【STM32开发】PWM模拟NEC

发布时间：2025-09-24 21:32

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一、引言

二、基础知识储备

（一）NEC 协议详解

（二）STM32 的 PWM 功能简介

三、硬件搭建指南

（一）所需硬件清单

（二）硬件连接步骤与注意事项

四、软件编程实战

（一）开发环境搭建

（二）PWM 模拟 NEC 的代码实现

五、调试与优化技巧

（一）常见问题及解决方法

（二）性能优化建议

六、应用拓展与展望

（一）实际应用场景举例

（二）技术发展趋势探讨

七、总结

一、引言

在如今这个科技飞速发展的时代，无线遥控技术早已渗透到我们生活的方方面面。从日常使用的电视、空调遥控器，到智能家居系统中的各种设备控制，无线遥控技术让我们的生活变得更加便捷和舒适。而在众多无线遥控技术中，红外遥控技术凭借其成本低、功耗小、抗干扰能力强等优点，成为了应用最为广泛的遥控技术之一。

不知道大家有没有想过，这些红外遥控器是如何实现精准控制的呢？其实，这背后离不开一套严谨的通信协议，其中 NEC 协议就是最为常见的一种。NEC 协议以其简单高效的数据格式和稳定可靠的传输特性，在红外遥控领域占据了重要地位。

那么，如何利用 STM32 微控制器来实现 NEC 协议的红外遥控功能呢？这就是我们今天要探讨的核心话题。STM32 作为一款功能强大、应用广泛的微控制器，具备丰富的外设资源和灵活的编程方式，为我们实现红外遥控功能提供了有力的支持。接下来，就让我们一起深入探索 STM32 PWM 模拟 NEC 实现的奥秘吧！

二、基础知识储备

（一）NEC 协议详解

NEC 协议作为红外遥控领域的重要成员，就如同建筑中的基石一般，是实现红外遥控功能的关键所在。它由日本电气公司（NEC）开发，凭借着自身简单、可靠、兼容性强等诸多优势，在众多红外通信协议中脱颖而出，被广泛应用于各种消费电子产品的遥控系统中，像我们日常使用的电视、空调、机顶盒等设备的遥控器，大多都采用了 NEC 协议来实现远程控制功能。

从数据帧格式来看，NEC 协议的数据帧就像是一个精心编排的 “信息包”，包含了多个重要的组成部分。它由引导码、地址码、地址反码、数据码、数据反码和停止码构成。引导码作为数据帧的 “先锋官”，由一个持续约 9ms 的高电平脉冲和一个大约 4.5ms 的低电平脉冲组成，其作用至关重要，主要用于通知接收端开始接收数据，就好比吹响了战斗的号角，让接收端做好准备迎接后续的信息。地址码是一个 8 位的二进制数，它就像设备的 “身份证号码”，用于唯一标识遥控器所对应的设备地址，确保信号能够准确无误地传输到目标设备。地址反码则是地址码的反码，这对 “双胞胎” 的存在是为了校验地址码是否被正确接收，通过对比两者，接收端可以判断地址信息在传输过程中是否出现错误，大大提高了数据传输的可靠性。数据码同样是 8 位二进制数，它承载着具体的操作指令，比如电视遥控器上的开关机、频道切换、音量调节等功能，都是由数据码来传达的。数据反码与地址反码类似，是数据码的反码，用于校验数据码的准确性，保障操作指令的正确传输。停止码由一个 560μs 的高电平脉冲组成，它标志着一帧数据的结束，就像是文章的句号，宣告了本次信息传输的完成。

在载波频率方面，NEC 协议使用 38kHz 的红外线载波进行通信。这个特定的载波频率就像是一条专属的信息高速公路，确保数据能够在红外信号中稳定传输。为什么选择 38kHz 呢？这主要是因为在这个频率下，红外信号具有较好的抗干扰性能，能够有效降低外界环境对信号传输的影响，同时也能满足大多数红外接收器件的工作要求，使得信号的发射和接收更加稳定可靠。

说到数据位表示，NEC 协议采用脉冲宽度编码（Pulse Width Encoding）来区分逻辑 0 和逻辑 1。逻辑 0 的传输需要 1.125ms，具体表现为一个 560μs 的载波脉冲和一个 560μs 的低电平间隔；而逻辑 1 的传输需要 2.25ms，由一个 560μs 的载波脉冲和一个 1690μs 的低电平间隔组成。这种通过不同脉冲宽度来表示数据的方式，就像是用长短不同的音符来谱写音乐，接收端可以根据脉冲宽度的差异准确地解析出传输的数据内容，从而实现信息的准确传递。

（二）STM32 的 PWM 功能简介

STM32 的 PWM 功能是其强大外设资源中的一颗璀璨明珠，它为实现各种复杂的控制任务提供了有力支持。PWM，即脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation），从工作原理上讲，它就像是一个精准的 “时间控制器”，通过调节输出脉冲信号的占空比（高电平时间与整个周期时间的比例），可以在固定频率下调整平均电压或功率水平。比如说，在控制电机转速时，我们可以通过改变 PWM 信号的占空比来实现对电机输入电压的控制，占空比越大，电机获得的平均电压越高，转速也就越快；反之，占空比越小，电机转速越慢。

在模拟 NEC 协议方面，STM32 的 PWM 功能具有诸多显著优势。首先，STM32 丰富的定时器资源为实现精确的时间控制提供了保障。定时器就像是一个高精度的时钟，能够精准地控制 PWM 信号的频率和占空比，而 NEC 协议对信号的时间精度要求极高，STM32 的定时器完全能够满足这一需求，确保生成的 PWM 信号与 NEC 协议的时序要求高度匹配。其次，STM32 的 PWM 输出具有很好的灵活性和可配置性。我们可以根据实际需求，通过软件编程轻松地调整 PWM 信号的各种参数，如频率、占空比、极性等，这使得我们在实现 NEC 协议时能够更加灵活地应对不同的应用场景和需求变化。

在 STM32 中，实现 PWM 功能主要依赖于通用定时器（Timer）模块。常用的定时器有 TIM1、TIM2 等。这些定时器内部包含了多个重要的寄存器，共同协作来实现 PWM 功能。比如，预分频器寄存器（PSC）就像是一个 “齿轮减速器”，通过设置不同的分频系数，可以对定时器的时钟频率进行分频，从而得到我们所需的计数频率。自动重装载寄存器（ARR）则决定了定时器的计数周期，当定时器的计数值达到 ARR 设定的值时，就会产生溢出事件，重新开始计数，这个计数周期直接影响着 PWM 信号的频率。捕获比较寄存器（CCR）用于设置 PWM 信号的占空比，当定时器的计数值与 CCR 的值相等时，就会触发相应的事件，从而改变 PWM 信号的输出电平，实现占空比的调节。这些寄存器相互配合，就像是一个精密的机械钟表，各个部件协同工作，确保 STM32 能够稳定、准确地输出满足需求的 PWM 信号，为模拟 NEC 协议奠定了坚实的基础。

三、硬件搭建指南

（一）所需硬件清单

要实现 STM32 PWM 模拟 NEC 协议，首先得把硬件准备齐全。就好比盖房子，材料备齐了才能开工。我们需要以下这些硬件：

STM32 开发板：作为核心控制单元，它就像是整个系统的 “大脑”，负责生成符合 NEC 协议的 PWM 信号。这里推荐使用常见的 STM32F103 系列开发板，它资源丰富、价格亲民，非常适合初学者上手。像正点原子的 STM32F103 战舰开发板，不仅硬件资源充足，还有配套的教程和例程，能帮助我们更快地掌握开发技巧。 红外发射管：它的作用是将电信号转换为红外光信号发射出去，是实现红外遥控的关键部件。常见的红外发射管有 IR333C 等型号，在选择时，要注意其发射功率和波长，确保能满足我们的应用需求。电阻：包括限流电阻、上拉电阻和下拉电阻等。限流电阻用于限制通过红外发射管的电流，防止其因电流过大而损坏，一般可选用 100Ω - 470Ω 的电阻。上拉电阻和下拉电阻则用于确定 GPIO 引脚的电平状态，常见的阻值有 10kΩ 等。比如，在将红外发射管连接到 STM32 的 GPIO 引脚时，需要串联一个限流电阻，以保护开发板和发射管。电容：主要有滤波电容，用于滤除电源中的杂波，为系统提供稳定的电源。通常会在电源引脚附近放置一个 0.1μF 的陶瓷电容和一个 10μF 的电解电容，以提高电源的稳定性。 杜邦线：用于连接各个硬件模块，实现电路的电气连接。它就像是一条条 “信息高速公路”，让不同的硬件之间能够相互通信。准备一些不同长度的杜邦线，方便在搭建电路时灵活使用。（二）硬件连接步骤与注意事项

硬件连接就像是搭建一座桥梁，连接各个硬件，让它们协同工作。下面为大家详细介绍硬件连接的步骤和注意事项。

连接步骤 首先，将红外发射管的正极通过一个限流电阻连接到 STM32 开发板的 PWM 输出引脚。以 STM32F103 为例，如果我们使用 TIM3 的通道 2 来输出 PWM 信号，那么就将红外发射管的正极连接到 PB5 引脚，限流电阻的阻值可以选择 220Ω 。连接时，要确保引脚与杜邦线接触良好，避免出现虚接的情况。接着，把红外发射管的负极连接到开发板的 GND（地）引脚，形成电流回路。这一步就像是给电路搭建了一个 “根基”，让电流有了稳定的回流路径。然后，检查一下电源电路。将开发板的电源引脚（通常为 VCC 和 GND）连接到合适的电源上，确保电源电压符合开发板的要求，一般为 3.3V 或 5V 。同时，在电源引脚上按照前面提到的方法，焊接好滤波电容，以保证电源的稳定性。 注意事项 电平匹配：STM32 的 GPIO 引脚输出电平一般为 3.3V，而有些红外发射管可能需要 5V 的驱动电平。在这种情况下，需要使用电平转换电路，确保信号能够正常传输。否则，可能会出现信号驱动不足，导致红外发射管无法正常工作的情况。 电源稳定：稳定的电源是系统正常工作的基础。在连接电源时，要确保电源的输出电压稳定，纹波小。可以使用示波器等工具来检测电源的质量，如果发现电源存在问题，要及时排查和解决。比如，电源纹波过大可能会导致 PWM 信号受到干扰，影响红外信号的发射质量。 防止短路：在连接硬件时，要特别小心，避免出现短路的情况。短路可能会损坏开发板和其他硬件设备。连接完成后，仔细检查一遍电路，确保没有多余的导线相互接触。 防静电：在操作硬件时，人体可能会携带静电，这些静电可能会对敏感的电子元件造成损坏。因此，在连接硬件之前，最好先释放一下身体的静电，可以通过触摸接地的金属物体来实现。同时，在存放和使用硬件时，也要注意防静电措施，比如使用防静电袋等。

下面是一个简单的硬件连接示意图，方便大家更直观地理解连接方式：

+----------------------+

| STM32 |

| |

| PWM输出引脚(PB5) ---|---- 限流电阻(220Ω) --- 红外发射管正极

| |

| GND ---|---- 红外发射管负极

| |

| 电源引脚 ---|---- 电源(3.3V/5V)

| |

+----------------------+

按照上述步骤和注意事项完成硬件连接后，我们就为后续的软件编程和功能实现搭建好了坚实的硬件基础。

四、软件编程实战

（一）开发环境搭建

工欲善其事，必先利其器。在开始代码编写之前，我们需要搭建一个合适的开发环境。这里以大家常用的 Keil MDK 和 IAR Embedded Workbench 为例，为大家详细介绍开发环境的搭建过程。

Keil MDK

安装：首先，从 Keil 官方网站下载适用于 STM32 开发的 Keil MDK 安装包，下载完成后，双击安装包开始安装。在安装过程中，按照安装向导的提示，一步一步进行操作，比如选择安装路径、许可证信息等。需要注意的是，在安装路径的选择上，尽量避免路径中包含中文或特殊字符，以免在后续开发过程中出现不必要的问题。配置：安装完成后，打开 Keil MDK 软件。第一次打开时，可能需要进行一些基本的配置，如设置字体、颜色等显示选项，以满足个人的编程习惯。此外，还需要配置编译器选项，确保编译器能够正确识别和编译 STM32 的代码。在 “Options for Target” 中，选择合适的编译器版本，并设置相关的编译参数，如优化等级、代码生成格式等。 工程创建：点击 “Project” 菜单，选择 “New μVision Project”，在弹出的对话框中，选择工程保存的路径，并为工程命名。然后，在芯片选择对话框中，找到对应的 STM32 芯片型号，比如 STM32F103C8T6。点击 “OK” 后，Keil 会提示是否添加启动文件，一般选择 “是”，启动文件是芯片启动时执行的第一段代码，它负责初始化芯片的硬件资源，为后续的程序运行做好准备。接下来，在工程中添加源文件和头文件。可以通过右键点击工程中的 “Source Group 1”，选择 “Add Files to Group ‘Source Group 1’” 来添加源文件，如 main.c、stm32f10x_gpio.c 等。添加头文件时，需要在 “Options for Target” 的 “C/C++” 选项卡中，设置头文件的包含路径，确保编译器能够找到头文件。

IAR Embedded Workbench

安装：从 IAR 官方网站下载 IAR Embedded Workbench for ARM 的安装包，下载完成后，运行安装程序。安装过程与 Keil 类似，按照安装向导的提示，选择安装路径、接受许可协议等。同样，要注意安装路径的规范性。 注册（若需要）：如果使用的是付费版本，需要进行注册操作。打开 IAR 软件，进入 “License Manager”，按照注册向导的提示，输入许可证信息或进行离线激活等操作，以获取软件的使用权限。 工程创建：点击 “File” 菜单，选择 “New” -> “Workspace”，创建一个新的工作区。然后，在工作区中点击 “Project” 菜单，选择 “Create New Project”，在弹出的工程模板选择对话框中，选择 “Empty project”（空工程），点击 “OK” 后，为工程命名并选择保存路径。接下来，在工程中添加文件。右键点击工程名，选择 “Add/Remove Files in Group”，在弹出的文件浏览器中，选择需要添加的源文件和头文件，如 main.c、stm32f10x_rcc.h 等。与 Keil 不同的是，IAR 需要在工程选项中手动添加头文件路径。右键点击工程名，选择 “Options”，在 “C/C++ Compiler” -> “Preprocessor” 选项卡中，添加头文件的包含路径。此外，还需要在 “Linker” -> “Config” 选项卡中，指定链接器配置文件（.icf 文件），该文件用于指定内存分配和链接选项。（二）PWM 模拟 NEC 的代码实现

完成开发环境的搭建后，就可以开始编写代码来实现 PWM 模拟 NEC 协议了。下面将从初始化部分、NEC 协议数据生成以及 PWM 信号输出控制这几个关键部分来详细介绍代码实现过程。

初始化部分

初始化部分主要负责配置 STM32 的 GPIO 和定时器，为后续的 PWM 输出做好准备。以下是使用标准库函数进行初始化的代码示例：

#include "stm32f10x.h"

// 定时器和GPIO初始化函数

void TIM_PWM_Init(void)

{

TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;

TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

// 使能TIM3和GPIOA时钟

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

// 配置PA6为复用推挽输出，用于PWM输出

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

// 定时器基本配置

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 999; // 自动重装载值，决定PWM周期，这里设置为1kHz

TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 71; // 预分频值，72MHz系统时钟分频后为1MHz

TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;

TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;

TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);

// PWM模式配置

TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; // PWM模式1

TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; // 使能PWM输出

TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 0; // 初始占空比为0

TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; // 输出极性为高

TIM_OC1Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);

// 使能TIM3

TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);

}

在这段代码中：

RCC_APB1PeriphClockCmd和RCC_APB2PeriphClockCmd函数用于使能 TIM3 和 GPIOA 的时钟，时钟是外设工作的基础，只有使能了时钟，外设才能正常工作。 GPIO_InitStructure结构体用于配置 GPIOA 的引脚 PA6 为复用推挽输出模式，复用推挽输出模式可以将 GPIO 引脚与定时器的 PWM 输出功能连接起来，使 PA6 能够输出 PWM 信号。 TIM_TimeBaseStructure结构体用于配置定时器 TIM3 的基本参数。TIM_Period设置自动重装载值（ARR），它决定了 PWM 信号的周期。这里设置为 999，结合预分频值 71 和 72MHz 的系统时钟，计算可得 PWM 信号的频率为 1kHz（计算公式：PWM 频率 = 系统时钟频率 / ((预分频值 + 1) * (自动重装载值 + 1)) ）。TIM_Prescaler设置预分频值（PSC），将 72MHz 的系统时钟分频为 1MHz，作为定时器的计数时钟。TIM_ClockDivision设置时钟分频，这里设置为 0 。TIM_CounterMode设置计数模式为向上计数，即定时器从 0 开始计数，当计数值达到 ARR 时，产生溢出事件，然后重新从 0 开始计数。 TIM_OCInitStructure结构体用于配置 TIM3 的 PWM 模式。TIM_OCMode设置为 PWM 模式 1，在这种模式下，当定时器的计数值小于捕获比较寄存器（CCR）的值时，PWM 输出为高电平；当计数值大于等于 CCR 的值时，PWM 输出为低电平。TIM_OutputState使能 PWM 输出。TIM_Pulse设置初始占空比，这里设置为 0，表示初始时 PWM 输出低电平。TIM_OCPolarity设置输出极性为高，即高电平有效。最后，通过TIM_Cmd函数使能 TIM3，启动定时器开始工作，此时 PA6 引脚就可以输出 PWM 信号了。 NEC 协议数据生成

NEC 协议的数据生成需要根据用户码和按键码来构建完整的数据帧。以下是生成 NEC 协议数据的代码示例：

// 用户码和按键码

#define USER_CODE 0x00

#define KEY_CODE 0x01

// 生成NEC协议数据

void generate_NEC_data(unsigned char *data)

{

unsigned char i;

// 引导码

data[0] = 0x00; // 9ms高电平

data[1] = 0x00; // 4.5ms低电平

// 用户码

for (i = 0; i < 8; i++)

{

if (USER_CODE & (1 << i))

{

data[2 + i * 2] = 0x01; // 560us高电平

data[2 + i * 2 + 1] = 0x03; // 1690us低电平，逻辑1

}

else

{

data[2 + i * 2] = 0x01; // 560us高电平

data[2 + i * 2 + 1] = 0x01; // 560us低电平，逻辑0

}

// 用户码反码

for (i = 0; i < 8; i++)

{

if ((~USER_CODE) & (1 << i))

{

data[18 + i * 2] = 0x01; // 560us高电平

data[18 + i * 2 + 1] = 0x03; // 1690us低电平，逻辑1

}

else

{

data[18 + i * 2] = 0x01; // 560us高电平

data[18 + i * 2 + 1] = 0x01; // 560us低电平，逻辑0

}

// 按键码

for (i = 0; i < 8; i++)

{

if (KEY_CODE & (1 << i))

{

data[34 + i * 2] = 0x01; // 560us高电平

data[34 + i * 2 + 1] = 0x03; // 1690us低电平，逻辑1

}

else

{

data[34 + i * 2] = 0x01; // 560us高电平

data[34 + i * 2 + 1] = 0x01; // 560us低电平，逻辑0

}

// 按键码反码

for (i = 0; i < 8; i++)

{

if ((~KEY_CODE) & (1 << i))

{

data[50 + i * 2] = 0x01; // 560us高电平

data[50 + i * 2 + 1] = 0x03; // 1690us低电平，逻辑1

}

else

{

data[50 + i * 2] = 0x01; // 560us高电平

data[50 + i * 2 + 1] = 0x01; // 560us低电平，逻辑0

}

// 停止码

data[66] = 0x01; // 560us高电平

}

在这段代码中：

首先定义了用户码USER_CODE和按键码KEY_CODE，这里只是示例值，实际应用中可以根据具体需求进行修改。然后通过循环依次生成引导码、用户码、用户码反码、按键码、按键码反码和停止码。在生成每一位数据时，根据数据位是 0 还是 1，按照 NEC 协议的规定，设置相应的高电平和低电平时间。例如，逻辑 1 由一个 560μs 的载波脉冲（这里用0x01表示）和一个 1690μs 的低电平间隔（这里用0x03表示，假设每个单位时间为 560μs）组成；逻辑 0 由一个 560μs 的载波脉冲和一个 560μs 的低电平间隔（这里用0x01表示）组成。引导码由一个 9ms 的高电平脉冲（这里用两个0x00表示，假设每个单位时间为 560μs，9ms 约为 16 个单位时间）和一个 4.5ms 的低电平脉冲（这里用两个0x00表示，4.5ms 约为 8 个单位时间）组成。停止码由一个 560μs 的高电平脉冲（这里用0x01表示）组成。生成的数据存储在data数组中，后续可以通过 PWM 信号将这些数据发送出去。 PWM 信号输出控制

PWM 信号输出控制部分负责根据生成的 NEC 协议数据，通过控制 PWM 的占空比和频率来模拟 NEC 协议波形。以下是关键代码示例：

// 发送NEC协议数据

void send_NEC_data(unsigned char *data, unsigned int length)

{

unsigned int i;

for (i = 0; i < length; i++)

{

TIM_SetCompare1(TIM3, data[i]); // 设置PWM占空比，发送数据

delay_us(560); // 保持560us

}

在这段代码中：

send_NEC_data函数接收生成的 NEC 协议数据数组data和数据长度length作为参数。通过循环遍历数据数组，使用TIM_SetCompare1函数设置 TIM3 的捕获比较寄存器（CCR1）的值，从而改变 PWM 信号的占空比，实现数据的发送。例如，当data[i]为0x01时，设置 CCR1 的值为 1，结合之前设置的 ARR 为 999，此时 PWM 信号的占空比为 1 / 1000，即 0.1%，对应 560μs 的载波脉冲；当data[i]为0x03时，设置 CCR1 的值为 3，此时 PWM 信号的占空比为 3 / 1000，即 0.3%，对应 1690μs 的低电平间隔。每次设置完 CCR1 的值后，通过delay_us函数延时 560μs，以确保 PWM 信号的持续时间符合 NEC 协议的要求。这样，通过不断地设置 PWM 占空比和延时，就可以模拟出 NEC 协议的波形，将数据通过红外发射管发送出去。

五、调试与优化技巧

（一）常见问题及解决方法

在 STM32 PWM 模拟 NEC 实现的过程中，难免会遇到一些问题，下面为大家列举一些常见问题，并给出相应的排查思路和解决方法。

信号不稳定 现象：使用示波器观察红外发射管输出的信号时，发现波形出现抖动、变形，或者信号的频率和占空比不稳定，与预期的 NEC 协议波形存在偏差。 排查思路：首先，检查硬件连接是否牢固，有没有松动、虚焊的情况。因为接触不良可能会导致信号传输不稳定，出现波形抖动等问题。可以重新插拔杜邦线，检查焊点，确保硬件连接可靠。其次，查看电源是否稳定。不稳定的电源会引入噪声，干扰 PWM 信号的生成。使用万用表测量电源电压，看是否在正常范围内，同时观察电源纹波是否过大。如果电源纹波过大，可以在电源电路中增加滤波电容，如在电源引脚附近并联一个 0.1μF 的陶瓷电容和一个 10μF 的电解电容，以滤除高频和低频噪声。另外，还要考虑周围环境的电磁干扰。如果电路周围存在强电磁干扰源，如大型电机、变压器等，可能会对红外信号产生干扰。尽量将电路远离这些干扰源，或者对电路进行屏蔽处理，比如使用金属屏蔽罩将电路罩起来，并将屏蔽罩接地。 解决方法：针对硬件连接问题，重新连接并固定好硬件，确保引脚与杜邦线紧密接触，焊点牢固。对于电源问题，更换稳定的电源，或者优化电源滤波电路，增加滤波电容的容量和数量，提高电源的稳定性。若存在电磁干扰，采取屏蔽措施，将电路放置在屏蔽盒内，减少外界干扰对信号的影响。 解码错误 现象：在接收端对接收到的红外信号进行解码时，出现解码错误，无法正确识别出地址码、数据码等信息，导致控制指令无法正确执行。 排查思路：先检查 NEC 协议数据生成部分的代码是否正确。仔细核对地址码、数据码的生成逻辑，以及引导码、停止码的格式是否符合 NEC 协议规范。可以通过打印或调试工具查看生成的数据是否正确。其次，检查 PWM 信号输出控制部分的代码。确认 PWM 的占空比和频率设置是否准确，是否与 NEC 协议的时序要求一致。比如，逻辑 0 和逻辑 1 对应的脉冲宽度是否设置正确。另外，还要考虑接收端的问题。检查接收端的红外接收头是否正常工作，其灵敏度是否满足要求。可以使用已知正常的红外接收头进行替换测试。同时，查看接收端的解码算法是否正确，是否能够准确地识别 NEC 协议的信号特征。 解决方法：如果是代码问题，仔细检查并修正 NEC 协议数据生成和 PWM 信号输出控制部分的代码错误，确保数据生成和信号输出符合协议要求。对于接收端问题，若红外接收头损坏，更换新的接收头；若解码算法有误，优化解码算法，提高解码的准确性。 无信号输出 现象：硬件连接和软件编程都完成后，发现红外发射管没有信号输出，使用示波器测量 PWM 输出引脚也没有波形。 排查思路：首先，检查硬件连接是否正确。对照硬件连接图，仔细检查 STM32 开发板与红外发射管之间的连接，确保引脚连接无误，限流电阻、上拉电阻、下拉电阻等元件的参数和连接也正确。其次，查看 STM32 的 GPIO 和定时器初始化是否成功。可以通过在初始化代码中添加调试语句，如打印初始化状态信息，或者使用调试工具查看寄存器的值，来确认初始化是否正常。另外，还要检查软件逻辑是否存在问题。比如，是否在正确的时机调用了 PWM 信号输出函数，是否有其他代码影响了 PWM 信号的输出。 解决方法：如果硬件连接错误，按照正确的连接方式重新连接硬件。若初始化失败，检查初始化代码，修正错误，确保 GPIO 和定时器正确初始化。对于软件逻辑问题，仔细梳理代码逻辑，找出影响信号输出的原因并进行修正。（二）性能优化建议

为了让 STM32 PWM 模拟 NEC 实现的红外遥控系统性能更出色，从降低 CPU 占用、提高信号准确性等方面给大家一些优化建议。

降低 CPU 占用 使用硬件定时器中断：在生成 PWM 信号时，充分利用 STM32 的硬件定时器中断功能。定时器中断可以自动触发 PWM 信号的生成和更新，减少 CPU 的干预。例如，在定时器中断服务函数中，根据 NEC 协议的时序要求，设置 PWM 的占空比和频率，这样 CPU 无需频繁地执行 PWM 信号生成的代码，从而降低 CPU 的占用率。 优化代码逻辑：精简代码，去除不必要的计算和操作。在 NEC 协议数据生成和 PWM 信号输出控制的代码中，避免使用复杂的算法和循环，尽量采用简洁高效的代码结构。比如，在生成 NEC 协议数据时，可以预先计算好一些常量值，减少在循环中的重复计算。 采用 DMA 传输：如果需要发送大量的 NEC 协议数据，可以考虑使用直接内存访问（DMA）技术。DMA 可以在内存和外设之间直接传输数据，而无需 CPU 的参与。将生成的 NEC 协议数据存储在内存中，通过 DMA 将数据传输到 PWM 定时器的相关寄存器，实现 PWM 信号的输出，这样可以大大降低 CPU 的负担。 提高信号准确性 精确校准定时器：定时器是生成 PWM 信号的关键，对定时器进行精确校准可以提高 PWM 信号的频率和占空比的准确性。可以使用外部高精度时钟源作为定时器的时钟输入，或者通过软件算法对定时器的频率进行校准。例如，通过测量 PWM 信号的实际频率，与理论频率进行对比，然后根据偏差调整定时器的预分频值和自动重装载值，使 PWM 信号的频率更加精确。 优化硬件电路：在硬件设计上，合理布局电路，减少信号传输过程中的干扰和损耗。缩短红外发射管与 STM32 开发板之间的连线长度，避免信号线与其他干扰源靠近。同时，选择合适的电阻、电容等元件，优化电路的滤波和抗干扰性能，确保 PWM 信号能够准确地传输到红外发射管，并转化为稳定的红外信号发射出去。 软件滤波处理：在接收端对接收到的红外信号进行解码时，可以采用软件滤波算法，去除信号中的噪声和干扰。比如，使用中值滤波、均值滤波等算法，对接收信号进行多次采样和处理，提高信号的稳定性和准确性，从而降低解码错误的概率。

六、应用拓展与展望

（一）实际应用场景举例

STM32 PWM 模拟 NEC 实现的红外遥控技术，凭借其独特的优势，在智能家居和工业控制等多个领域都有着广泛的应用，为我们的生活和生产带来了极大的便利和高效性。

在智能家居领域，它的身影无处不在。想象一下，你下班回到家，无需在众多遥控器中寻找，只需一个集成了 STM32 模拟 NEC 红外遥控功能的智能控制面板，就能轻松控制家中的各种电器设备。比如，按下面板上的按钮，通过红外信号，就能打开客厅的空调，将室内温度调节到舒适的状态；再按一下，就能开启电视，享受精彩的节目。又或者，你可以通过手机 APP 连接到这个智能控制面板，在回家的路上就提前打开热水器，让热水随时待命。这种智能化的控制方式，不仅提升了生活的便利性，还让家居生活变得更加舒适和惬意。而且，由于 STM32 的低功耗特性，这些智能控制设备可以长时间稳定运行，无需频繁更换电池或担心电量问题。

在工业控制领域，STM32 PWM 模拟 NEC 技术同样发挥着重要作用。在一些自动化生产线上，常常需要对各种设备进行远程控制和监测。利用 STM32 实现的红外遥控功能，可以方便地对生产线上的电机、阀门、传感器等设备进行操作。例如，通过红外遥控器发送指令，控制电机的启动、停止和转速，实现对生产流程的精确控制；或者远程调节阀门的开度，以控制液体或气体的流量。这种非接触式的控制方式，不仅提高了生产过程的安全性，还减少了布线的复杂性，降低了维护成本。同时，STM32 强大的处理能力和丰富的外设资源，使得它能够快速响应各种控制指令，确保生产过程的高效稳定运行。

（二）技术发展趋势探讨

随着科技的不断进步，STM32 与红外遥控技术的结合也在不断演进，展现出了令人期待的未来发展方向。

在功能集成化方面，未来 STM32 有望集成更多的红外相关功能模块，进一步简化系统设计。比如，将红外信号的发射、接收和解码功能全部集成在芯片内部，这样开发者在使用时，无需外接过多的外围电路，就能轻松实现复杂的红外遥控功能。这不仅可以减小系统的体积和成本，还能提高系统的稳定性和可靠性。同时，可能会集成更多的智能算法，如自动识别不同品牌设备的红外协议、自动学习和存储新的红外编码等，使得 STM32 在红外遥控应用中更加智能化和通用化。

在通信融合方面，STM32 很可能会与其他无线通信技术实现深度融合。如今，物联网技术发展迅猛，蓝牙、Wi-Fi、ZigBee 等无线通信技术在各个领域得到了广泛应用。未来，STM32 可以将红外遥控技术与这些无线通信技术相结合，实现更加多元化的通信方式。例如，通过蓝牙将手机与 STM32 连接，手机可以作为一个强大的控制终端，不仅可以发送红外信号控制传统的红外设备，还能利用蓝牙的低功耗和近距离通信优势，实现一些特殊的控制功能，如在一定距离范围内自动控制设备的开关等。再比如，借助 Wi-Fi 技术，将 STM32 连接到互联网，用户就可以通过远程服务器，随时随地控制家中或工厂里的红外设备，实现真正的远程智能化控制。

在低功耗优化方面，随着对能源效率的要求越来越高，STM32 在模拟 NEC 实现的红外遥控应用中，将不断优化低功耗设计。采用更加先进的电源管理技术，使得芯片在待机状态下能够进入极低功耗模式，减少能源消耗；在工作状态下，也能根据实际需求动态调整功耗，提高能源利用率。这对于一些需要长时间运行的红外遥控设备，如智能家居中的智能插座、智能窗帘控制器等，具有重要意义，可以大大延长设备的电池使用寿命，减少用户更换电池的频率。

七、总结

通过本次探索，我们深入了解了 STM32 PWM 模拟 NEC 实现的全过程，从 NEC 协议和 STM32 PWM 功能的基础知识，到硬件搭建、软件编程，再到调试优化以及应用拓展，每一步都充满了挑战与惊喜。在这个过程中，我们掌握了如何利用 STM32 的强大功能来实现红外遥控功能，为智能家居、工业控制等领域的应用开发奠定了坚实的基础。

希望大家能够将所学知识运用到实际项目中，不断探索创新，挖掘 STM32 在红外遥控领域更多的应用潜力。如果在实践过程中遇到问题，欢迎在评论区留言交流，让我们一起共同进步！

网址：【STM32开发】PWM模拟NEC https://www.yuejiaxmz.com/news/view/1331813

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