使用MM32L0130片上IRM模块实现红外发码
红外遥控是一种无线、非接触控制技术，具有抗干扰能力强，信息传输可靠，功耗低，成本低，易于实现等显著优点，被诸多电子设备包括消费电子、家用电器、安防器材等广泛采用，如智能手环、机顶盒、3d眼镜、智能扫地机、空调、电扇、通道闸、红外栅栏等，近年来也越来越多的应用到计算机和手机系统中。
灵动股份推出的mm32l0130系列mcu具有片上irm红外调制器，该模块使用片上的定时器和串口，实现数据的 fsk/ask 调制，以满足红外发码的需求。
1
irm介绍
1.1 irm功能框图
1.2 irm主要特征
支持 apb 接口
两个调制信号源，分别为通道 1 和通道 2
通道 1 和通道 2 调制信号源均可选，来源包含
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
基带信号源可选，来源包含
1）irm 数据寄存器
2）uart1_tx
3）uart2_tx
4）lpuart_tx
可实现数据的 ask、fsk 调制，调制方式可选
输出信号极性可选
2
功能概述
2.1 波形产生单元
调制信号选择功能：两个通道， channel_1 和 channel_2，通过寄存器配置可选择通道输入为恒 0、恒1、 tim3 的 oc1 通道、 tim4 的 oc1 通道、 tim16 的 oc1 通道、 tim17 的 oc1 通道。
基带信号选择功能：被发送的红外信号对应源数据，可以通过寄存器配置选择源为 irm_dr、 uart1_tx、uart2_tx、 lpuart1_tx。
调试方式：可选 fsk 或 ask。
极性可选，输出可为正常或反相波形。
2.2 调制功能说明
2.21 fsk 调制
用不同的频率来表示不同的符号。本模块为二进制频移键控（2fsk）。信号可以看成是频载为 f1 和 f2的两个振幅键控信号的合成。该功能模式下，调制信号源为频率为 f1、 f2 的两个方波：被调制信号为 0，则对应输出 f1；被调制信号为 1 则对应输出 f2。
波形如下：
fsk 调制波形
2.22 ask 调制
用不同的幅度来表示不同的符号。本模块为 ook（on-off keying）调制，是 ask 调制的一个特例，把一个幅度取为 0，另一个幅度为非 0，就是 ook。又名 2ask（二进制振幅键控）。该功能模式下，通道 1 信号源应为恒 0，通道 2 信号源应该频率为 f2 的方波：被调制信号为 0，则对应输出 0；被调制信号为 1 则对应输出 f2。
波形如下：
ask 调制波形
3
实验
本次实验使用mm32l0130片上irm驱动红外发射管实现红外发码。硬件使用灵动股份设计的evb-l0136开发板，红外模块原理图如下：
原理图中pa9连接d1（红外发射管）、pa10连接d2（红外接收头），红外发射电路使用t1（n-mos管）控制红外发射管的导通或截至，在导通的时候，红外发射管会发射出红外光，反之，不会发射出红外光。
要使两者通信成功，收/发红外波长与载波频率需一致，在这里波长就是940nm，载波频率就是38khz。当红外接收头接收到红外载波信号时，其out引脚输出低电平，反之，out引脚输出高电平。
3.1 实验1：实现数据fsk调制
程序中配置pa9作为irm红外调制器的发送引脚，配置调制信号通道1选择tim3_oc1，调制信号通道2选择tim4_oc1，基带信号源选择uart1_tx信号，调制方式选择fsk调制，以实现红外发码。主要代码如下：
3.11 irm配置
void irm_fsk_config(void){ irm_inittypedef irm_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 调制信号配置
配置tim3输出pwm，频率为38khz（和载波频率一致），占空比为1/2
配置tim4输出pwm，频率为3.8khz（一个非载波频率），占空比为1/2
void irm_fsk_clock_init(tim_typedef* chan1_tim, tim_typedef* chan2_tim){ u32 ui_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);}
定义irm_frequence为38000
#define irm_frequence 38000
3.13 配置uart1 rx中断
void uart1_nvic_init(u32 baudrate){ uart_inittypedef uart_initstruct; nvic_inittypedef nvic_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收发测试
void irm_transmit_test(void){ u16 i, getcount; u8 irm_string[] = {0xff, 0xff, 0x55, 0xaa, 0xf0, 0x0f, 0x80, 0x01}; u8 getbyte; irm_initialize(); while(1) { getcount = 0; for(i = 0; i < sizeof(irm_string); i++) { output_byte(uart1, irm_string[i]); if(success == uart1_checkrxdbyte(&getbyte, 10000)) { if(getbyte == irm_string[i]) { getcount++; } } delay_x_cycle(1000); } if(getcount == sizeof(irm_string)) { __nop(); } else { __nop(); } }}
定义数组irm_string[]存放需要irm调制的数据，irm对数据进行fsk调制后，通过irm_tx引脚发送，控制mos管驱动红外发射管以发射红外光，红外接收头对红外光进行解码后，由uart1_rx引脚接收，将收到的数据与数组irm_string[]中的数据进行比对，看收/发数据是否一致，并进行统计。
fsk模式下，调制信号源为频率为38k、3.8k的两个方波：被调制信号为0时，则对应输出38khz；被调制信号为1时，则对应输出3.8khz，逻辑分析仪获取一段数据如下：
通道4为irm_tx发出的调制信号。
通道5是uart1_rx接收到的数据，符合红外接收头特性。
观察串口调试助手打印数据，和irm_string[]中的数据一致。
3.2 实验2：实现数据ask调制
程序中配置pa9作为irm红外调制器的发送引脚，配置调制信号通道1为恒1，调制信号通道2选择tim4_oc1，基带信号源选择uart1_tx信号，调制方式选择ask调制，以实现红外发码。
该实验与前面实验1相比，只是选择irm的另一种调制模式，代码只需在实验1的基础上改动即可，主要代码如下：
3.21 irm配置
void irm_ask_config(void){ irm_inittypedef irm_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 调制信号配置
配置tim4输出pwm，频率为38khz（和载波频率一致），占空比为1/2
void irm_fsk_clock_init(tim_typedef* chan1_tim, tim_typedef* chan2_tim){ u32 ui_tim_value; ui_tim_value = (u32)((rcc_getsysclockfreq()) / irm_frequence); tim_init(chan1_tim, (ui_tim_value) - 1, 0);}
定义irm_frequence为38000
#define irm_frequence 38000
其余代码同实验1，下载运行。
ask模式下，被调制信号为1时，则对应输出38khz；被调制信号为0时，则对应输出0，截取逻辑分析仪的一段数据分析：
通道4为irm_tx发出的调制信号。
通道5是uart1_rx接收到的数据，符合红外接收头特性。
观察串口调试助手打印数据，和irm_string[]中的数据一致。
实验简单演示了使用mm32l0130片上irm模块实现红外发码，并判断收发数据的一致性。irm模块使用片上的定时器和串口，实现数据的 fsk/ask 调制，满足红外发码的需求。
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1
irm介绍
1.1 irm功能框图
1.2 irm主要特征
支持 apb 接口
两个调制信号源，分别为通道 1 和通道 2
通道 1 和通道 2 调制信号源均可选，来源包含
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
基带信号源可选，来源包含
1）irm 数据寄存器
2）uart1_tx
3）uart2_tx
4）lpuart_tx
可实现数据的 ask、fsk 调制，调制方式可选
输出信号极性可选
2
功能概述
2.1 波形产生单元
调制信号选择功能：两个通道， channel_1 和 channel_2，通过寄存器配置可选择通道输入为恒 0、恒1、 tim3 的 oc1 通道、 tim4 的 oc1 通道、 tim16 的 oc1 通道、 tim17 的 oc1 通道。
基带信号选择功能：被发送的红外信号对应源数据，可以通过寄存器配置选择源为 irm_dr、 uart1_tx、uart2_tx、 lpuart1_tx。
调试方式：可选 fsk 或 ask。
极性可选，输出可为正常或反相波形。
2.2 调制功能说明
2.21 fsk 调制
用不同的频率来表示不同的符号。本模块为二进制频移键控（2fsk）。信号可以看成是频载为 f1 和 f2的两个振幅键控信号的合成。该功能模式下，调制信号源为频率为 f1、 f2 的两个方波：被调制信号为 0，则对应输出 f1；被调制信号为 1 则对应输出 f2。
波形如下：
fsk 调制波形
2.22 ask 调制
用不同的幅度来表示不同的符号。本模块为 ook（on-off keying）调制，是 ask 调制的一个特例，把一个幅度取为 0，另一个幅度为非 0，就是 ook。又名 2ask（二进制振幅键控）。该功能模式下，通道 1 信号源应为恒 0，通道 2 信号源应该频率为 f2 的方波：被调制信号为 0，则对应输出 0；被调制信号为 1 则对应输出 f2。
波形如下：
ask 调制波形
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实验
本次实验使用mm32l0130片上irm驱动红外发射管实现红外发码。硬件使用灵动股份设计的evb-l0136开发板，红外模块原理图如下：
原理图中pa9连接d1（红外发射管）、pa10连接d2（红外接收头），红外发射电路使用t1（n-mos管）控制红外发射管的导通或截至，在导通的时候，红外发射管会发射出红外光，反之，不会发射出红外光。
要使两者通信成功，收/发红外波长与载波频率需一致，在这里波长就是940nm，载波频率就是38khz。当红外接收头接收到红外载波信号时，其out引脚输出低电平，反之，out引脚输出高电平。
3.1 实验1：实现数据fsk调制
程序中配置pa9作为irm红外调制器的发送引脚，配置调制信号通道1选择tim3_oc1，调制信号通道2选择tim4_oc1，基带信号源选择uart1_tx信号，调制方式选择fsk调制，以实现红外发码。主要代码如下：
3.11 irm配置
void irm_fsk_config(void){ irm_inittypedef irm_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 调制信号配置
配置tim3输出pwm，频率为38khz（和载波频率一致），占空比为1/2
配置tim4输出pwm，频率为3.8khz（一个非载波频率），占空比为1/2
void irm_fsk_clock_init(tim_typedef* chan1_tim, tim_typedef* chan2_tim){ u32 ui_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);}
定义irm_frequence为38000
#define irm_frequence 38000
3.13 配置uart1 rx中断
void uart1_nvic_init(u32 baudrate){ uart_inittypedef uart_initstruct; nvic_inittypedef nvic_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收发测试
void irm_transmit_test(void){ u16 i, getcount; u8 irm_string[] = {0xff, 0xff, 0x55, 0xaa, 0xf0, 0x0f, 0x80, 0x01}; u8 getbyte; irm_initialize(); while(1) { getcount = 0; for(i = 0; i < sizeof(irm_string); i++) { output_byte(uart1, irm_string[i]); if(success == uart1_checkrxdbyte(&getbyte, 10000)) { if(getbyte == irm_string[i]) { getcount++; } } delay_x_cycle(1000); } if(getcount == sizeof(irm_string)) { __nop(); } else { __nop(); } }}
定义数组irm_string[]存放需要irm调制的数据，irm对数据进行fsk调制后，通过irm_tx引脚发送，控制mos管驱动红外发射管以发射红外光，红外接收头对红外光进行解码后，由uart1_rx引脚接收，将收到的数据与数组irm_string[]中的数据进行比对，看收/发数据是否一致，并进行统计。
fsk模式下，调制信号源为频率为38k、3.8k的两个方波：被调制信号为0时，则对应输出38khz；被调制信号为1时，则对应输出3.8khz，逻辑分析仪获取一段数据如下：
通道4为irm_tx发出的调制信号。
通道5是uart1_rx接收到的数据，符合红外接收头特性。
观察串口调试助手打印数据，和irm_string[]中的数据一致。
3.2 实验2：实现数据ask调制
程序中配置pa9作为irm红外调制器的发送引脚，配置调制信号通道1为恒1，调制信号通道2选择tim4_oc1，基带信号源选择uart1_tx信号，调制方式选择ask调制，以实现红外发码。
该实验与前面实验1相比，只是选择irm的另一种调制模式，代码只需在实验1的基础上改动即可，主要代码如下：
3.21 irm配置
void irm_ask_config(void){ irm_inittypedef irm_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 调制信号配置
配置tim4输出pwm，频率为38khz（和载波频率一致），占空比为1/2
void irm_fsk_clock_init(tim_typedef* chan1_tim, tim_typedef* chan2_tim){ u32 ui_tim_value; ui_tim_value = (u32)((rcc_getsysclockfreq()) / irm_frequence); tim_init(chan1_tim, (ui_tim_value) - 1, 0);}
定义irm_frequence为38000
#define irm_frequence 38000
其余代码同实验1，下载运行。
ask模式下，被调制信号为1时，则对应输出38khz；被调制信号为0时，则对应输出0，截取逻辑分析仪的一段数据分析：
通道4为irm_tx发出的调制信号。
通道5是uart1_rx接收到的数据，符合红外接收头特性。
观察串口调试助手打印数据，和irm_string[]中的数据一致。
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