Arduino-IRremote库中的红外信号收发示例解析

概述

本文将深入讲解Arduino-IRremote库中的SendAndReceive示例程序，该示例展示了如何同时实现红外信号的发送和接收功能。通过这个示例，我们可以学习到如何利用Arduino平台进行红外通信的基本原理和实现方法。

硬件准备

要运行此示例，您需要准备：

• Arduino开发板
• 红外发射二极管
• 红外接收模块（如VS1838B）
• 适当的电阻（通常330Ω用于发射，10kΩ用于接收）

代码解析

协议配置

示例中主要使用了NEC协议，这是最常见的红外遥控协议之一：

#define DECODE_NEC          // 包含Apple和Onkyo设备
#define DECODE_DISTANCE_WIDTH // 当NEC协议接收不准确时的备用解码器

开发者可以根据需要启用或禁用其他协议，以节省程序存储空间：

//#define EXCLUDE_UNIVERSAL_PROTOCOLS // 可节省约1000字节
//#define EXCLUDE_EXOTIC_PROTOCOLS   // 可节省约650字节

初始化设置

在setup()函数中，程序完成了以下初始化工作：

1. 串口通信初始化
2. 红外接收器初始化
3. 红外发送器初始化
4. 打印调试信息

IrReceiver.begin(IR_RECEIVE_PIN, ENABLE_LED_FEEDBACK);
IrSender.begin();

发送红外信号

send_ir_data()函数负责发送NEC协议格式的红外信号：

IrSender.sendNEC(sAddress, sCommand, sRepeats);

其中：

• sAddress：设备地址（2字节）
• sCommand：命令码（1字节）
• sRepeats：重复发送次数

接收红外信号

receive_ir_data()函数处理接收到的红外信号：

if (IrReceiver.decode()) {
    // 解码并打印接收到的数据
    IrReceiver.resume(); // 准备接收下一个信号
}

主循环

loop()函数实现了完整的发送-接收流程：

1. 打印当前循环的参数
2. 发送红外信号
3. 等待并接收信号
4. 更新参数为下一次循环做准备

关键参数说明

• RECORD_GAP_MICROS：定义两个红外信号之间的最小间隔时间（默认为8000微秒）
• MARK_EXCESS_MICROS：解码时对信号标记和空格的微调值
• DELAY_AFTER_SEND：发送后的等待时间
• DELAY_AFTER_LOOP：循环间的等待时间

实际应用建议

1. 协议选择：根据您的设备选择合适的红外协议，NEC适用于大多数消费电子产品

2. 信号调试：

   • 启用DEBUG宏可获得详细的解码信息
   • 使用示波器观察实际发送的信号波形

3. 性能优化：

   • 对于资源受限的MCU，可以禁用不必要的协议
   • 考虑使用硬件PWM（通过SEND_PWM_BY_TIMER定义）

4. 常见问题：

   • 接收不准确时，尝试调整RECORD_GAP_MICROS值
   • 信号干扰大时，检查电路接地和滤波电容

扩展应用

掌握了基本的红外收发后，您可以进一步开发：

• 万能红外遥控器
• 红外数据传输系统
• 家电自动化控制系统
• 红外避障机器人

通过这个示例，您已经掌握了Arduino平台红外通信的基本方法，可以在此基础上开发更复杂的红外应用系统。