# CH32V003 与 TFDU4101 红外通信测试：低成本红外数据传输方案
## 一、测试目的
官方没有给出历程，想学习一下配置irDA模式的串口
## 二、硬件准备
### 1. 核心器件清单
主控 MCU：CH32V003F4P6（SOP8 封装，72MHz 主频，内置 USART、GPIO 等外设）
红外模块：TFDU4101（集成红外发送器与接收器，支持 38kHz 载波，3.3V 供电）
辅助元件：10kΩ 上拉电阻（按键用）、1kΩ 限流电阻（LED 用）、3.3V 电源模块（或 USB 转 3.3V）
工具：烧录器、杜邦线、示波器（可选，用于信号调试）
TFDU4101 引脚定义
原理图如下
### 2. 硬件连接表
CH32V003 引脚 TFDU4101 引脚 功能说明 备注
PD5 RX 红外模块接收端（数据输入） USART1_TX，
PD6 TX 红外模块发送端（数据输出） USART1_RX，
PD3 LED 正极 接收成功指示灯 LED 负极串 1kΩ 电阻接 GND
3.3V VCC 模块供电 不得接 5V，避免烧毁芯片
GND GND 共地 必须共地，否则通信不稳定
## 三、软件设计
### 1. 核心功能架构
基于 CH32V003 的 USART 外设，启用IrDA 模式（红外专用编码协议），适配 TFDU4101 的 38kHz 载波调制。
按键触发发送固定字符串，接收数据时翻转 LED 指示灯，并回显接收内容（便于直观验证）。
采用中断接收方式，提升数据接收效率，避免主循环阻塞。
### 2. 关键代码实现（完整可运行）
（1）头文件与宏定义
c
```c
#include "debug.h"
#include "SoftUART.h"
/* Global define */
/* Global Variable */
vu8 val;
uint8_t tmp[20] = {0x01, 0x80, 0xaa, 0x55};
// 串口接收配置
#define RX_BUF_SIZE 64
uint8_t rx_buf[RX_BUF_SIZE];
uint16_t rx_len = 0;
uint8_t rx_complete = 0; // 接收完成标志（换行符结束）
/*********************************************************************
* @fn USART1_Config
* @brief 初始化串口1（PD5/PD6引脚 + IrDA模式，适配TFDU4101）
********************************************************************/
void USART1_Config(uint32_t baudrate)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure = {0};
USART_InitTypeDef USART_InitStructure = {0};
// 1. 使能USART1时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO|RCC_APB2Periph_GPIOD |RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
// 2. 配置PD5（TX）和PD6（RX）为串口功能
// PD5：复用推挽输出（IrDA发送端）
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; // 复用推挽输出（USART1 TX）
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
// PD6：浮空输入（IrDA接收端）
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; // 浮空输入（USART1 RX）
GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
// 3. 配置串口基本参数（8N1）
USART_InitStructure.USART_BaudRate = baudrate;
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; // 收发模式
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); // 调用库函数初始化
USART1->CTLR2 &=0x87FF;
USART_SmartCardCmd(USART1,DISABLE);
USART_HalfDuplexCmd(USART1,DISABLE);
// 4. 配置IrDA模式（TFDU4101必须启用，红外信号需要IrDA编码）
// 5. 使能接收中断（收到数据后触发中断）
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE); // 接收非空中断
// 6. 配置NVIC中断优先级
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure = {0};
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; // 抢占优先级1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; // 子优先级1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
/* must clean LINEN,STOP,CLKEN,SCEN,HDSEL */
//USART_LINCmd(USART1, DISABLE);
// 7. 使能串口1
USART_Cmd(USART1, ENABLE);
USART_SetPrescaler(USART1,1);//很重要
USART_IrDAConfig(USART1, USART_IrDAMode_Normal); // 标准模式（非低功耗）
// USART_IrDACmd(USART1, DISABLE); // 开启IrDA功能
USART_IrDACmd(USART1, ENABLE); // 开启IrDA功能
}
/*********************************************************************
* @fn GPIO_Toggle_INIT
*
* @brief Initializes GPIOA.0
*
* @return none
*/
void GPIO_Toggle_INIT(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure = {0};
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_30MHz;
GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
GPIO_WriteBit(GPIOD, GPIO_Pin_4, Bit_RESET);
}
//#define SENDDEV
#define RECVDEV
/*********************************************************************
* @fn main
*
* @brief Main program.
*
* @return none
*/
int main(void)
{
uint8_t i=0;
uint8_t strarr[64];
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1);
SystemCoreClockUpdate();
Delay_Init();
#if (SDI_PRINT == SDI_PR_OPEN)
SDI_Printf_Enable();
#else
USART_Printf_Init(115200);
#endif
GPIO_Toggle_INIT();
USART1_Config(9600);
// printf("SystemClk:%d\r\n", SystemCoreClock);
// printf("ChipID:%08x\r\n", DBGMCU_GetCHIPID());
SoftUARTFunc.Init(115200);
// USART1_SendString("IrDA Ready (PD5/PD6)\n"); // 初始化提示
uint8_t flag =0;
while (1)
{
#ifdef SENDDEV
USART1_SendString("Send:irDA test\n");
#endif
Delay_Ms(1000);
#ifdef RECVDEV
if (rx_complete)
{
rx_complete = 0; // 清除标志
// 翻转LED提示接收完成
GPIO_WriteBit(GPIOD, GPIO_Pin_3, (i == 0) ? (i = Bit_SET) : (i = Bit_RESET));
// 回显接收数据
// printf("Received:%s\n",rx_buf);
sprintf(strarr,"Received: ");
SoftUARTFunc.TransmitBytes(strarr,strlen(strarr));
memcpy(strarr,rx_buf,strlen(rx_buf));
SoftUARTFunc.TransmitBytes(strarr,strlen(strarr));
memset(rx_buf,0,64);
memset(strarr,0,64);
}
#endif
// if (SoftUARTFunc.ReceiveBytes(tmp, 0xff))
// SoftUARTFunc.TransmitBytes(tmp, 4);
}
}
/*********************************************************************
* @fn USART1_IRQHandler
* @brief 串口1中断服务函数（PD6接收数据处理）
********************************************************************/
void USART1_IRQHandler(void) __attribute__((interrupt("WCH-Interrupt-fast")));
void USART1_IRQHandler(void)
{
uint8_t data = 0;
if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET) // 接收非空中断触发
{
data = USART_ReceiveData(USART1); // 读取接收数据
// 接收逻辑：缓冲区未满且未到结束符
if (rx_len < RX_BUF_SIZE - 1)
{
rx_buf[rx_len++] = data;
if (data == '\n') // 以换行符作为一包数据结束
{
rx_buf[rx_len] = '\0'; // 字符串结束符
rx_complete = 1; // 置位接收完成标志
rx_len = 0; // 重置接收长度
}
}
else
{
// 缓冲区满，强制结束
rx_buf[RX_BUF_SIZE - 1] = '\0';
rx_complete = 1;
rx_len = 0;
}
USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE); // 清除中断标志
}
}
```
注意在串口初始话的过程中一定要把**分频设置成1** 。把这句话加初始化程序中
## 四、过程与结果
关键现象验证
接收端收到数据后，LED 稳定翻转，串口回显内容完整，无乱码。
遮挡红外窗口时，通信立即中断；移除遮挡后，通信恢复正常。
低波特率（2400）下，即使有轻微遮挡或角度偏差，仍能稳定通信。
### 五、常见问题与解决方法
问题现象 可能原因 解决方法
接收端无反应 1. IrDA 模式未开启；2. 引脚重映射配置错误；3. 硬件接线反 1. 确认调用USART_IrDACmd(USART1, ENABLE)；3. 核对 PD5/PD6 与 TFDU4101 的 TX/RX 连接 确定初始话分频
通信距离短 1. 波特率过高；2. 红外窗口未对准；3. 电源电压不稳定 1. 降低波特率至 2400；2. 调整设备角度，避免遮挡；3. 更换稳定的 3.3V 电源
接收数据乱码 1. 波特率不匹配；2. 时钟配置错误 1. 确保两套设备波特率一致；
六、总结
1. 测试结论
CH32V003 与 TFDU4101 的组合实现了低成本、低功耗、短距离的红外通信，整套方案硬件成本＜5 元，完全满足玩具、简易传感器、遥控器等场景的需求。其中，2400 波特率是兼顾距离与效率的最优选择。
2. 关于CH32V003 单片机，单线下载，MR stdio软件做的很好，比其他厂家基于eclipse开发的启动快多了
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