- 1. 一、产品概述
- 2. 1.1 简介
- 3. 1.2 基本参数
- 4. 1.3 接口描述
- 5. 1.4 产品应用场景
- 6. 1.5 控制器功能简单说明
- 7. 1.6 上位机简介
- 8. 二、应用场景
- 9. 2.1 简述
- 10. 2.2 场景一：直接电脑端上位机调试测试
- 11. 2.3 场景二：控制器+RS485 电路用于工业领域
- 12. 2.4 场景三：控制器+单片机实现复杂的功能
- 13. 三、上位机使用说明
- 14. 3.1 键值学习和测试
- 15. 3.2 键值学习状态查询
- 16. 3.3 键值改名
- 17. 3.4 导出导入红外学习码库文件
- 18. 四、简码通信协议
- 19. 4.1 通信协议格式
- 20. 4.2 通信协议，命令详述
- 21. 五、MODBUS 通信协议
- 22. 5.1 通信协议简述
- 23. 六、尺寸图
- 24. 七、附件
- 25. 7.1 简码协议的校验计算方法，累加和校验
- 26. 八、版本历史
- 27. KIR01 万能红外学习控制器上位机软件
一、产品概述
1.1 简介
KIR01 控制器是一款万能型红外遥控学习控制器，支持普通 NEC 编码的红外遥控器的学习，也支持空调的长码编码的学习。之后根据指令重新将学习的键码发送出去，以实现遥控器的复制或者集成到智能设备中。具有多种控制方式，串口简码或者 485+MODBUS，并配合提供的上位机软件，能轻松的实现产品的开发，大大的降低了新产品的开发难度。
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1.2 基本参数
- 供电方式：DC 7-24V 100mA（静态电流<10mA，发射电流 600mA）
- 遥控距离：单向发射头 8 米距离，4 向发射头半径 6 米。另外可选配更远距离的发射头，最远可达 20 米
- 通信方式：485 通信，MODBUS 协议+简码通信协议，8 位数据，1 位停止位，无奇偶校验位
- 控制方式：485 的 MODBUS 控制、电脑端控制、板内扩展 TTL 串口控制
- 波特率：2400、4800、9600（出厂默认）、19200、115200
- 编码方式：支持 NEC、空调码、RC-5、RC-6、PWM、PPM 等等绝大部分红外遥控器
- 载波频率：38KHz
- 键值数量：可学习并储存 48 个键值
1.3 接口描述
- 485 接口：用于 485 通信控制的接口，2 线。接线时需要注意线序，A 接 A，B 接 B，线序不对会造成无法通信。
- 电源接口：用于给设备供电的接口，2 个脚，可以不分正负极，直流或者交流，7-24V 电源（最高输入电压不得超过 26V），电流不小于 400mA。
- 地址拨码：MODBUS 通信控制时用到的通信地址=拨码地址+软件设置地址。软件设置地址默认是 1。
- 红外接收头：进行遥控器学习时，需要用遥控器对准接收头，距离 1 米远按遥控器，进行遥控按键学习。
- 工作指示灯：控制器通电的时候闪一下，学习遥控器的时候常亮，学习成功就熄灭，发射红外信号会闪一下。
- 发射头接口：需要注意接线的正负极，线序接错了会造成无法发射红外信号。如果连接发射头，红线接+，黑线接-；如果连接发射管，长脚接+，短脚接-。红外光信号人眼无法看到，但是手机摄像头可以看到微弱的紫色光，所以有时候需要确认发射头是否能发射红外信号，可以用手机摄像头观察。
1.4 产品应用场景
- 智能家居产品：如多功能遥控器魔方、万能遥控器等。此应用场景推荐使用单片机+控制器，采用串口简码通信协议。
- 工业控制产品：如空调控制器，温湿度机控制器，恒温恒湿控制器。
- 万能遥控器：如将多款设备集合到一个遥控器里面。
- 工控管理：如档案管理室，远程的 ERP 控制设备；学校宿舍统一管理空调。
1.5 控制器功能简单说明
- 连接上位机：通过串口链接上位机软件，可以实现参数配置、键值学习、键值测试、通信协议调试、红外码库的导出、导入。方便批量的配置控制器工作参数和导入红外学习码库数据。控制器和上位机软件都支持 2 种通信协议。
- 通信协议：通过串口控制设备的时候串口数据类型支持 2 种通信协议，由短路点决定。
- 简码通信协议：55 AA 03 01 03（发射键值 01）通信协议比较简单，带有校验位，简单可靠，适合单片机控制。
- MODBUS 协议：采用标准的工业控制 MODBUS-RTU 协议，方便直接将产品应用到工业领域，无需过多开发。
- 学习遥控键值：进入红外学习后，将遥控器对准红外接收头，距离 1 米，轻点需要学习的按键即可。
- 测试遥控键值：对应的键值学习成功之后，可以通过上位机或者按钮测试对应的键值，将红外发射头对准设备，然后测试发射。
- 测试按键：控制器上面有个按键，长按按键进入键值 0 的学习状态，短按按键则发射键值 0（前提是键值 0 已经学习成功）。
- 485 地址：这个是 MODBUS 协议下有效，通信地址=软件配置的地址偏移量+拨码地址+1（地址有效范围 1-250）。
1.6 上位机简介
“红外遥控学习管理器”是一款 windows 系统 PC 端的一款软件，方便用户更快速的上手使用红外学习控制器而研发的。通过该软件可以非常方便的测试，和配置红外学习控制器，还能很方便的批量下载红外学习码库，以实现高效率研发、生产产品。
二、应用场景
2.1 简述
由于控制器支持的接口多，可以应用于多种场景，不同的场景使用的方式不同，下面根据对应的场景进行说明。
2.2 场景一：直接电脑端上位机调试测试
此应用场景通常用于控制器初期开发测试，需要自备一个 USB 转串口工具，推荐使用 CH340 相关工具，并进行接线。其中 CFG 引脚是用于选择通信协议方式的引脚，控制器支持 2 种通信协议，简码通信协议比较简单可靠，能通过单片机串口发送简单的指令就能有效控制；MODBUS 协议则是工业领域应用广泛的一种协议，但编程稍微复杂，可以根据需要选择合适自己的一套通信协议，并且需要修改上位机软件所处的协议状态。
- CFG 低电平：选择简码协议
- CFG 高电平：选择 MODBUS 协议
接线接好之后，将串口工具插上电脑 USB 口，并且安装好串口工具的驱动，选择对应的 COM 口和波特率，点击“打开串口”按钮，再点击“读取信息”按钮，如果能读取设备信息，则代表设备连接成功，不能读取则检查接线、驱动、参数相关是否有误。
在上位机软件界面，最底下有对应操作的串口指令首发具体数据内容：
- 示例一：modbus 协议发送键值 0
- 电脑发送：
- 0x00 地址 00 设备（00 地址是广播地址）
- 0x06 操作码 06，写保持寄存器
- 0x00,0xC8 寄存器 200，对应的是发射红外信号键值 0
- 0x00,0x01 数据内容 01
- 0xC8,0x25 CRC-16-Modbus-Rtu 检验数据
- 控制器针对电脑发送：
- 0x05 地址 05 设备
- 0x06 操作码 06，写保持寄存器
- 0x00,0xC8 寄存器 200，对应的是发射红外信号键值 0
- 0x00,0x01 数据内容 01
- 0xC8,0x70 CRC-16-Modbus-Rtu 检验数据
- 示例二：简码协议发送键值 0
- 电脑发送：
- 0x55,0xAA 固定的数据头
- 0x03 操作码 03，发送红外键值
- 0x00 键值 0
- 0x02 累加和校验，0X55+0XAA+0X03+0x00=0x102，只保留一字节就是 0x02
- 控制器针对电脑发送：
- 0x55,0xAA 固定的数据头
- 0x03 操作码 03，发送红外键值
- 0x01 结果值：1 发送成功，0 发送失败
- 0x02 累加和校验，0X55+0XAA+0X03+0x01=0x103，只保留一字节就是 0x03
2.3 场景二：控制器+RS485 电路用于工业领域
此场景常用于工控领域，比如远程控制空调、加湿机针对档案管理室、变电站、机房进行恒温恒湿控制。无需额外加单片机，不需要开发单片机代码，直接加电源电路、RS485 电路即可。
2.4 场景三：控制器+单片机实现复杂的功能
此应用场景常用于智能家居、工控领域，通过单片机挂载其他的传感器可以轻松实现复杂的功能。比如单片机挂载语音识别模块，再挂载控制器，则可实现语音控制空调，台灯，风扇……。
- 此模式下建议短接短路点，采用简码通信协议，开发简单。
- 接工控主机，或者电脑端的 USB 转 485 设备。
三、上位机使用说明
使用 USB 转 485 工具进行连接，将 USB 插上电脑，打开资料包里面有驱动，安装完驱动之后打开上位机软件，选择对应的串口号，设置出厂默认的波特率 9600，点击打开按钮，之后点击读取信息，显示设备连接成功。
3.1 键值学习和测试
点击开始学习按钮，则控制器会进入红外学习的状态，此时指示灯亮，需要在 20 秒内将被学习的遥控器对准控制器的接收头，距离 1 米，轻点遥控器按键，学习成功之后控制器指示灯熄灭。之后将控制器的发射头对准被测试的设备，点击测试键值，如果设备有相应的反应，则代表学习成功，若学习失败，请重试学习步骤，重新学习。
在上位机的最下方有串口通信数据收发信息显示（下面仅以简码协议做说明，Modbus 类似）：
- 发：[0x55,0xAA 数据头]+[0x02 命令(进入红外学习)]+[0x04 键值 4]+[0x05 校验]
- 收：[0x55,0xAA 数据头]+[0x02 命令(进入红外学习)]+[0x01 操作结果有效]+[0x02 校验]
- 发：[0x55,0xAA 数据头]+[0x03 命令(发射红外信号)]+[0x04 键值 4]+[0x06 校验]
- 收：[0x55,0xAA 数据头]+[0x03 命令(发射红外信号)]+[0x01 操作结果有效]+[0x03 校验]
3.2 键值学习状态查询
点击“读取学习状态”按钮，可查询 48 个键值的学习状态，打钩的代表已经学习。
在下方会有收发信息，55 AA 为数据头，01 是指令码，代表查询学习状态，后面 8 字节数据转换成 8 个 8 位，一共 64 位二进制数，代表：键值 63、键值 62、键值 61、键值 60……键值 2、键值 1、键值 0 共 64 个键值的学习状态。1 为学习成功，0 代表没有学习，因为 IR02 只有 48 个键，所以 8 字节数据只有低位的 6 个字节有效。
- TX：55 AA 01 00
- RX：55 AA 01 00 00 80 00 00 00 01 03 84
上图 8 个数据：00 00 80 00 00 00 01 03，取右边 6 字节 80 00 00 00 01 03 表示 48 键学习状态，转换成 2 进制是：
- 1000 0000
- 0000 0000
- 0000 0000
- 0000 0000
- 0000 0001
- 0000 0011
代表键值 0、1、8、47 键值已经学习成功。
3.3 键值改名
为了方便使用红外控制器，上位机软件上面的键值名称可以被修改并保存。
3.4 导出导入红外学习码库文件
为了方便批量生产产品，免除反复的进行遥控学习，通过上位机的红外学习码库管理，可以轻松地批量下载码库文件。首先取一个控制器，将需要学习的键值全部学习并测试通过，之后点击“从设备导出所有的学习码库”按钮，等待导出完成，之后点击保存按钮，文件会以当前日期时间命名并且保存到软件所在的目录位置，之后可以自行修改文件名称，存档备用。然后可以更换成其他的控制器，再点击“导入学习码库到设备”按钮，进行其他控制器的快速配置。码库导入导出的时候可以将波特率设置最高，以加快速度，导完了之后改为低波特率。
四、简码通信协议
当焊接了短路点时，通信协议运行于简码协议。
4.1 通信协议格式
协定一套通信协议，为的是更可靠的将红外学习控制器与 MCU 控制器进行通信，协议码由：起始码（2 字节）+指令码（1 字节）+数据码（n 字节）+校验码（1 字节）组成。并且一条指令，需要在 100mS 内发送完成，超时未发送完的，视为无效指令。
- 起始码：0x55, 0xAA
- 指令码：
- 0x01：查询红外学习键值
- TX：0x55,0xAA,0x01,0x00
- RX：0x55,0xAA,0x01,【0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFF,0xFF,0xFF】,0xFD
- 0x02：指定键值进入学习状态
- TX：0x55,0xAA,0x02,0x05,0x06
- RX：0x55,0xAA,0x02,【0x01】,0x02
- 0x03：指定键值发射红外信号
- TX：0x55,0xAA,0x03,0x05,0x07
- RX：0x55,0xAA,0x03,【0x01】,0x08
- 0x04：设置通信波特率
- TX：0x55,0xAA,0x04,0x02,0x05
- RX：0x55,0xAA,0x04,【0x01】,0x06
- 数据码：不同的指令后面的数据码数量不同
- 校验码：校验码指的是从起始码开始，到最后一个数据码的 8 位累加和溢出值作为校验码。例如：0x55+0xAA+0x04+0x02+0x01 = 0x106，只取 8 位，就是 0x06
4.2 通信协议，命令详述
| 命令 | 说明 | MCU/上位机 发送 | 控制器回码 |
|---|---|---|---|
| 1 | 查询红外学习结果 | 0x55,0xAA,0x01,0x00 | 无数据位 0x55,0xAA,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x13,0x13 8 字节数据位，转换成 64 位的二进制数，就代表着 64 个键值的学习状态（IR02 有 48 个键），1 已学习，0 未学习。从最右边的数据 0 位开始，至最左边的数据 63 位，分别代表键值 0……键值 63。0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x13 表示键值 0、1、4 已学习，其他的键值未学习 |
| 2 | 指定对应的键值开始学习红外 | 0x55,0xAA,0x02,0x05,0x06 1 字节的数据位，取值范围 0……47 | 0x55,0xAA,0x02,0x01,0x02 1 字节的数据位，若是 0 代表操作无效（可能没有这个键值），1 代表操作有效（不代表学习成功了）。进入学习状态需要在 20 秒内进行键值学习，超时视为学习失败。 |
| 3 | 发射键值 | 0x55,0xAA,0x03,0x05,0x07 1 字节数据位，数据取值范围 0……47 | 0x55,0xAA,0x03,0x01,0x03 1 字节的数据位，若是 0 代表操作无效（可能没有这个键值或没有学习），1 代表操作有效 |
| 4 | 设置通信波特率 | 0x55,0xAA,0x04,0x02,0x05 1 字节数据位 0:2400 1:4800 2:9600(出厂默认) 3:19200 4:115200 | 0x55,0xAA,0x04,0x01,0x04 1 字节数据位，若是 1 表示成功，若是 0 表示修改失败 修改波特率之后，断电重启都是以新的波特率在工作 |
五、MODBUS 通信协议
控制器默认没焊接短路点，通信协议运行于 Modbus-RTU 协议。
5.1 通信协议简述
采用标准 MODBUS-RTU 通信协议，能很方便的对接市面上大部分的工业设备，或者对接组态软件，甚至对接 PLC 设备。
| 寄存器地址 | PLC地址 | 操作码 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 0 | 40001 | 03/06 | 485 通信地址偏移量 |
| 1 | 40002 | 03/06 | 485 通信波特率 |
| 100 | 40101 | 06 | 键值 0 进入红外学习 |
| 101 | 40102 | 06 | 键值 2 进入红外学习 |
| …… | …… | …… | …… |
| 147 | 40248 | 06 | 键值 47 进入红外学习 |
| 200 | 40201 | 06 | 键值 0 发射红外信号 |
| 201 | 40202 | 06 | 键值 2 发射红外信号 |
| …… | …… | …… | …… |
| 247 | 40248 | 06 | 键值 47 发射红外信号 |
| 300 | 40301 | 03 | 键值 15……0 学习状态参数 |
| 301 | 40302 | 03 | 键值 31……16 学习状态参数 |
| 302 | 40303 | 03 | 键值 47……32 学习状态参数 |
| 303 | 40304 | 03 | 键值 63……48 学习状态参数 |
六、尺寸图
七、附件
7.1 简码协议的校验计算方法，累加和校验
u8 UartCrc(u8 *buf, u8 lenth) {
u8 temp = 0;
u8 i;
for (i = 0; i < lenth; i++) {
temp += buf[i];
}
return temp;
}
Uart1_Tx_Dat[0] = 0x55;
Uart1_Tx_Dat[1] = 0xAA;
Uart1_Tx_Dat[2] = 0x01;
Uart1_Tx_Dat[3] = UartCrc(Uart1_Tx_Dat, 3);
Uart_Sendstr_lenth(Uart1_Tx_Dat,4);八、版本历史
- V1.0：2022.07.09 修订
- V1.1：2022.08.03 完善部分细节描述，更换部分图片，新增板载短路点焊接描述，新增简码通信协议的描述
- V1.2：2023.02.18 新增控制器板载的串口 TTL 描述
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