红外光通信装置设计与总结报告

红外光通信装置设计与总结报告

摘 要 随着计算机与通信技术的飞速发展，计算机通信得到广泛应用，硬件技术可谓是日新

月异，其总体趋势向着高集成、高稳定性、高速和高性价比方向发展。而红外无线通信系

统装置则是目前应用较为广泛的通信形式。

该红外通信系统通过将音频信号调制在465KHZ 的载波上，然后再经红外发射电路

发射出去，在接受指令时通过红外接收管接受红外信号，经选频放大电路和滤波电路

完成解调，最后通过功率放大电路经扬声器还原声音。另一方面，本实验利用

PIC18f4520进行信息的采集和处理，利用放大电路跟内置A/D 转换芯片，对温度进行

测量并显示在1602上。

一丶方案设计

信号的调制方式有三种，即调幅、调频、调相

其中调频调制具有比幅度调制调频率高、带宽宽、抗干扰强，同时比调相方式经

济等特点。锁相环技术（PLL ）是一种能自动跟踪输入信号相位的闭环自动控制

系统。该技术在频率调制方面应用十分广泛，遍及广播、电视、雷达、导航、计

算机及仪表等领域。锁相环集成电路CD4046（ 能跟踪输入信号相位的闭环自

动控制系统）是一种低频多功能单片机数字锁相环集成电路，最高工作频率

1.3MHz

，电源电压3~18V 。与类似的双极性单片锁相环集成电路相比，功耗仅

为其数百分之一，因而它在频率调制与解调、频率合成、电视机彩色副波提取、

FM 立体声解码、遥控系统、频率的编码和译码等诸多方面均得到了应用。集成

环路部件以其低成本、性能优良、使用简便而得到了青睐。本文介绍了集成锁相

环cd4046在频率的调制与解调方面的应用。

基于频率调制和锁相环技术的优点，本文在文献【1

】的基础上介绍一种应用锁

相环和红外技术制作而成，采用频率调制方式，用红外线传送音频信号的调频红

外无线耳机。该耳机具有供电方式多样，传输距离10m 以内，音质较好，红外信

号基本不受电磁干扰，性价比高等特点。

二丶 设计框图

（1）设计框图思路

发射部分 接收部分

（2）设计细节框图

发射机

接收机

三丶电路设计

调制电路

音频

信 号

预放大电 路 CD4046调制 红外线二极管发射 接受信

号并放

大

CD4046解调 功放电路电路

当从9脚输入载波信号Ui时，从4脚可输出受输入信号调制的调频信号

Uo，由于调频时VCO有一定的频偏，所以不需要12脚外接电阻，仅用R5和C6确定、VCO的中心频率fo如果对频偏有要求，则根据实际需要选择12脚电阻。

解调电路

解调电路（C1与R1作用同调制电路，R3与C2控制fo的频带宽度）

从14脚输入调频波信号

Ui与VCO输出的信号经PDI获得变化的误差电压，该电压通过低通滤波器滤掉高频成分，继而获得随调制信号变化而变化的信号，经跟随器得到解调信号，从10脚输出Uo，从而实现解调过程

接收电路

功放电路

四·参数计算

CD4046调制，解调的中心频率

VCO的中心频率fo由图1中的VDD、R1、R2和C1的关系曲线图决定。当CD4046的供电电压为5V，R2为0时，fo与R1、C1的曲线关系如图2所示。fmin表示输入信号的最小频率，fmax表示输入信号的最大频率。当R2为∞时，锁定频率范围

2fc由如下公式决定：2fc=（1/π)√2π|fmax-fmin|/(R1C1) 由该式得允许的频率偏移值fc

五丶通信原理分析

红外线通信，通常又叫红外光通信，是利用红外线传送信息的一种通信方式。红外线通信所传输的内容是多样的，可以是音频信号，也可以是视频信号。利用红外线，可以构成无绳电话及无线耳机系统。红外线的传输距离不远，一般在十米以内，但可以避免频谱占用，信号失真等电气指标较易处理，应用于普通的办公室和家庭等场合应该已经可以满足要求。

六丶程序

#include

#include "k18.h"

#include "lcd1602.h"

#include "ds18b20.h"

#include"ds1302.h"

/*实验说明：18B20芯片插入K18开发板P4插座，插入时注意方向，18B20芯片上的型号朝外*/

void main(void)

{

int tp; /*寄存器定义*/

LCD_init();

k18_init();

LCD_setxy(2,1);

LCD_wrstr("TEMP:");

LCD_setxy(2,14);

LCD_wrchar(USER_CHAR6);/*在LCD屏上显示单个预定义字符:℃*/

/*K18主板初始化*/

while(1)

{

tp=get_temp();/*调用温度转换函数*/

if(tp>0x3fff) /*判断是否为负温，若是负温，前面显示负号*/

{

LCD_setxy(2,7);

LCD_wrchar('-');

}

else

{

LCD_setxy(2,7);

LCD_wrchar('+');/*是正温，前面显示正号*/

}

tp&=0x3fff;/*屏蔽最高两位符号位*/

LCD_setxy(2,13);

LCD_wrlval(tp,5,2);

}

#include

#include

#include"k18.h"

#include "ds18b20.h"

//******************************************************************** **

// reset_ds18b20: DS18B20复位

//功能----DS18B20复位

//入口参数: ----无

//出口参数: ----无

//******************************************************************** **

void reset_ds18b20(void)

{

unsigned int i;

DQ_LOW(); /*主机拉总线至低电平*/

/*=====晶振改变时，修改下句=====*/

Delay100TCYx(12);/*保持至少480us*/

DQ_HIGH();

}

//******************************************************************** **

// ack_ds18b20: 等待DS18B20应答