RC5-Decoder für ATMega

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

Resource	Verbrauch (mit -Os)
I/O	Timer0, 1 Pin für extern INT
Interrupts	Timer0 Overflow, 1 externer IRQ
Flash	~ 0x180
SRAM	statisch: 8 Stack: 11
Laufzeit, Erhöhung der IRQ-Latenz	?, aber statisch abschätzbar
externe Hardware	IR-Empfänger wie TSOP17xx, TSOP18xx o.ä.

Schaltplan

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

Interface

#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.

Der beteiligte INT-Port wird nicht auf IN geschaltet und das I-Flag in SREG (Global Interrupt Enable/Disable-Flag) wird nicht verändert.

extern rc5_t rc5

In 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

Define	default	Werte	Beschreibung
RC5_INT	RC5_INT0	RC5_INT0, RC5_INT1	Code wird generiert für INT0 resp. INT1, zB gcc-Aufruf mit -DRC5_INT=RC5_INT1 erzeugt Code für INT1
RC5_PRESCALE	1024	64, 256, 1024	Legt den Prescaler für Timer0 fest. Standardeinstellung auf 1024, was zu F_CPU=16000000 passt. Für kleinere CPU-Frequenzen muss evtl ein kleinerer PRESCALE gewählt werden; das geht noch nicht automatisch.
F_CPU			Gibt die CPU-Frequenz in Hz an

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

Falls eines dieser SFRs verändert wird, nachdem RC5-Empfang aktiviert wurde, muss diese Änderung atomar erfolgen!

#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

ANSI-C	Nein (C++ Kommentare, anonymous struct)
Dateien	rc5.h, rc5.c
getestet für	ATMega8-16 @ 16MHz, Vcc = 5V
Portierung	ATMegaXX: sollte ohne Anpassung laufen ATTiny, Classic: Anpassungen erforderlich
Comment-Style	–

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];
	
	struct
	{
		unsigned code:6;
		unsigned addr:5;
		unsigned flip:1;
		unsigned agc:4;
	} __attribute__ ((packed));
	
} 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 |=   (1 << ISC01);
	MCUCR &= ~ (1 << ISC00);
	GIFR = (1 << INTF0);
	GICR |= (1 << INT0);
#elif (RC5_INT == RC5_INT1)		
	MCUCR |=   (1 << ISC11);
	MCUCR &= ~ (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 
		&& 3 == _code.agc 
		&& 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 |=   (1 << ISC01);
	MCUCR &= ~ (1 << ISC00);
	GIFR = (1 << INTF0);
	GICR |= (1 << INT0);
#elif (RC5_INT == RC5_INT1)		
	MCUCR |=   (1 << ISC11);
	MCUCR &= ~ (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
		// clear pending INTx
#if (RC5_INT == RC5_INT0)		
		MCUCR &= ~ (1 << ISC01);
		MCUCR |=   (1 << ISC00);
		GIFR = (1 << INTF0);
#elif (RC5_INT == RC5_INT1)		
		MCUCR &= ~ (1 << ISC11);
		MCUCR |=   (1 << ISC10);
		GIFR = (1 << INTF1);
#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
	...

WebLinks

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

Autor

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