华芯微特SWM34-使用定时器捕获快速解码EV1527编码

news2025/1/12 9:02:43

在无线应用领域，很多433Mhz和315Mhz的遥控器，红外探测器，门磁报警器，无线门铃等都使用EV1527编码格式来发射数据。发射和接收均有对应的RF芯片完成，而且成本极低（目前市场价3毛钱不到）。接收芯片解调出来数据后，需要进行编码的解码，分离地址码和数据码，以便后续代码使用。

EV1527的编码格式如下：

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
需要特别注意点：

  1. 一帧数据由三个部分组成：同步码，地址码（20bit），数据位（4bit）
  2. 同步码：4个clock的高电平时间+124个clock的低电平时间。
  3. 数据1:12个clock的高电平时间+4个clock的低电平时间。
  4. 数据0:4个clock的高电平时间+12个clock的低电平时间。
  5. 同步码和数据码的脉冲宽度不是用时间来描述的，而是用时钟周期的个数来描述。这就说明，即使用相同的发射芯片，由于使用不同的振荡电阻和制造工艺，pcb走线的不同也会导致脉冲的时间是不同的。但是对于同样工艺，同样设计的pcb，同样芯片的不同产品之间量产具有一致性（同一批产品具有一致性）。

有了以上的基本知识后，我们有两个思路来进行解码：
一. 使用边沿中断加定时器的方式解码.–适合低端单片机，解码复杂。
二. 使用带有脉冲捕获功能的定时器解码。–解码简单。
我们以华芯微特SWM341为例子来讲解如何快速解码：

先定义各个编码的脉冲时间参数（要根据你的发射器实际测量来调整），并且可以允许一定的误差，本项目允许±10%的时间误差（一般的发射器时钟误差小于3%）。

#define EV1527_H4			328 //窄脉冲基本宽度 us,不同的遥控器要实测后确定
#define EV1527_H4_MIN	(EV1527_H4 *90 / 100)
#define EV1527_H4_MAX	(EV1527_H4 *110 / 100)

#define EV1527_H12			998 //宽脉冲基本宽度 us,不同的遥控器要实测后确定
#define EV1527_H12_MIN	(EV1527_H12 *90 / 100)
#define EV1527_H12_MAX	(EV1527_H12 *110 / 100)

#define EV1527_L4			EV1527_H4 //宽脉冲基本宽度 us
#define EV1527_L4_MIN	(EV1527_L4 *90 / 100)
#define EV1527_L4_MAX	(EV1527_L4 *110 / 100)

#define EV1527_L12			EV1527_H12 //宽脉冲基本宽度 us
#define EV1527_L12_MIN	(EV1527_L12 *90 / 100)
#define EV1527_L12_MAX	(EV1527_L12 *110 / 100)

#define EV1527_SYN_L	(11981-328) // 同步脉冲低时间，高时间=EV1527_H4
#define EV1527_SYN_MIN	(EV1527_SYN_L *90 / 100)
#define EV1527_SYN_MAX	(EV1527_SYN_L *110 / 100)

初始化一个带有捕获功能的定时器，测量时间基本单位为1us：

//增强定时器0，捕获应用
void Timer0Init(void)
{
	PORT_Init(PORTB, PIN15, PORTB_PIN15_TIMR0_IN, 1); //pb15,timer0 in for capture
	TIMR_Init(TIMR0, TIMR_MODE_IC, CyclesPerUs, 0xFFFFFF, 0);
	TIMR_IC_Init(TIMR0, 1, 1);
	TIMR_Start(TIMR0);
}

定义几个变量：

static uint32_t highCnt = 0 ,lowCnt = 0; //脉冲的高电平和低电平时间
static uint32_t syn = 0,code = 0,pulseCnt = 0; //同步标志，解码后的code，解码过程中的bit计数
//解码错误后的恢复
static void EV1527Reset(void)
{
	highCnt = 0;
	lowCnt = 0;
	syn = 0;
	code = 0;
	pulseCnt = 0;
}

收到一个有效位后的解码:

static void EV1527Decode(uint32_t v)
{
	code <<= 1;
	if(v)
	{
		code |= 1;
	}
	pulseCnt++;
//	DebugPrintf("c: %d,p= %d \r\n", v,pulseCnt);
	if(pulseCnt == 24)
	{//这里可以根据需要，做不同处理：
	//1. 连续两帧码值相同判定为一次有效码
	//2. 一直是同一个编码的话（中间没有被打断或者停止过），就只有第一次发送，后面的不发送。
	//3. 如果有需要持续按键的应用（比如按住按键调光），可以在满足第一个条件后持续的向上层发送编码信息
	//4. 通过消息队列将解码后的数据发送到应用
		DebugPrintf("Addr: %d,code= %d\r\n", code >> 4,code & 0x000000FF);
		EV1527Reset();
	}
}

捕获中断的处理，也就是一个bit（一个高电平和一个低电平）的解码，每一个脉冲的电平翻转都会产生一次中断，也就能获取到高低电平的持续时间：

void TIMR0_Handler(void)
{
	
	if(TIMR_IC_CaptureH_INTStat(TIMR0))
	{//脉冲的下降沿中断，也就是高电平结束了
		TIMR_IC_CaptureH_INTClr(TIMR0);
		highCnt = TIMR_IC_GetCaptureH(TIMR0);
	}
	else if(TIMR_IC_CaptureL_INTStat(TIMR0))
	{//脉冲的上升沿中断，也就是低电平结束了
		TIMR_IC_CaptureL_INTClr(TIMR0);
		lowCnt = TIMR_IC_GetCaptureL(TIMR0);
		if(syn == 1)
		{//收到同步码后才解码
			if( (lowCnt > EV1527_L4_MIN) && (lowCnt < EV1527_L4_MAX))
			{
					if((highCnt > EV1527_H12_MIN) && (highCnt < EV1527_H12_MAX))
					{ //现在是一个短脉冲，前面必定是一个有效的长脉冲，数据为1，否则就是一个错误脉冲
						EV1527Decode(1);
					}
					else
					{
						EV1527Reset(); //有错误
					}
			}
			else if((lowCnt > EV1527_L12_MIN) && (lowCnt < EV1527_L12_MAX))
			{
					if((highCnt > EV1527_H4_MIN) && (highCnt < EV1527_H4_MAX))
					{ //现在是一个长脉冲，前面必定是一个有效的短脉冲，数据为0，否则就是一个错误脉冲
						EV1527Decode(0);
					}
					else
					{
						EV1527Reset(); //有错误
					}
			}
		}
		else 
		{
			if((lowCnt > EV1527_SYN_MIN) && (lowCnt < EV1527_SYN_MAX))
			{//有满足同步脉冲特征的低电平出现了
				if((highCnt > EV1527_H4_MIN) && (highCnt < EV1527_H4_MAX))
				{ //并且前面是一个有效的同步高脉冲,同步开始（也可能是一个误码）
					syn = 1;
					pulseCnt = 0;
					code = 0;
//					DebugPrintf("syn: %d\r\n", lowCnt);
				}
			}
		}
	}
}

解码程序短小精悍，有几个技巧说明如下：

  1. 由于无线模块会不断输出其他非规则的干扰脉冲，我们需要在中断中快速的处理，降低CPU的负荷。
  2. 根据ev1527的编码特征，我们可以知道无论是同步码还是数据1和数据0，必定是一个高电平后接一个低电平脉冲， 所以高电平结束我们只记录脉宽不做解码，解码在低电平结束后进行。3.
  3. 快速解码的处理方法：先寻找同步脉冲，只有同步脉冲出现后才继续解码后面的有效数据，否则都是干扰数据。
  4. 有同步脉冲后，我们只需要判定低电平脉冲的宽度，然后结合前一个高电平脉冲的宽度就能确定是数据位1还是0.
  5. 要考虑干扰和脉冲丢失的情况，如果出现这种情况，就复位相关变量，丢弃当前帧。等待下一帧数据再次解码。
  6. 因为EV1527编码并不带有任何数据校验位，为了保证数据的可靠性，我们通常会连续接收两帧数据，确认数据相同，才认为是一个有效的数据。
  7. 解码完成一帧数据后，可以根据各自的应用不同做后续处理。
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