简介：本资源面向嵌入式开发初学者与智能家居DIY爱好者，提供一套基于STM32微控制器驱动红外模块控制格力空调的完整工程实践方案，帮助读者理解微控制器原理、红外通信协议与嵌入式编程的融合应用。压缩包共226个文件，约8.35MB，以c源文件、h头文件、o目标文件、crf交叉引用文件及d依赖文件为主，另含uvprojx工程文件、sct分散加载文件、hex烧录文件与xls等辅助资料，覆盖从源码到编译产物的完整开发链路。资源围绕STM32的GPIO推挽输出、定时器PWM波形生成、NEC编码协议解析与格力空调红外指令适配展开，并涉及Keil环境下的固件开发与示波器信号调试思路。目前已有889人学习下载，适合希望掌握红外遥控协议、积累嵌入式项目经验的读者参考借鉴。
1. 拆开空调遥控器的黑匣子：STM32 红外方案到底能解决什么
夏天最让人烦躁的不是热，是找不到空调遥控器。更让做嵌入式的人手痒的是，明明手头有一堆 STM32 开发板，却还要满屋子翻那个塑料壳子。格力空调的红外编码协议早就被扒得底朝天，用 STM32 加一个几毛钱的红外发射管，就能把「找遥控器」这件事从物理世界彻底抹掉。这套方案的核心不是发射红外，而是把格力那套带温度、模式、风速、扫风的 35 位状态码完整复现出来，再通过定时器精确调制到 38kHz 载波上。适合谁？手上有 STM32F103 这类常见板子、会点 C 语言、想给出租屋老空调加个智能控制但不想换空调的人。它不挑空调型号，只要遥控器是格力原厂红外协议，基本都能通吃。
2. 格力红外协议拆解：从 35 位状态码到 38kHz 载波
2.1 格力编码的帧结构与位定义
格力空调红外遥控用的是 NEC 协议的变种，但别被「变种」两个字吓到，它比标准 NEC 还好认。一帧完整数据由引导码、35 位数据码、结束码组成。引导码是 9000μs 低电平加 4500μs 高电平，这个用逻辑分析仪一抓就能看到，非常显眼。35 位数据里，前 3 位是固定标识，中间 5 位是模式（制冷/制热/除湿/送风），接着 5 位温度（16℃到30℃，对应编码 0 到 14），再 5 位风速，然后 5 位扫风状态，最后 12 位是校验和与固定尾码。
位「0」和位「1」的区分靠脉宽：位 0 是 600μs 低电平加 600μs 高电平，位 1 是 600μs 低电平加 1600μs 高电平。注意这里的高低电平是相对红外接收头输出而言的，发射端要反过来。我一般用 TIM 的 PWM 输出 38kHz 载波，再用另一个定时器做微秒级延时来控制载波的通断，这样比用 delay 函数死等要稳得多，也不会因为中断打断导致时序漂移。
2.2 用定时器生成 38kHz 载波与脉宽调制
STM32F103 的 TIM2 挂在 APB1 上，72MHz 主频。要得到 38kHz，周期寄存器 ARR 设为 72M/38k - 1，约等于 1894。占空比设 1/3 比较合适，CCR 设为 632。这样 PWM 通道输出就是标准的红外载波。但光有载波不够，还得控制它什么时候发、什么时候停。我的做法是：PWM 一直配置好但不使能输出，需要发位 0 时，使能 PWM 输出 600μs 然后关闭，再拉高 600μs；发位 1 时，使能 600μs 后关闭，再拉高 1600μs。这个「拉高」阶段可以用 TIM 的另一个通道做单脉冲延时，或者干脆用 DWT 周期计数器做忙等，精度足够。
// TIM2 PWM 初始化，输出 38kHz 载波 void IR_PWM_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); // PA1 作为 TIM2_CH2 复用推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 1894; // 72M / 38k - 1 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 0; TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0; TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure); TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 632; // 1/3 占空比 TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; TIM_OC2Init(TIM2, &TIM_OCInitStructure); TIM_Cmd(TIM2, DISABLE); // 先不启动，发的时候再开 }这段代码的关键参数就两个：ARR 决定载波频率，CCR 决定占空比。占空比别设 50%，红外接收头对 1/3 占空比的信号最敏感，这是血泪经验，设 50% 也能用但距离会短一截。TIM_Cmd 默认关掉，是为了后面用宏控制通断，避免载波一直往外冒干扰其他中断。
2.3 把温度、模式、风速打包成 35 位
格力协议里温度不是直接写摄氏度，而是写偏移量。16℃对应 0，17℃对应 1，依此类推，30℃对应 14。模式编码：制冷是 0x01，除湿 0x02，送风 0x03，制热 0x04。风速：自动 0x00，一档 0x01，二档 0x02，三档 0x03。扫风开 0x01，关 0x00。这些值要按位拼进一个 64 位变量里，再逐位发送。
// 打包格力 35 位数据，返回一个 64 位整数 uint64_t格力_PackData(uint8_t mode, uint8_t temp, uint8_t fan, uint8_t swing) { uint64_t data = 0; uint8_t temp_code = temp - 16; // 温度偏移 data |= (uint64_t)0x01 << 32; // 固定标识位 data |= (uint64_t)mode << 28; // 模式 5 位 data |= (uint64_t)temp_code << 23; // 温度 5 位 data |= (uint64_t)fan << 18; // 风速 5 位 data |= (uint64_t)swing << 13; // 扫风 5 位 // 后 12 位校验和与尾码，不同批次空调略有差异，建议用逻辑分析仪抓原遥控器 data |= (uint64_t)0x00 << 0; // 占位，实际按抓包结果填 return data; }这里要提醒一句：校验和那 12 位是最大的坑。不同年份出厂的格力空调，尾码和校验算法有细微差别。我见过同一型号不同批次，校验和差一个字节就完全不响应。稳妥做法是拿一个红外接收头接逻辑分析仪，把原遥控器每个按键的码流抓下来，直接比对。没有逻辑分析仪的话，用 STM32 的输入捕获也能凑合，但解析起来费劲。
3. 从代码到空调响应：发射电路与联调步骤
3.1 红外发射管驱动电路怎么搭
STM32 的 GPIO 推挽输出电流最大 20mA，而红外发射管瞬间电流要 100mA 以上才能打远。所以别直接把发射管接 IO 口，中间必须加一级三极管驱动。我一般用 S8050 NPN 三极管，基极串 1kΩ 电阻接 STM32 的 PWM 输出脚，集电极接红外发射管负极，发射管正极串 10Ω 限流电阻接 3.3V。注意发射管引脚有极性，长脚是正极。如果遥控距离要求不高（三米以内），不加三极管也能凑合，但角度稍微偏一点就失灵，体验很差。
接收端调试时，用一体化红外接收头（比如 VS1838B）接示波器或逻辑分析仪，对着发射管按遥控，看解调后的波形。正常应该看到干净的 0/1 脉冲序列。如果波形毛刺多，检查电源退耦电容，接收头 VCC 和 GND 之间并一个 100nF 和 10μF 电容，能解决大部分玄学问题。
3.2 主循环里怎么组织发送逻辑
发送一帧完整数据的流程是：先发 9ms 低电平引导码，再发 4.5ms 高电平，然后循环 35 次逐位发送，最后发一个 560μs 的结束位。注意这里的「低电平」是指红外发射管导通，对应接收头输出低电平。写代码时别搞反了。
// 发送一个位，bit_val 为 0 或 1 void IR_SendBit(uint8_t bit_val) { IR_Carrier_On(); delay_us(600); // 所有位都以 600us 载波开头 IR_Carrier_Off(); if (bit_val) { delay_us(1600); // 位 1 的高电平间隔 } else { delay_us(600); // 位 0 的高电平间隔 } } // 发送完整格力帧 void IR_SendGreeFrame(uint64_t data) { IR_Carrier_On(); delay_us(9000); // 引导码低电平 IR_Carrier_Off(); delay_us(4500); // 引导码高电平 for (int i = 34; i >= 0; i--) { // 35 位，从高位到低位 IR_SendBit((data >> i) & 0x01); } IR_Carrier_On(); delay_us(560); // 结束位 IR_Carrier_Off(); }delay_us 的实现别用 SysTick 中断，中断优先级一高就会打断时序。我一般用 DWT 的 CYCCNT 寄存器做忙等，72MHz 下每个周期约 13.9ns，算好循环次数就行。发送完一帧后至少等 100ms 再发下一帧，否则空调会认为是重复码直接忽略。
3.3 用按键或串口触发不同模式
调试阶段最方便的是用串口发指令。定义一个简单的协议：串口收到「C 26 1 0」表示制冷、26℃、一档风、扫风关。解析后调用打包和发送函数。这样不用反复烧录，用串口助手就能测所有组合。
// 串口命令解析示例，格式：模式 温度 风速 扫风 void Parse_Cmd(char *cmd) { uint8_t mode, temp, fan, swing; char mode_char; sscanf(cmd, "%c %d %d %d", &mode_char, &temp, &fan, &swing); switch (mode_char) { case 'C': mode = 0x01; break; // 制冷 case 'H': mode = 0x04; break; // 制热 case 'D': mode = 0x02; break; // 除湿 case 'F': mode = 0x03; break; // 送风 default: return; } uint64_t frame = 格力_PackData(mode, temp, fan, swing); IR_SendGreeFrame(frame); }联调时先确认空调有反应，再微调校验和。如果按了没反应，先拿手机摄像头对着发射管，按发送时能看到紫白色闪烁，说明载波在发。看不到就是 PWM 没配好或者三极管接反了。能看到闪烁但空调不响应，九成是校验和或位序错了。
4. 避坑与排查：红外发射不响应、距离短、误触发
4.1 空调完全没反应，但发射管在闪
现象：手机摄像头能看到发射管亮，逻辑分析仪抓接收头也有波形，但空调就是不动。原因：校验和或尾码不对，或者位序反了。格力协议是高位先发，但有些资料写的是低位先发，照抄就翻车。解决：用逻辑分析仪抓原遥控器同一按键的码流，逐位比对。重点看第 29 到 35 位，那里是校验和区。如果抓不到原遥控器，试着把校验和字节取反、加一、减一各试一遍，通常能蒙对。
4.2 遥控距离只有半米，角度稍偏就失灵
现象：贴着空调能控制，退后两步就没反应。原因：红外发射管驱动电流不够，或者限流电阻太大。STM32 的 3.3V 直接驱动，串 100Ω 电阻时电流才 20mA 左右，打不远。解决：加 S8050 三极管，基极 1kΩ 到 IO，集电极串 10Ω 到发射管。注意发射管要选 940nm 波长的，和接收头匹配。另外发射管别用普通 LED 代替，波长不对，接收头根本不认。
4.3 按一次键空调连续响应好几次
现象：发一帧指令，空调滴滴响好几声，或者模式乱跳。原因：没有发结束码，或者帧间隔太短被空调当成重复码。格力协议里结束码是 560μs 载波加一段空闲，如果省略结束码，空调会一直等后续位，把噪声当成数据。解决：确保 IR_SendGreeFrame 最后有 560μs 载波，并且发完后延时 100ms 以上再允许下一次发送。如果是按键触发，加一个 200ms 的软件消抖，防止手抖连发。
4.4 制热模式正常但制冷模式不响应
现象：同一个遥控码，制热按了有反应，制冷按了没反应。原因：模式编码搞反了，或者温度偏移算错了。格力制冷模式编码是 0x01，制热是 0x04，但有些老机型制冷是 0x00。解决：把模式编码逐个试，0x00 到 0x04 都发一遍，看哪个能触发制冷。温度偏移也要确认，16℃对应 0 还是 1，拿原遥控器设 16℃抓包看一眼就清楚了。
4.5 上电后空调自己乱动
现象：STM32 刚上电还没发指令，空调就自己响了。原因：GPIO 初始化时电平抖动，或者 PWM 配置过程中输出了一段杂波。解决：在 GPIO 初始化前先把引脚设为下拉输入，等 PWM 配置完成后再切到复用推挽。TIM_Cmd 默认关掉，发的时候再开。另外红外发射管正极串的电阻别省，能限流也能减少上电冲击。
5. 进阶玩法：用 RTC 定时发送与状态记忆
基础功能跑通后，我习惯加两个东西：RTC 定时和状态记忆。RTC 用 STM32 内部的就行，配好闹钟中断，每天早上七点自动发一帧制冷 26℃ 一档风。状态记忆用 Flash 模拟 EEPROM，把最后一次成功的模式、温度、风速存进去，下次上电直接恢复，不用重新配。Flash 写之前先擦除页，写的时候按半字写，注意 STM32F103 的 Flash 写操作要开 HSI 或者确保主频不超过 24MHz 时操作，否则容易写失败。
// 保存空调状态到 Flash 指定地址 void Save_AC_State(uint8_t mode, uint8_t temp, uint8_t fan, uint8_t swing) { uint32_t addr = 0x0801F000; // 最后一页起始地址 uint16_t state[2]; state[0] = (mode << 8) | temp; state[1] = (fan << 8) | swing; FLASH_Unlock(); FLASH_ErasePage(addr); FLASH_ProgramHalfWord(addr, state[0]); FLASH_ProgramHalfWord(addr + 2, state[1]); FLASH_Lock(); }验证方法很简单：断电再上电，串口打印读出来的状态，和断电前一致就算成功。如果读出来全是 0xFF，说明擦除后没写进去，检查 FLASH_ProgramHalfWord 的地址是不是 2 字节对齐。我一般还会在 Flash 里存一个魔数，比如 0x5A5A，读的时候先校验魔数，不对就恢复默认值，避免第一次上电读到空白 Flash 导致乱发指令。
从那以后我每次做红外项目，都强制先用逻辑分析仪抓一遍原遥控器的码流，把引导码、位宽、校验和全部对一遍再写代码。这个习惯帮我省了至少三次通宵排查。希望帮到你。
本文还有配套的精品资源，点击获取
