【兆易创新GD32VW553开发板试用】红外遥控接入天气时钟实战

文章目录

[1. 项目背景](#1. 项目背景)
[2. 硬件连接与外设选择](#2. 硬件连接与外设选择)
[3. 为什么使用 TIMER 输入捕获](#3. 为什么使用 TIMER 输入捕获)
[4. TIMER1_CH2 初始化](#4. TIMER1_CH2 初始化)
[5. RT-Thread 下的中断处理](#5. RT-Thread 下的中断处理)
[6. 脉宽记录与调试缓冲](#6. 脉宽记录与调试缓冲)
[7. RC5 协议解码](#7. RC5 协议解码)
[8. NEC 协议解码](#8. NEC 协议解码)
[9. 遥控器按键映射](#9. 遥控器按键映射)
[10. ISR 与线程解耦](#10. ISR 与线程解耦)
[11. 与天气时钟的联动接口](#11. 与天气时钟的联动接口)
[12. 快捷城市切换](#12. 快捷城市切换)
[13. 9 位城市 ID 输入](#13. 9 位城市 ID 输入)
[14. 9 位城市码显示城市名](#14. 9 位城市码显示城市名)
[15. 显示开关与背光硬件限制](#15. 显示开关与背光硬件限制)
- [15.1 实际运行效果](#15.1 实际运行效果)
- - 拉萨
  - 漠河
  - 海淀
[16. MSH 调试命令](#16. MSH 调试命令)
[17. 构建系统处理](#17. 构建系统处理)
[18. 调试过程中的典型问题](#18. 调试过程中的典型问题)
- [18.1 模块启动但没有按键](#18.1 模块启动但没有按键)
- [18.2 有边沿但解不出协议](#18.2 有边沿但解不出协议)
- [18.3 数字键映射错误](#18.3 数字键映射错误)
- [18.4 输入城市码后显示数字而不是城市名](#18.4 输入城市码后显示数字而不是城市名)
- [18.5 输入城市码时缺少反馈](#18.5 输入城市码时缺少反馈)
[19. 启用 hwtimer/pwm 的取舍](#19. 启用 hwtimer/pwm 的取舍)
[20. 构建方法](#20. 构建方法)
[21. 总结](#21. 总结)

1. 项目背景

上一篇博文介绍了天气时钟的设计与实现。本文记录在 GD32VW553H-EVAL 开发板上为天气时钟程序增加红外遥控功能的过程。系统基于 RT-Thread，红外接收端使用 PB11 引脚和 TIMER1_CH2 输入捕获，支持 RC5 与 NEC 两类红外协议，并将遥控器按键与天气时钟功能联动：

数字键快速切换常用城市
0 键恢复公网 IP 自动定位城市
电源键切换 ILI9341 显示状态，并说明当前硬件背光常亮限制
HOME 键进入 9 位城市 ID 输入模式
输入城市 ID 时屏幕实时显示已输入数字，避免输错
输入中国天气网 9 位城市码后切换到指定城市

这个功能看似只是"加一个遥控器"，但对嵌入式系统设计人员来说，里面涉及多个典型问题：

定时器输入捕获
红外协议脉宽解码
ISR 与线程之间的数据交接
RT-Thread MSH 调试命令
裸机样例到 RTOS 工程的移植
外部输入与业务模块解耦
网络天气应用中的城市切换状态管理
小屏幕交互中的输入反馈设计

主要代码文件：

text 复制代码

applications/ir_remote.c
applications/weather_clock.c
applications/SConscript

参考裸机样例：

text 复制代码

D:\课程\开发板试用\GD32VW55x\Projects\17_IFRP

2. 硬件连接与外设选择

裸机样例 17_IFRP 使用的是 GD32VW553H-EVAL 板载红外收发资源，其中红外接收输入为：

c 复制代码

#define IR_TIMER       TIMER1
#define IR_TIMER_CH    TIMER_CH_2
#define IR_GPIO_PORT   GPIOB
#define IR_GPIO_PIN    GPIO_PIN_11
#define IR_GPIO_AF     GPIO_AF_1

移植到 RT-Thread 工程后保持一致：

c 复制代码

#define IR_TIMER                    TIMER1
#define IR_TIMER_CLK                RCU_TIMER1
#define IR_TIMER_IRQn               TIMER1_IRQn
#define IR_TIMER_CH                 TIMER_CH_2

#define IR_GPIO_PORT                GPIOB
#define IR_GPIO_CLK                 RCU_GPIOB
#define IR_GPIO_PIN                 GPIO_PIN_11
#define IR_GPIO_AF                  GPIO_AF_1

PB11 配置为 TIMER1_CH2 复用输入，通过双边沿输入捕获获取红外接收头输出波形的高低电平持续时间。

红外接收头通常输出解调后的数字波形，不需要 MCU 处理 38kHz 载波。MCU 只需要测量高低电平脉宽即可。

3. 为什么使用 TIMER 输入捕获

红外协议本质上是脉宽编码。例如 NEC 协议的典型时序：

text 复制代码

引导码：低电平约 9ms，高电平约 4.5ms
数据 0：低电平约 560us，高电平约 560us
数据 1：低电平约 560us，高电平约 1.69ms

如果使用普通 GPIO 中断，再在中断中读取 tick，分辨率和抖动都不理想。RT-Thread tick 通常是 1ms 量级，不适合区分 560us 与 1.69ms。

因此使用 TIMER 输入捕获更合理：

硬件记录边沿时间
软件只计算相邻捕获值差值
可以达到微秒级脉宽测量
中断处理逻辑较短

当前定时器预分频：

c 复制代码

#define IR_TIMER_PRESCALER 159U

初始化后会根据 APB1 时钟计算计数频率：

c 复制代码

g_timer_clk_khz = ir_timer_counter_clk_get() / 1000;

然后用这个频率把协议的微秒阈值换算成 timer tick。

4. TIMER1_CH2 初始化

红外初始化函数为 ir_remote_hw_init()。核心步骤如下。

首先打开 GPIO 和 TIMER 时钟：

c 复制代码

rcu_periph_clock_enable(IR_GPIO_CLK);
rcu_periph_clock_enable(IR_TIMER_CLK);

PB11 配置为复用功能：

c 复制代码

gpio_mode_set(IR_GPIO_PORT, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_NONE, IR_GPIO_PIN);
gpio_output_options_set(IR_GPIO_PORT, GPIO_OTYPE_PP,
                        GPIO_OSPEED_25MHZ, IR_GPIO_PIN);
gpio_af_set(IR_GPIO_PORT, IR_GPIO_AF, IR_GPIO_PIN);

配置 TIMER1：

c 复制代码

timer_deinit(IR_TIMER);
init.prescaler = 0;
init.alignedmode = TIMER_COUNTER_EDGE;
init.counterdirection = TIMER_COUNTER_UP;
init.period = 65535;
init.clockdivision = TIMER_CKDIV_DIV1;
timer_init(IR_TIMER, &init);
timer_prescaler_config(IR_TIMER, IR_TIMER_PRESCALER, TIMER_PSC_RELOAD_NOW);

配置 CH2 双边沿输入捕获：

c 复制代码

ic.icpolarity = TIMER_IC_POLARITY_BOTH_EDGE;
ic.icselection = TIMER_IC_SELECTION_DIRECTTI;
ic.icprescaler = TIMER_IC_PSC_DIV1;
ic.icfilter = 0;
timer_input_capture_config(IR_TIMER, IR_TIMER_CH, &ic);

开启中断：

c 复制代码

timer_interrupt_flag_clear(IR_TIMER, TIMER_INT_UP | IR_TIMER_INT_FLAG_CH);
timer_interrupt_enable(IR_TIMER, IR_TIMER_INT_CH);
eclic_irq_enable(IR_TIMER_IRQn, 1, 1);
timer_enable(IR_TIMER);

5. RT-Thread 下的中断处理

TIMER1 中断函数如下：

c 复制代码

void TIMER1_IRQHandler(void)
{
    rt_interrupt_enter();

    if (timer_interrupt_flag_get(IR_TIMER, IR_TIMER_INT_FLAG_CH) != RESET)
    {
        timer_interrupt_flag_clear(IR_TIMER, IR_TIMER_INT_FLAG_CH);
        capture = timer_channel_capture_value_register_read(IR_TIMER, IR_TIMER_CH);
        level = gpio_input_bit_get(IR_GPIO_PORT, IR_GPIO_PIN) ? 1 : 0;
        ...
    }

    rt_interrupt_leave();
}

在 RT-Thread 中写 ISR 时，必须使用：

c 复制代码

rt_interrupt_enter();
rt_interrupt_leave();

否则内核无法正确感知中断上下文，可能影响调度、临界区和中断嵌套统计。

ISR 中只做几件事：

读取捕获值
计算脉宽
更新最近脉宽 dump 缓冲
调用轻量状态机采样
置位"收到完整帧"的标志

不会在中断里打印日志，也不会直接刷新屏幕。

6. 脉宽记录与调试缓冲

为了定位遥控器协议和时序问题，程序保存最近 64 个脉冲：

c 复制代码

#define IR_PULSE_DUMP_SIZE 64U

static volatile rt_uint16_t g_pulse_dump[IR_PULSE_DUMP_SIZE];
static volatile rt_uint8_t g_level_dump[IR_PULSE_DUMP_SIZE];

在 ISR 中记录：

c 复制代码

g_pulse_dump[g_pulse_dump_pos] = pulse;
g_level_dump[g_pulse_dump_pos] = previous_level;
g_pulse_dump_pos = (g_pulse_dump_pos + 1) % IR_PULSE_DUMP_SIZE;

MSH 命令 ir_remote_dump 会打印最近脉宽：

text 复制代码

ir_remote: dump newest pulses, format: level:us
ir_remote: L:9000 H:4500 L:560 H:560 ...

这对于红外协议调试非常关键。只看"是否解码成功"不够，必须能看到实际波形。

7. RC5 协议解码

裸机样例主要实现的是 RC5 协议，因此移植时保留了 RC5 状态机。

RC5 采用曼彻斯特编码，典型半位时间约 900us：

c 复制代码

#define RC5_T_US              900U
#define RC5_T_TOLERANCE_US    300U
#define RC5_PACKET_BIT_COUNT  13U

程序根据相邻边沿间隔判断 1T 或 2T：

c 复制代码

if (pulse_length > g_rc5_min_t && pulse_length < g_rc5_max_t)
    return 0;
if (pulse_length > g_rc5_min_2t && pulse_length < g_rc5_max_2t)
    return 1;

然后根据上一个 bit 和当前边沿方向查表：

c 复制代码

static const enum rc5_last_bit_type rc5_logic_table_rising_edge[2][2] =
{
    {RC5_ZER, RC5_INV},
    {RC5_NAN, RC5_ZER},
};

static const enum rc5_last_bit_type rc5_logic_table_falling_edge[2][2] =
{
    {RC5_NAN, RC5_ONE},
    {RC5_ONE, RC5_INV},
};

完整帧解析后得到：

c 复制代码

frame->address = (data >> 6) & 0x1F;
frame->command = data & 0x3F;
frame->field_bit = (data >> 12) & 0x01;
frame->toggle_bit = (data >> 11) & 0x01;

如果使用 RC5 遥控器，数字键通常可以直接映射到 command 0 到 9。

8. NEC 协议解码

实际调试时，手上的遥控器不是 RC5，而是 NEC 类协议。因此增加了 NEC 解码。

NEC 阈值定义如下：

c 复制代码

#define NEC_LEAD_LOW_MIN_US   7000U
#define NEC_LEAD_LOW_MAX_US   11000U
#define NEC_LEAD_HIGH_MIN_US  3000U
#define NEC_LEAD_HIGH_MAX_US  6000U

#define NEC_BIT_LOW_MIN_US    250U
#define NEC_BIT_LOW_MAX_US    950U
#define NEC_BIT_0_HIGH_MIN_US 250U
#define NEC_BIT_0_HIGH_MAX_US 1100U
#define NEC_BIT_1_HIGH_MIN_US 1000U
#define NEC_BIT_1_HIGH_MAX_US 2500U

这里的窗口比理论值更宽，是为了适配实际接收头、遥控器电池电量和计时误差。嵌入式调试中不建议一开始就用非常窄的协议阈值。

NEC 状态机：

c 复制代码

enum nec_state
{
    NEC_IDLE = 0,
    NEC_LEAD_HIGH,
    NEC_BIT_LOW,
    NEC_BIT_HIGH
};

处理流程：

text 复制代码

NEC_IDLE
  |
  +-- 检测 9ms 低电平
  v
NEC_LEAD_HIGH
  |
  +-- 检测 4.5ms 高电平
  v
NEC_BIT_LOW
  |
  +-- 检测 560us 低电平
  v
NEC_BIT_HIGH
  |
  +-- 根据高电平宽度判定 0 或 1

NEC 数据是 LSB first：

c 复制代码

if (bit_is_1)
    g_nec_data |= (1UL << g_nec_bit_count);

收到 32 bit 后校验 command 反码：

c 复制代码

cmd = (g_nec_data >> 16) & 0xFF;
cmd_inv = (g_nec_data >> 24) & 0xFF;

if ((rt_uint8_t)(cmd ^ cmd_inv) != 0xFF)
{
    g_decode_error_count++;
    nec_reset();
    return;
}

9. 遥控器按键映射

当前遥控器的日志如下：

text 复制代码

power: command=0x0d
1: command=0x01
2: command=0x02
3: command=0x03
4: command=0x04
5: command=0x05
6: command=0x06
7: command=0x07
8: command=0x08
9: command=0x09
0: command=0x00
home: command=0x94

因此 NEC 数字映射首先判断 command 是否为 0 到 9：

c 复制代码

static int nec_command_to_digit(rt_uint8_t command)
{
    if (command <= 9)
        return command;

    switch (command)
    {
    case 0x16:
        return 0;
    ...
    default:
        return -1;
    }
}

这里保留了常见 21 键 NEC 遥控器的映射作为兼容，但优先支持当前遥控器的 0x00 到 0x09。

特殊按键：

c 复制代码

#define IR_NEC_POWER_CMD 0x0DU
#define IR_NEC_HOME_CMD  0x94U

10. ISR 与线程解耦

红外线程由 ir_remote_start() 创建：

c 复制代码

g_ir_thread = rt_thread_create("ir_remote",
                               ir_remote_thread,
                               RT_NULL,
                               IR_THREAD_STACK_SIZE,
                               IR_THREAD_PRIORITY,
                               IR_THREAD_TICK);

参数：

c 复制代码

#define IR_THREAD_STACK_SIZE 1024
#define IR_THREAD_PRIORITY   24
#define IR_THREAD_TICK       10

ISR 只负责接收和置位标志：

c 复制代码

g_nec_frame_received = RT_TRUE;
g_rc5_frame_received = RT_TRUE;

线程中再解析并输出日志：

c 复制代码

if (g_nec_frame_received)
{
    ...
    digit = nec_command_to_digit(command);
    ...
}

这样设计的好处：

中断处理时间短
串口输出不阻塞 ISR
后续业务处理不会影响边沿捕获
与天气模块之间通过函数接口联动

11. 与天气时钟的联动接口

红外模块不直接操作天气模块内部状态，而是调用三个外部接口：

c 复制代码

extern void weather_clock_remote_digit(int digit);
extern void weather_clock_remote_power(void);
extern void weather_clock_remote_city_id(const char *city_id);
extern void weather_clock_remote_city_input(const char *partial, rt_bool_t active);

数字键调用：

c 复制代码

weather_clock_remote_digit(digit);

电源键调用：

c 复制代码

weather_clock_remote_power();

9 位城市码输入完成后调用：

c 复制代码

weather_clock_remote_city_id(g_city_id_buf);

城市码输入过程中调用：

c 复制代码

weather_clock_remote_city_input(g_city_id_buf, RT_TRUE);

这种做法比红外模块直接改天气模块全局变量更清晰，后续如果天气模块内部结构调整，红外模块只需要保持接口不变。

12. 快捷城市切换

天气模块中定义了快捷城市表：

c 复制代码

static const struct wc_city_entry g_city_table[] =
{
    {1, "BEIJING", "beijing"},
    {2, "SHANGHAI", "shanghai"},
    {3, "GUANGZHOU", "guangzhou"},
    {4, "SHENZHEN", "shenzhen"},
    {5, "SANYA", "sanya"},
    {6, "MOHE", "mohe"},
    {7, "URUMQI", "wulumuqi"},
    {8, "LHASA", "lasa"},
    {9, "CHENGDU", "chengdu"},
};

遥控器数字键映射：

text 复制代码

0: AUTO IP
1: BEIJING
2: SHANGHAI
3: GUANGZHOU
4: SHENZHEN
5: SANYA
6: MOHE
7: URUMQI
8: LHASA
9: CHENGDU

按下数字后，天气模块会更新当前城市、清空旧天气有效标志，并触发刷新：

c 复制代码

g_selected_city_digit = digit;
rt_strncpy(g_weather.city, city->name_en, sizeof(g_weather.city) - 1);
g_weather.valid = RT_FALSE;
g_city_changed = RT_TRUE;
g_force_refresh = RT_TRUE;

天气查询时使用：

c 复制代码

/?app=weather.today&weaid=<city_id>&...

例如：

text 复制代码

weaid=sanya
weaid=mohe
weaid=wulumuqi
weaid=lasa

13. 9 位城市 ID 输入

常用城市表不可能覆盖所有城市，因此增加了 9 位城市码输入功能。

触发方式：

text 复制代码

按 HOME
输入 9 位数字城市码

例如北京海淀：

text 复制代码

HOME 1 0 1 0 1 0 2 0 0

红外模块状态：

c 复制代码

#define IR_CITY_ID_DIGITS 9U

static rt_bool_t g_city_id_input_mode;
static char g_city_id_buf[IR_CITY_ID_DIGITS + 1];
static rt_uint8_t g_city_id_len;

按下 HOME：

c 复制代码

static void ir_city_id_start(void)
{
    g_city_id_input_mode = RT_TRUE;
    g_city_id_len = 0;
    rt_memset(g_city_id_buf, 0, sizeof(g_city_id_buf));
}

输入数字：

c 复制代码

g_city_id_buf[g_city_id_len++] = (char)('0' + digit);
g_city_id_buf[g_city_id_len] = '\0';

if (g_city_id_len >= IR_CITY_ID_DIGITS)
{
    g_city_id_input_mode = RT_FALSE;
    weather_clock_remote_city_id(g_city_id_buf);
}

如果输入过程中按了非数字键，会取消本次输入。按电源键也会取消输入并切换 ILI9341 显示状态。

为了避免用户不知道已经输入了哪些数字，程序还增加了屏幕实时提示。输入状态下，中间提示区域会显示：

text 复制代码

ID _________
ID 1________
ID 10_______
ID 101______

满 9 位后自动提交并隐藏提示。

红外模块在 HOME、每次数字输入、取消输入时都会通知天气模块：

c 复制代码

extern void weather_clock_remote_city_input(const char *partial, rt_bool_t active);

HOME 键进入输入模式：

c 复制代码

static void ir_city_id_start(void)
{
    g_city_id_input_mode = RT_TRUE;
    g_city_id_len = 0;
    rt_memset(g_city_id_buf, 0, sizeof(g_city_id_buf));
    weather_clock_remote_city_input(g_city_id_buf, RT_TRUE);
}

每输入一位数字：

c 复制代码

g_city_id_buf[g_city_id_len++] = (char)('0' + digit);
g_city_id_buf[g_city_id_len] = '\0';
weather_clock_remote_city_input(g_city_id_buf, RT_TRUE);

取消输入：

c 复制代码

weather_clock_remote_city_input(RT_NULL, RT_FALSE);

天气模块保存输入状态：

c 复制代码

static volatile rt_bool_t g_city_input_active;
static char g_city_input_buf[10];

渲染消息区时优先显示城市码输入状态：

c 复制代码

if (g_city_input_active)
    wc_draw_city_input_message();
else if (!wifi_ready)
    wc_draw_text(45, 207, "WIFI WAIT", 2, C_ERROR);
else if (!g_weather.valid)
    wc_draw_text(40, 207, "LIVE DATA WAIT", 1, C_AMBER);

提示文本由 wc_draw_city_input_message() 生成：

c 复制代码

rt_strncpy(text, "ID ", sizeof(text) - 1);
for (i = 0; i < 9; i++)
{
    char ch = g_city_input_buf[i];
    text[len++] = ch ? ch : '_';
}
wc_draw_text(45, 207, text, 1, C_AMBER);

这个功能没有全屏刷新，只会触发提示区域局部刷新。对 SPI TFT 来说，这种交互反馈开销很小，但用户体验提升明显。

14. 9 位城市码显示城市名

城市码用于查询，但屏幕上不应该长期显示数字编码。天气接口返回中包含 cityno，例如：

text 复制代码

cityno=haidian

因此天气解析时做了区分：

快捷城市：显示表内英文名，如 SANYA
9 位城市码：查询用数字 ID，显示优先使用接口返回的 cityno
IP 自动定位：显示接口返回的 cityno

关键逻辑：

c 复制代码

if (g_selected_city_digit > 0)
{
    rt_strncpy(weather->city, wc_selected_city_name(),
               sizeof(weather->city) - 1);
}
else if (cityno[0])
{
    wc_upper_copy(weather->city, sizeof(weather->city), cityno);
}

这样输入 101010200 查询海淀时，屏幕可以显示：

text 复制代码

HAIDIAN

而不是一直显示：

text 复制代码

101010200

15. 显示开关与背光硬件限制

电源键 0x0d 用于切换 TFT 显示状态。软件侧已经给 ILI9341 驱动增加了显示开关接口：

c 复制代码

void ili9341_display_on(rt_bool_t on)
{
    ili9341_write_cmd(on ? ILI9341_CMD_DISPON : ILI9341_CMD_DISPOFF);
    rt_pin_write(ILI9341_BL_PIN, on ? PIN_HIGH : PIN_LOW);
}

其中：

text 复制代码

0x28: ILI9341 DISPOFF
0x29: ILI9341 DISPON

天气模块中电源键处理如下：

c 复制代码

void weather_clock_remote_power(void)
{
    g_display_on = g_display_on ? RT_FALSE : RT_TRUE;
    ili9341_display_on(g_display_on);
    g_render_cache.valid = RT_FALSE;
    g_force_refresh = RT_TRUE;
}

但是结合实际原理图可以看到，当前 LCD 接口的 LED/POWER+ 直接连接到 +3V3，没有经过 MCU GPIO、三极管、MOS 管或 PWM 控制网络：

也就是说：

DISPOFF 可以关闭 ILI9341 显示输出，所以屏幕不再显示内容。
背光 LED 仍然由 +3V3 直接供电，所以屏幕仍然发亮。
代码中的 ILI9341_BL_PIN 即使拉高或拉低，也不会影响这一路硬件背光。

这解释了实际现象：

text 复制代码

按下电源键后，屏幕内容消失，但屏幕仍然亮。

这不是 ILI9341 命令没有生效，而是硬件没有提供可控背光开关。

如果要真正熄灭背光，需要修改硬件，例如增加低边 N-MOS 控制：

text 复制代码

LED/POWER- -> N-MOS -> GND
                 ^
                 |
              MCU GPIO

或者增加高边 P-MOS 控制：

text 复制代码

+3V3 -> P-MOS -> LED/POWER+
          ^
          |
       MCU GPIO

后续如果希望支持亮度调节，可以把控制脚接到 PWM 输出，通过占空比调节背光亮度。

当前软件关屏策略仍然有价值：关屏后不继续刷新 LCD 内容，减少 SPI 传输和 LCD 控制器活动；只是不能降低背光 LED 的功耗。

渲染函数中增加保护：

c 复制代码

if (!g_display_on)
{
    WC_LOG("render skipped display off");
    return;
}

关屏期间不再向 LCD 写屏幕内容，减少 SPI 传输。

15.1 实际运行效果

下面三张图是天气时钟与红外遥控联动后的实际显示效果。数字键可以快速切换城市，HOME 后输入 9 位城市码可以切换到区县级城市。

拉萨

漠河

海淀

海淀是通过城市ID切换的，海淀的城市ID是101010200。

16. MSH 调试命令

红外模块提供三个命令：

text 复制代码

ir_remote_start
ir_remote_status
ir_remote_dump

ir_remote_status 输出：

text 复制代码

ir_remote: status started=1 edges=118 last_pulse=324us level=1 protocol=NEC last_digit=-1 address=0x00 command=0x94 toggle=0 city_input=1 len=3 buf=101 rc5_frames=0 nec_frames=5 errors=0

字段含义：

text 复制代码

started       模块是否启动
edges         捕获到的边沿数量
last_pulse    最近一次脉宽，单位 us
level         当前边沿后的电平
protocol      最近解出的协议
last_digit    最近数字键，-1 表示不是数字
command       最近命令码
city_input    是否处于 9 位城市码输入模式
len           已输入位数
buf           当前输入缓存
rc5_frames    RC5 成功帧数
nec_frames    NEC 成功帧数
errors        解码错误计数

当 city_input=1 时，屏幕上也会同步显示 buf 对应的已输入城市码。

ir_remote_dump 输出最近 64 个脉宽：

text 复制代码

ir_remote: L:9000 H:4500 L:560 H:560 ...

天气模块提供城市表命令：

text 复制代码

weather_clock_city_map

输出：

text 复制代码

weather_clock: city digit 0: AUTO IP
weather_clock: city id input: press HOME then 9 digits, e.g. 101010100
weather_clock: city digit 1: BEIJING id=beijing
...

17. 构建系统处理

红外接收直接使用 timer_* 标准外设 API，例如：

c 复制代码

timer_deinit()
timer_init()
timer_input_capture_config()
timer_interrupt_enable()

但当前 BSP 没有启用 RT_USING_HWTIMER 或 RT_USING_PWM，默认不会编译 gd32vw55x_timer.c，链接时会出现：

text 复制代码

undefined reference to `timer_deinit'
undefined reference to `timer_init'
undefined reference to `timer_input_capture_config'

解决方法是在 applications/SConscript 中，如果存在 ir_remote.c 且没有启用 hwtimer/pwm，就补入标准外设 timer 源码：

python 复制代码

if os.path.exists(os.path.join(cwd, 'ir_remote.c')) and \
   not (GetDepend('RT_USING_HWTIMER') or GetDepend('RT_USING_PWM')):
    src += [os.path.join(cwd, '..', 'packages',
                         'gd32-riscv-series-latest', 'GD32VW55x',
                         'GD32VW55x_standard_peripheral', 'Source',
                         'gd32vw55x_timer.c')]

这样不需要打开完整 hwtimer/pwm 设备框架，也能让当前红外模块正常链接。

18. 调试过程中的典型问题

18.1 模块启动但没有按键

现象：

text 复制代码

ir_remote: status started=1 last_digit=-1

此时需要看 edges：

text 复制代码

edges=0

表示 PB11 没有收到边沿，优先检查：

红外接收头供电
输出脚是否接 PB11
GND 是否共地
接收头输出是否需要上拉
遥控器是否有电

18.2 有边沿但解不出协议

现象：

text 复制代码

edges=118
nec_frames=0
rc5_frames=0

说明硬件基本通了，但协议或时序不匹配。执行：

text 复制代码

ir_remote_dump

如果看到：

text 复制代码

L:9000 H:4500

基本就是 NEC。如果是 900us/1800us 交替，更像 RC5。

18.3 数字键映射错误

曾经出现 command=0x08 被识别为数字 4 的问题。原因是通用 21 键遥控器映射表与当前遥控器不同。

解决方法是优先处理当前遥控器的 0x00 到 0x09：

c 复制代码

if (command <= 9)
    return command;

然后再保留通用映射作为 fallback。

18.4 输入城市码后显示数字而不是城市名

最初自定义城市码模式直接把顶部城市名设置为 9 位数字。后来改成查询用城市码，显示用接口返回的 cityno。

这是一个典型的"查询标识"和"显示名称"分离问题。嵌入式 UI 中也应该避免把内部 ID 直接暴露给用户。

18.5 输入城市码时缺少反馈

红外遥控器没有本地显示屏，如果 MCU 屏幕不提示已输入内容，用户很容易输错 9 位城市码。

解决方法是在天气时钟界面的提示区域显示输入进度：

text 复制代码

ID 101______

输入完成、取消输入或按下电源键后清除提示。这个设计不需要额外页面，也不会打断天气主界面。

19. 启用 hwtimer/pwm 的取舍

本项目没有启用 RT-Thread hwtimer/pwm 设备框架，而是直接操作 TIMER1。

如果启用 RT_USING_HWTIMER：

好处是 timer 设备由 RT-Thread 统一管理。
标准外设 timer 源码会自动编译。
适合普通周期定时和超时回调。

但对当前红外输入捕获来说，hwtimer 设备接口并不一定封装输入捕获功能。同时，如果 hwtimer 驱动也注册并占用 TIMER1，就可能与红外接收冲突。

如果启用 RT_USING_PWM：

适合红外发射、背光调光、蜂鸣器等输出功能。
但对红外接收没有直接帮助。

因此当前设计选择直接使用 TIMER1_CH2 输入捕获，避免引入额外设备框架。

20. 构建方法

在 BSP 目录下执行：

powershell 复制代码

scons -j4

成功后生成：

text 复制代码

rtthread.elf
rtthread.bin

当前工程已经包含天气时钟、WiFi、HTTP、NTP、ILI9341、红外解码等功能，RAM 使用率较高。继续扩展功能时需要注意：

控制线程栈大小
避免大数组
避免在 ISR 中做复杂处理
复用缓冲区
谨慎引入大型协议库

21. 总结

这个红外遥控功能的关键点不是"收到一个按键"，而是完整处理从硬件波形到业务控制的链路：

text 复制代码

PB11 输入波形
  |
TIMER1_CH2 双边沿捕获
  |
ISR 计算脉宽
  |
RC5/NEC 状态机解码
  |
红外线程解析按键
  |
调用天气时钟控制接口
  |
切换城市、输入城市码、控制显示状态

对嵌入式系统设计人员来说，这个案例体现了几个实用原则：

微秒级协议应使用硬件定时器，不依赖系统 tick。
ISR 中只做最小工作，日志和业务逻辑放到线程。
协议调试必须能看到原始脉宽。
按键码映射要以实际遥控器为准。
输入 ID 和显示名称应分离。
多位数字输入必须提供可见反馈，否则遥控器交互很容易误操作。
外设模块和业务模块通过明确接口交互，避免直接耦合全局变量。

红外遥控接入后，天气时钟从一个被动显示设备变成了可以远程交互的嵌入式终端，也为后续增加菜单、设置、城市收藏、亮度调节等功能打下了基础。