基于stm32實現(xiàn)的紅外遙控控制USB鼠標(biāo)

權(quán)德奎（長安大學(xué), 西安 710021）

基于stm32實現(xiàn)的紅外遙控控制USB鼠標(biāo)

權(quán)德奎
（長安大學(xué), 西安 710021）

摘 要：嵌入式技術(shù)的發(fā)展早已成為信息化產(chǎn)業(yè)中不可缺少的重要一頁。本文旨在應(yīng)用嵌入式技術(shù)開發(fā)基于STM32實現(xiàn)的紅外遙控控制USB鼠標(biāo)，從更多的角度和細(xì)節(jié)闡述基于STM32在實際開發(fā)中需要注意和學(xué)習(xí)的細(xì)節(jié)。這也是一次從理論到到實踐的過程。

關(guān)鍵詞：STM32中斷系統(tǒng);STM32通用定時器;STM32紅外遙控

加快嵌入式技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用，掌握嵌入式開發(fā)核心技術(shù)，對于未能趕上前幾次世界范圍計算機(jī)技術(shù)發(fā)展機(jī)遇的中國來說非常重要。基于SΤM32實現(xiàn)的紅外遙控控制USB鼠標(biāo)就是利用SΤM32的中斷系統(tǒng)將各模塊相互連接。當(dāng)SΤM32捕獲到信號時，向CUP發(fā)送中斷請求，然后響應(yīng)該中斷，對中斷進(jìn)行處理。SΤM32通過識別捕獲到的紅外信號向PC端通過USB協(xié)議發(fā)送鼠標(biāo)控制信號。

1 STM32中斷系統(tǒng)

在SΤM32中，外部中斷可由每一個I/O口進(jìn)行外部事件的中斷觸發(fā)。在中斷控制器支持的19個外部中斷事件中，只有線0至15對應(yīng)外部I/O的輸入中斷，線16則連接到PVD的輸出，線17連接到RΤC的鬧事件，線18連接到USB的喚醒時事件。在主程序運行之前，需要先進(jìn)行中斷初始化，包括使能中斷通道、中斷優(yōu)先級分組初始化、配置中斷線。當(dāng)有多個中斷時，CUP處理中斷時嚴(yán)格按照中斷優(yōu)先級分組來決定處理哪個中斷。中斷優(yōu)先級分為搶占優(yōu)先級和子優(yōu)先級，中斷處理的順序先有搶占優(yōu)先級決定，當(dāng)搶占優(yōu)先級相同時，則由子優(yōu)先級決定。

2 STM32通用定時器

SΤM32的通用定時器是一個通過可編程預(yù)分頻器（PSC）驅(qū)動的16位自動裝載計數(shù)器（CNΤ）構(gòu)成。在這次開發(fā)中，SΤM32的通用定時器主要用于測量輸入信號的脈沖長度即輸入捕獲。當(dāng)輸入捕獲發(fā)生時將產(chǎn)生中斷/DMΑ。當(dāng)從獨立通道中捕獲到外界信號時，定時器將測量外界信號的周期、占空比來實現(xiàn)信號的識別。例如，在測量時，定時器設(shè)置為邊沿觸發(fā)，即定時器會計算信號上升沿和下降沿之間的時間差，其計算精度取決于定時器本身頻率的精度。在測量方法中分為測頻法和測周法，當(dāng)被測信號頻率大于中介頻率時采用測頻法，即在SΤM32中采用測頻法。

3 STM32紅外遙控

紅外遙控是通過紅外發(fā)射信號的過程，在遙控器上不同的按鍵所發(fā)射的信號是不同的，這樣在接受端才能區(qū)別按鍵。紅外是不能穿墻的，但紅外遙控器也有無線電遙控器無法比擬的優(yōu)點—在多個紅外遙控器同時使用時，盡管采用相同的遙控頻率或編碼，但不會出現(xiàn)遙控信號“串門”的情況。在一點在家電中運用非常廣泛。在SΤM32中，我們使用的紅外遙控器編碼方式為PWM（脈沖寬度調(diào)制）的NEC協(xié)議。其特征為：8位地址和8位指令長度；地址和命令2次傳輸（確保可靠性）；PWM脈沖位置調(diào)制，以發(fā)射紅外載波的占空比代表“0”和“1”；載波頻率為38Khz；位時間為1.125ms或2.25ms。不同的邏輯和位碼采用了不同時間間隔的紅外高低脈沖。地址碼和控制碼等都采用8位的數(shù)據(jù)格式，且用反碼表示以增加傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

4 STM32的主程序

在主程序中，首先要完成SΤM32的延時函數(shù)、中斷分組設(shè)置、串口初始化、紅外接受初始化、USB配置及初始化，其次就是while循環(huán)部分，這部分是最核心、最主要的一部分。在while（1）的死循環(huán)中，首先對遙控器的按鍵進(jìn)行監(jiān)控掃描。遙控器上的每一個按鍵都對應(yīng)一個獨一無二的鍵值key。通過函數(shù)Remote_Scan（）進(jìn)行按鍵監(jiān)控掃描，若沒有檢測到按鍵，則鍵值key為假，若檢測到遙控器有按鍵，則獲取相應(yīng)的鍵值并保存到key中，并通過switch（key）對不同的key進(jìn)行不同的處理。對相應(yīng)key值的處理實際上就是準(zhǔn)備要發(fā)送的控制鼠標(biāo)的數(shù)據(jù)。如何對相應(yīng)的key值經(jīng)行數(shù)據(jù)處理呢，在這里，就要先了解它的發(fā)送數(shù)據(jù)的函數(shù)Joystick_Send（a，b，c，d）。參數(shù)a是一個八位的數(shù)據(jù)，a的不同位置1分別代表鼠標(biāo)中鍵按下、右鍵按下、左鍵按下、xy坐標(biāo)的變化量和變化符號（光標(biāo)移動方向）等。參數(shù)b表示x坐標(biāo)的變化量，這個變化量是相對上一次坐標(biāo)的變化量。參數(shù)c表示y坐標(biāo)的變化量，同理為相對變化量。參數(shù)d為滾輪的變化，可以控制滾輪的上下滾動和滾動速率。這里要介紹一下電腦的坐標(biāo)系，電腦的坐標(biāo)系不同于一般的直角坐標(biāo)系。電腦坐標(biāo)以屏幕左上角為原點，水平向右為x軸正方向，豎直向下為y軸正方向。了解了數(shù)據(jù)發(fā)送函數(shù)，就可以經(jīng)行數(shù)據(jù)準(zhǔn)備了。例如接受的鍵值key代表鼠標(biāo)左鍵按下，則設(shè)置參數(shù)a的相應(yīng)位；若key代表鼠標(biāo)右移，則設(shè)置參數(shù)b為相應(yīng)整數(shù)；若key代表鼠標(biāo)滾輪上滾，則設(shè)置參數(shù)d。理論上講，這樣的數(shù)據(jù)處理已經(jīng)比較完美了，可在實際使用中會發(fā)現(xiàn)另外一個問題，就是鼠標(biāo)移動靈敏度的問題。這時需要定義另外一個參數(shù)s代表靈敏度，在發(fā)送坐標(biāo)數(shù)據(jù)b和c時，改為發(fā)送b*s和c*s，這樣就可以相應(yīng)地擴(kuò)大或減小鼠標(biāo)靈敏度了。當(dāng)發(fā)送完數(shù)據(jù)后，需要將b、c、d數(shù)據(jù)清0。以上的處理在檢測到鍵值key的情況下，當(dāng)沒有檢測到鍵值的情況下，若之前有鍵按下，則需發(fā)送松開命令，即將a置為0。以上的整個過程都處在while（1）的死循環(huán)中，這樣的話，當(dāng)鼠標(biāo)長時間沒有移動的時候就會造成資源浪費。這里提供一個解決思路：當(dāng)鼠標(biāo)在一定時間內(nèi)沒有任何觸發(fā)信號產(chǎn)生時，可認(rèn)為此時之后的很長一段時間內(nèi)都不會有信號產(chǎn)生，可將SΤM32設(shè)置為休眠狀態(tài)。當(dāng)有觸發(fā)信號產(chǎn)生時，可先用該觸發(fā)信號將SΤM32從休眠狀態(tài)喚醒，當(dāng)程序正常執(zhí)行時，再處理 該信號（當(dāng)然，也可以直接將該信號丟棄）。

5 結(jié)論

基于SΤM32實現(xiàn)的紅外遙控控制USB鼠標(biāo)旨在研究嵌入式系統(tǒng)的原理及系統(tǒng)設(shè)計。在本次的開發(fā)中涉及到嵌入式特別重要的定時器、中斷等概念，將書本知識運用于實際，注重基礎(chǔ)知識，為以后嵌入式開發(fā)奠定良好基礎(chǔ)。

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作者簡介：權(quán)德奎（1993-），男，四川蒼溪人，本科，研究方向：嵌入式系統(tǒng)開發(fā)。