Version vom 4. April 2006, 12:59 Uhr

Dieser Code imlpementiert einen Interrupt-getriebenen RC5-Empfänger.

Auf eine Flanke an einem externen INT hin werden die nachfolgenden Pulslängen gemessen und in einer Struktur bereitgestellt, falls es sich um RC5-Code handelt und die Empfängeradresse übereinstimmt.

Abgrenzung

Nicht alle Fernbedienungen halten sich genau an die RC5-Spezifikation und haben oft einen mehr oder weniger starken Jitter auf dem Signal. In konstanten Zeitabständen auf den Port zu schauen und anhand des gelesenen Wertes das RC5-Signal aufzubauen, funktioniert daher nicht zuverlässig bei allen Fernbedienungen.

Der Ansatz, den diese Implementierung verfolgt, ist aufwändiger und ergibt ein längeres Programm, hat aber dafür nicht den beschriebenen Nachteil.

Resourcen

Schaltplan

Das ist ein minimaler Anschlussplan für einen TSOP17xx. Um einen IR-Empfänder zu entstören und in verrauschter Umgebung einzusetzen, sei auf das jeweilige Datenblatt verwiesen.

IR-Empfänger vom Typ TSOP17xx an AVR R1 ca 10 kΩ

Für RC5 empfiehlt sich die 36kHz-Variante, also z.B. ein TSOP1736.

Weitere IR-Empfänger-ICs sind SFH 506-xx

Funktionsweise

Diese RC5-Software braucht eine Zeitbasis, für welche Timer0 verwendet wird. Timer0 wird deshalb verwendet, weil er bei vielen AVRs der "schwächste" Timer ist, also der Timer, der am wenigsten Funktionalität bietet. So fehlt ihm bei vielen AVR-Modellen ein OutputCompare-Funktion, und er kann keine PWM erzeugen. Seine Funktionen reichen für einen RC5-Empfänger aber aus.

Die am externen Interrupt-Port (der beim Compilieren durch das Makro RC5_INT ausgewählt werden kann) gemessenen Zeiten zwischen eintreffenden Flanken, d.h. Wechseln zwischen LOW und HIGH, werden ausgewertet und in Bits umgewandelt. Falls die Zeiten nicht dem RC5-Standard entsprechen, werden die Daten verworfen. Wurde ein kompletter RC5-Frame (also Adresse, Kommand, Flip-Bit, etc) empfangen und stimmt die übermittelte Adresse mit der Adresse überein, die bei der Initialisierung des Empfängers mit rc5_init angegeben wurde, dann werden die empfangenen Daten in der globalen Struktur rc5 zur weiteren Auswertung gespeichert.

Von Timer0 wird der Overflow-Interrupt genutzt, um ungültigen Code zu erkennen und den Empfänger bei ungültigem Code wieder in einen definierten Zustand zu versetzten. Der externe Interrupt wertet die Zeiten aus, speichert die empfangenen Bits und baut so den Inhalt der rc5-Struktur auf.

Der Anwender braucht sich nicht um diese Interna zu kümmern. Nach Aufruf der Initialisierung läuft der RC5-Empfang "nebenher".

In der rc5-Struktur können die empfangenen Daten abgeholt werden, und über ihre .flip-Komponente wird der Empfang gesteuert und mitgeteilt, ob neue Daten angekommen sind.

Interface

rc5.h

#define RC5_INT0 0
#define RC5_INT1 1

#define RC5_ALL 0xff

typedef struct
{
        uint8_t code;
        uint8_t addr;
        volatile char flip;
} rc5_t;

extern rc5_t rc5;
extern void rc5_init (uint8_t addr);

void rc5_init (uint8_t addr)

Initialisiert die Hardware für RC5-Empfang. Akzeptiert wird Code, der an Adresse addr geschickt wird. Falls addr = RC5_ALL bzw Bit 7 von addr gesetzt ist, werden alle Adressen akzeptiert.

extern rc5_t rc5

In der STruktur rc5 wird der empfangene RC5-Code geliefert. Über dieses Objekt wird zudem der RC5-Empfang gesteuert. Wird ein Code mit der gewünschten Adresse ampfangen und ist rc5.flip = -1, dann wird der Code gespeichert und rc5.flip gesetzt wie es empfangen wurde.

Danach wird der Empfänger solange inaktiv, bis der Anwender wieder rc5.flip auf -1 setzt.

rc5.code

der empfangene RC5-Code, falls rc5.flip != -1

rc5.addr

die Adresse, an die gesendet wurde, falls rc5.flip != -1

rc5.flip

das Flip-Bit

rc5.flip = 0

Code empfangen, RC5-Empfang inaktiv

rc5.flip = 1

dito

rc5.flip = -1

RC5-Empfang aktiv, wartet auf nächste Übertragung

Seiteneffekte

SFRs

Der Code verwendet folgende SFRs und ändert deren Inhalt in den ISRs:

MCUCR: MCU Control Reg

GICR: Global Interrupt Control Reg

TCNT0: Timer0 Counter Reg

TIMSK: Timer Interrupt Mask Reg

#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>

   ...
   {
      sreg = SREG;
      cli();     
      TIMSK |= ...
      SREG = sreg;
   }
   ...

Prescaler

Timer0 verwendet den Prescaler. Ein Prescaler-Reset sollte aufgrund der langsamen Übertragung bei RC5 unkritisch sein.

Code

rc5.c

#include <avr/io.h>
#include <avr/signal.h>

#include "rc5.h"

#ifndef RC5_INT
#define RC5_INT      RC5_INT0
#endif  // RC5_INT

#ifndef RC5_PRESCALE
#define RC5_PRESCALE 1024
#endif  // RC5_PRESCALE

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

rc5_t rc5;

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

#ifndef F_CPU
#error Please define F_CPU
#endif // !F_CPU

// µs for a whole bit of RC5 (first & second part)
#define RC5_BIT_US   (64*27)

#define RC5_TICKS \
	((uint8_t) ((uint32_t) (F_CPU / 1000 * RC5_BIT_US / 1000 / RC5_PRESCALE)))
	
#define RC5_DELTA \
	(RC5_TICKS / 6)
	
typedef union 
{
	uint16_t w;
	uint8_t  b[2];
} code_t;

static code_t code;
static uint8_t rc5_addr;

// Number of Bits received so far
// Number of Interrupts occured so far;
static uint8_t nbits;
static uint8_t nint;

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
	
void 
rc5_init (uint8_t addr)
{
	nint  = 0;
	nbits = 0;
	rc5.flip = -1;
	
	rc5_addr = addr;
	
#if (RC5_PRESCALE==1024)
	TCCR0 = (1 << CS02) | (1 << CS00);
#elif	(RC5_PRESCALE==256)
	TCCR0 = (1 << CS02);
#elif	(RC5_PRESCALE==64)
	TCCR0 = (1 << CS01) | (1 << CS00);
#else
#error This RC5_PRESCALE is not supported
#endif // RC5_PRESCALE
	
	// INTx on falling edge
	// clear pending INTx
	// enable INTx interrupt
#if (RC5_INT == RC5_INT0)		
	MCUCR = (MCUCR | (1 << ISC01)) & ~ (1 << ISC00);
	GIFR = (1 << INTF0);
	GICR |= (1 << INT0);
#elif (RC5_INT == RC5_INT1)		
	MCUCR = (MCUCR | (1 << ISC11)) & ~ (1 << ISC10);
	GIFR = (1 << INTF1);
	GICR |= (1 << INT1);
#else
#error please define RC5_INT
#endif // RC5_INT
}

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

SIGNAL (SIG_OVERFLOW0)
{
	TIMSK &= ~(1 << TOIE0);
	
	uint8_t _nbits = nbits;
	code_t _code = code;
	
	if (26 == _nbits)
	{
		_nbits++;
		_code.w <<= 1;
	}
	
	if (27 == _nbits 
		&& _code.b[1] >= 0x30 /* AGC == 3 */
		&& 0 > rc5.flip)
	{
		uint8_t _rc5_code;
		uint8_t _rc5_addr;
		// we do the bit manipulation stuff by hand, because of code size
		_rc5_code = _code.b[0] & 0x3f; // 0b00111111 : #0..#5
		_code.w <<= 2;
		_rc5_addr = _code.b[1] & 0x1f; // 0b00011111 : #6..#10
		
		if (rc5_addr & 0x80
			|| rc5_addr == _rc5_addr)
		{
			rc5.code = _rc5_code;
			rc5.addr = _rc5_addr;
			char flip = 0;
			if (_code.b[1] & 0x20) // 0b00100000 : #11
				flip = 1;
			rc5.flip = flip;
		}
	}
	
	nint = 0;
	nbits = 0;
	
	// INTx on falling edge
	// clear pending INTx
	// enable INTx interrupt
#if (RC5_INT == RC5_INT0)		
	MCUCR = (MCUCR | (1 << ISC01)) & ~ (1 << ISC00);
	GIFR = (1 << INTF0);
	GICR |= (1 << INT0);
#elif (RC5_INT == RC5_INT1)		
	MCUCR = (MCUCR | (1 << ISC11)) & ~ (1 << ISC10);
	GIFR = (1 << INTF1);
	GICR |= (1 << INT1);
#endif
}

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

#if (RC5_INT == RC5_INT0)		
SIGNAL (SIG_INTERRUPT0)
#elif (RC5_INT == RC5_INT1)		
SIGNAL (SIG_INTERRUPT1)
#endif // RC5_INT
{
	code_t _code = code;
	uint8_t _nint = nint;
	
	if (0 == _nint)
	{
		// INTx on both edges
#if (RC5_INT == RC5_INT0)		
		MCUCR = (MCUCR | (1 << ISC00)) & ~ (1 << ISC01);
#elif (RC5_INT == RC5_INT1)		
		MCUCR = (MCUCR | (1 << ISC10)) & ~ (1 << ISC11);
#endif // RC5_INT
	
		TCNT0 = 0;
		TIFR = (1 << TOV0);
		TIMSK |= (1 << TOIE0);
		_code.w = 0;
	}
	else
	{
		uint8_t tcnt0 = TCNT0;
		
		TCNT0 = 0;
		
		// Number of bits of the just elapsed period;
		uint8_t n = 1;
		// Bits received so far
		uint8_t _nbits = nbits;
	
		// is TCNT0 close to RC5_TICKS or RC5_TICKS/2 ?
		if (tcnt0 > RC5_TICKS + RC5_DELTA)
			goto invalid;
		else if (tcnt0 < RC5_TICKS/2 - RC5_DELTA)
			goto invalid;
		else if (tcnt0 > RC5_TICKS - RC5_DELTA)
			n = 2;
		else if (tcnt0 > RC5_TICKS/2 + RC5_DELTA)
			goto invalid;
		
		//	store the just received 1 or 2 bits
		do
		{
			_nbits++;
			if (_nbits & 1)
			{
				_code.w <<= 1;
				_code.b[0] |= _nint & 1;
			}
		} 
		while (--n);
		
		if (0)
		{
			invalid:
			
			// disable INTx, run into Overflow0
#if (RC5_INT == RC5_INT0)		
			GICR &= ~(1 << INT0);
#elif (RC5_INT == RC5_INT1)		
			GICR &= ~(1 << INT1);
#endif // RC5_INT			

			_nbits = 0;
		}
		
		nbits = _nbits;
	}

	code = _code;
	nint = 1+_nint;
}

rc5.h

#ifndef _RC5_H_
#define _RC5_H_

#include <inttypes.h>

#define RC5_INT0 0
#define RC5_INT1 1

#define RC5_ALL 0xff

typedef struct
{
	uint8_t code;
	uint8_t addr;
	volatile char flip;
} rc5_t;

extern rc5_t rc5;
extern void rc5_init (uint8_t addr);

#endif /* _RC5_H_ */

Beispiele

Initialisierung

#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>

#include "rc5.h"

	...
	// der ensprechende INT-Port muss INPUT sein
	// RC5 initialisieren, alle Adressen zulassen
	rc5_init (RC5_ALL);

	// Interrupts zulassen
	sei();
	...

Anwendung

#include <avr/io.h>
#include <avr/interrupt.h>

#include "rc5.h"

	...
	// FIXME: eigentlich sollte es nicht nötig sein, das atomar zu machen
	// Code atomar machen
	uint8_t sreg = SREG;
	cli();
	// Gibt's was Neues?
	if (-1 == rc5.flip)
	{
		// Nein, dann
		// atomaren Block beenden	
		SREG = sreg;
		// ...und zurück (oder sonst was machen)
		return;
	}
	// Ja, dann code merken, und evtl. rc5.addr, falls man die nicht sowieso kennt
	uint8_t code = rc5.code;
	// und auf nächstes Zeichen warten
	rc5.flip = -1;
	
	// atomaren Block beenden
	SREG = sreg;
	// code (evtl. addr) auswerten
	...

Siehe auch

• avr-gcc

WebLinks

• AVR410 (Application Note): RC5 IR Remote Control Receiver, pdf (en)

Autor

--SprinterSB 18:17, 7. Dez 2005 (CET)