InitTypeDefIRM_InitStruct;

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1ENR_IRM,ENABLE);
IRM_ASK_Clock_Init(TIM4);
IRM_StructInit(&IRM_InitStruct);
IRM_SetIRMData(0);
IRM_InitStruct.IRM_Polarity=IRM_Polarity_Normal;
IRM_InitStruct.IRM_Modulation=IRM_Modulation_ASK_PSK;
IRM_InitStruct.IRM_DataSelectSource=IRM_DataSource_UART1_TX;
IRM_InitStruct.IRM_Channel1ClockSource=IRM_Channel1ClockSource_KeepHigh;
IRM_InitStruct.IRM_Channel2ClockSource=IRM_Channel2ClockSource_TIM4OC1;

IRM_Init(&IRM_InitStruct);
UART1_NVIC_Init(600);

IRM_StartCmd(ENABLE);
}


	

	3.22 調制信號配置

	配置TIM4輸出PWM，頻率為38KHZ（和載波頻率一致），占空比為1/2

	
voidIRM_FSK_Clock_Init(TIM_TypeDef*chan1_tim,TIM_TypeDef*chan2_tim)
{
u32ui_tim_value;
ui_tim_value=(u32)((RCC_GetSysClockFreq())/IRM_FREQUENCE);
TIM_Init(chan1_tim,(ui_tim_value)-1,0);
}


	

	定義IRM_FREQUENCE為38000

	
#defineIRM_FREQUENCE38000


	

	其余代碼同實驗1，下載運行。

	ASK模式下，被調制信號為1時，則對應輸出38KHZ；被調制信號為0時，則對應輸出0，截取邏輯分析儀的一段數據分析：

	

	通道4為IRM_TX發出的調制信號。

	通道5是UART1_RX接收到的數據，符合紅外接收頭特性。

	觀察串口調試助手打印數據，和irm_string[]中的數據一致。

	

	實驗簡單演示了使用MM32L0130片上IRM模塊實現紅外發碼，并判斷收發數據的一致性。IRM模塊使用片上的定時器和串口，實現數據的 FSK/ASK 調制，滿足紅外發碼的需求。

	



	審核編輯：劉清