目录

原理图

IR红外编程原理

IR NEC 协议

协议特征

调制

协议格式

数据协议

编写驱动程序

入口函数

杂项设备

文件操作集

读取函数

POLL机制

中断处理函数

完整驱动代码

测试代码

Makefile文件

测试步骤

编译源码

加载驱动

执行测试程序

实验现象

原理图

RK3399 android 硬编码视频代码 rk3399编码能力_c语言

IR红外编程原理

最强的红外协议参考链接

IR NEC 协议

NEC协议参考链接

参考博客

协议特征

  • 使用双向编码（又称曼彻斯特编码）；
  • 使用38K载波对编码后的波形进行调制；
  • 位时间 1.12ms 或 2.25ms

调制

我们定义脉冲560µS为脉冲基本宽度T；根据脉冲时间长短来解码。推荐载波占空比为1/3至1/4：（1） Logic “1” 位宽为2.25ms，脉冲时间560us（T + 3T）；

（2） Logic “0” 位宽为1.12ms，脉冲时间560us（T + T）。

RK3399 android 硬编码视频代码 rk3399编码能力_c语言_02

（3 ) 重复码： 位宽为11.25ms，脉冲时间9ms（16T + 4T）。

RK3399 android 硬编码视频代码 rk3399编码能力_#include_03

协议格式

1

8

8

8

8

起始位

Address

Address(反码)

Command

Command(反码)

16T+8T

b0...b7

b0...b7

b0...b7

b0...b7

  • 起始位（Start Bit）： 16T + 8T。
  • 地址位（Address）： 8bit，最低有效位（LSB）先发送。
  • 反相地址位（!Address）： 8bit，最低有效位（LSB）先发送。其值与地址位（Address）相反，用于验证接收的信息的准确性。
  • 命令位（Command）： 8bit，最低有效位（LSB）先发送。
  • 反相命令位（!Command）： 8bit，最低有效位（LSB）先发送。其值与命令位（Command）相反，用于验证接收的信息的准确性。

数据协议

NEC协议格式如下图所示：

RK3399 android 硬编码视频代码 rk3399编码能力_后端_04

以上是一个正常的序列，也可能存在一种情况：一直按着1个键，此时发送的是以110ms为周期的重复码，即发送一次命令码之后，不会再次发送命令码，而是每隔110ms时间，发送一段重复码。如下图:在这里插入图片描述需要注意的是：红外一体接收头为了提高接受灵敏度，输入高电平，其输出的是相反的低电平。

编写驱动程序

红外驱动采用字符设备驱动模型，通过杂项设备注册。

入口函数

static int __init test_init(void)
{
    int ret;
    ret =  misc_register(&gec3399_irda_misc);   //注册字符设备
    if(ret < 0)
    {
        printk("misc register error\n");
        goto err0;      
    }
    
    init_waitqueue_head(&irda_wait);  //等待队列初始化
    //中断申请,下降沿有效，中断处理函数irq_func。
    ret = request_irq(gpio_to_irq(IR_IO), irq_func, IRQF_TRIGGER_FALLING, "myir", NULL);
    if (ret < 0)
        goto err1;
    printk("IR driver is OK \r\n");
    return 0;
err1:   
    misc_deregister(&gec3399_irda_misc);
err0:
    return ret;

}

杂项设备

static struct miscdevice gec3399_irda_misc = {
    .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,
    .fops = &gec3399_irda_fops,
    .name   = "irda_drv",   
};   //混杂设备结构体定义和初始化

文件操作集

static const struct file_operations gec3399_irda_fops = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .read =gec3399_irda_read,
    .poll = gec3399_irda_poll,
};   //文件操作集合

读取函数

通过这个read接口函数把读取到的数据上报给用户层

ssize_t gec3399_irda_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t len, loff_t *off)
{   

    int ret;
    wait_event_interruptible(irda_wait, irda_pressed);   //等待按键按下
    ret = copy_to_user(buf,irda_data,4);   //拷贝到用户空间
    if(ret != 0)
    {
        printk("No infrared is received\n");
        len = -EFAULT;
    }
    irda_pressed = 0;
    memset(irda_data,0,4);
    return len; 
}

POLL机制

static unsigned int gec3399_irda_poll( struct file *file,struct poll_table_struct *wait)
{

    unsigned int mask = 0;

    poll_wait(file, &irda_wait, wait);
    if (irda_pressed){
        mask |= POLLIN | POLLRDNORM;
        return mask;
    }       
    return 0;
}

中断处理函数

irqreturn_t irq_func(int irqno, void *arg)
{
    long long now = ktime_to_us(ktime_get());
    unsigned int offset;
    int i, j, tmp;

    if (!flag) //数据开始
    {
        flag = 1;
        prev = now;
        return IRQ_HANDLED;
    }

    offset = now - prev;
    prev = now;
    //第一步：判断引导码
    if ((offset > 13000) && (offset < 14000)) //判断是否收到引导码，引导码13.5ms
    {
        num = 0;
        return IRQ_HANDLED;
    }   


    //不是引导码时间，数据位时间
    if (num < 32)
        times[num++] = offset;

    if (num >= 32)
    {
        for (i = 0; i < 4; i++) //共4个字节
        {
            tmp = 0;
            for (j = 0; j < 8; j++) //每字节8位
            {
                if (times[i*8+j] > 1800) //如果数据位的信号周期大于1.8ms, 则是二进制数据1
                    tmp |= 1<<j;
            }
            irda_data[i] = tmp;
            //printk("%02x ", tmp);
        }
        //printk("%x\n",*(int*)irda_data);
        wake_up_interruptible(&irda_wait); //唤醒等待队列
        irda_pressed = 1;
        flag = 0; //重新开始帧
    }
    return IRQ_HANDLED;
}

完整驱动代码

//头文件来源于linux内核源码
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/io.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/ioport.h>
#include <linux/ioctl.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/poll.h>
//红外接收头，三个引脚
// 三个引脚向下， 突出的半圆面向自己，从左往右引脚分别是： 数据脚(接IO口), 地线(gnd),  电源线(vcc, 3.3v)

// 红外接收头的数据脚接的是PL11
#define IR_IO  (32*0 + 8*0 + 6)

int flag = 0; //表示数据帧的开始
int num = 0; //表示数据帧里的第几位数据
static long long prev = 0; //记录上次的时间
unsigned int times[40]; //记录每位数据的时间

static wait_queue_head_t irda_wait;
static int irda_pressed = 0;  //按键响应，初始为不响应

char irda_data[4] = {0};

ssize_t gec3399_irda_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t len, loff_t *off)
{   

    int ret;
    wait_event_interruptible(irda_wait, irda_pressed);   //等待按键按下
    ret = copy_to_user(buf,irda_data,4);   //拷贝到用户空间
    if(ret != 0)
    {
        printk("No infrared is received\n");
        len = -EFAULT;
    }
    irda_pressed = 0;
    memset(irda_data,0,4);
    return len; 
}



irqreturn_t irq_func(int irqno, void *arg)
{
    long long now = ktime_to_us(ktime_get());
    unsigned int offset;
    int i, j, tmp;

    if (!flag) //数据开始
    {
        flag = 1;
        prev = now;
        return IRQ_HANDLED;
    }

    offset = now - prev;
    prev = now;
    if ((offset > 13000) && (offset < 14000)) //判断是否收到引导码，引导码13.5ms
    {
        num = 0;
        return IRQ_HANDLED;
    }   


    //不是引导码时间，数据位时间
    if (num < 32)
        times[num++] = offset;

    if (num >= 32)
    {
        for (i = 0; i < 4; i++) //共4个字节
        {
            tmp = 0;
            for (j = 0; j < 8; j++) //每字节8位
            {
                if (times[i*8+j] > 1800) //如果数据位的信号周期大于2ms, 则是二进制数据1
                    tmp |= 1<<j;
            }
            irda_data[i] = tmp;
            //printk("%02x ", tmp);
        }
        //printk("%x\n",*(int*)irda_data);
        wake_up_interruptible(&irda_wait); //唤醒等待队列
        irda_pressed = 1;
        flag = 0; //重新开始帧
    }
    return IRQ_HANDLED;
}

static unsigned int gec3399_irda_poll( struct file *file,struct poll_table_struct *wait)
{

    unsigned int mask = 0;

    poll_wait(file, &irda_wait, wait);
    if (irda_pressed){
        mask |= POLLIN | POLLRDNORM;
        return mask;
    }       
    return 0;
}

static const struct file_operations gec3399_irda_fops = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .read =gec3399_irda_read,
    .poll = gec3399_irda_poll,
};   //文件操作集合

static struct miscdevice gec3399_irda_misc = {
    .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,
    .fops = &gec3399_irda_fops,
    .name   = "irda_drv",   
};   //混杂设备结构体定义和初始化



static int __init test_init(void)
{
    int ret;
    ret =  misc_register(&gec3399_irda_misc);   //注册字符设备
    if(ret < 0){
        printk("misc register error\n");
        goto err0;      
    }
    
    
    init_waitqueue_head(&irda_wait);  //等待队列初始化
    
    ret = request_irq(gpio_to_irq(IR_IO), irq_func, IRQF_TRIGGER_FALLING, "myir", NULL);
    if (ret < 0)
        goto err1;

    return 0;
err1:   
    misc_deregister(&gec3399_irda_misc);
err0:
    return ret;

}


static void __exit test_exit(void)
{
    misc_deregister(&gec3399_irda_misc);
    free_irq(gpio_to_irq(IR_IO), NULL);
}

module_init(test_init);
module_exit(test_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

测试代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <poll.h>
int fd_irda;
char irda_data[4] = {0};  

int main(void)
{
    int ret;
    fd_irda = open("/dev/irda_drv", O_RDWR);
    if(fd_irda < 0)
    {
        perror("open irda driver");
        return -1;      
    }
    
    struct pollfd pollfd_irda = {
        .fd = fd_irda,
        .events = POLLIN|POLLRDNORM,
    };
    
    while(1)
    {
        ret = poll(&pollfd_irda,1,0);
        if(ret < 0)
        {
            perror("poll key driver\n");
        }
        else if(ret > 0)
        {
            ret = read(fd_irda,irda_data,4);
            if(ret<0)
            {
                perror("read error\n");
                return -1;
            }
            printf("%x\n",*(int*)irda_data);
        }
        else{
            printf("poll wait time out \n");
        }       
    }
    close(fd_irda);
    
    return 0;
}

Makefile文件

obj-m += irda_drv.o
KERNELDIR:=/file/RK3399Pro/rk3399pro_git_repo/kernel
PWD:=$(shell pwd)

default:
    $(MAKE)  -C $(KERNELDIR)  M=$(PWD) modules
test:
    aarch64-linux-gnu-gcc irda_test.c -o irda_test      

clean:
    rm -rf *.o *.order .*.cmd *.ko *.mod.c *.symvers *.tmp_versions

测试步骤

编译源码

在ubuntu中输入：

make

得到驱动目标文件irda_drv.ko

输入：

make test

得到测试目标文件：irda_test

加载驱动

在开发板命令终端输入：

insmod irda_drv.ko

执行测试程序

在开发板命令终端输入：

chmod 777 irda_test
./irda_test

实验现象

读取到NEC格式的遥控器的编码