红外光通信装置 设计报告
制作简易红外通信装置_通信工程课程设计报告
专业技能实训报告题目制作简易红外通信装置学院信息科学与工程学院专业通信工程班级学生学号指导教师二〇一四年一月六日目录1 前言 (1)1.1 系统设计简要说明 (1)2 系统方案 (2)2.1方案比较与选择 (2)2.1.1 语音采集模块 (2)2.1.2 运算放大模块 (2)2.1.3 脉宽调制模块 (2)2.1.4 语音输出模块 (2)2.1.5 温度传感模块 (3)2.2 方案描述 (3)2.3 理论分析与计算 (3)2.3.1 通信原理分析 (3)2.3.2 提高转发器效率方法 (3)3 电路与程序设计 (4)3.1 总体电路图 (4)3.2 电路设计 (4)3.2.1 运算放大模块 (4)3.2.2 红外发送接收模块 (5)3.2.3 语音输出模块 (5)3.3 程序设计 (5)4 测试方案与测试结果 (7)4.1 测试方案 (7)4.2 测试数据 (7)4.3 测试结果记录 (7)5 实训结语 (8)参考文献 (9)附录 (10)部分源代码 (10)济南大学实训报告1 前言1.1 系统设计简要说明随着社会的发展、科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便于生活的遥控系统开始进入了人们的生活。
传统的遥控器采用专用的遥控编码及解码集成电路，这种方法虽然制作简单、容易，但由于功能键数及功能受到特定的限制，只实用于某一专用电器产品的应用，应用范围受到限制。
而采用单片机进行遥控系统的应用设计，具有编程灵活多样、操作码个数可随便设定等优点。
本系统设计红外光通信装置，主要由前置电路模块、脉宽调制模块、红外发送接收模块、中级转发模块和语音输出模块五部分组成。
采用STM32作为主控制器进行A/D采集，脉宽调制，并控制数据传送，LM358主要作为前置电路放大器，18B20芯片感应环境温度， LM386模块进行功率放大。
系统设计基本上实现了红外光通信，完成了语音信号传输的功能。
STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核。
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。
红外光通信装置
红外光通信装置（F题）摘要本作品设计了一款红外光通信装置，利用红外光作为载体，采用PWM调制技术，实现了对语音和数字信号的实时传输，通信距离至少可达2m，并且具备中继转发节点，该节点在转发时最大功耗为mw，用以改变通信方向，在输入信号为0时，最终输出端噪声小于100mV。
1 方案设计与论证1.1红外收发管的选择红外通信是利用950nm近红外波段的红外线作为传递信息的媒体，由于本题要求传输距离只需大于2m，为了尽量降低功耗，在此我们选用了中心波长为850nm的红外发射管TSHG6400，为了很好的匹配发射管，在此我们选用中心波长为860nm的PT333，以便更好的接收发射过来的功率。
1.2信号调制方式采用PWM调制方式实现1.3系统工作描述整个系统由发射装置、中转装置、接收装置组成。
发射装置采用PWM调制，由STM32F051C4将采集的语音信号与温度信号实时发送给中转装置；中转装置用于实时接收发送过来的调制信号，经MSP430处理后再次发送给最终接收装置，以实现传输方向90度改变；接收装置接收到中转站发过来的信号后，经饱和放大然后再次比较输出，进入STM32F051C4进行数据处理，最终将温度显示在LED上显示，声音信号由音频输出接口输出。
2理论分析与计算2.1通信距离与载波占空比的设置2.2红外发射电路电路的分析红外发射电路由红外发射二极管TSHG6400构成，中心波长为850nm。
2.3 红外接收电路的分析红外接收管，采用pt333，该电路采用运放的模式进行驱动，R3和C5用于组成高通滤波电路，对信号进行滤波，从而减少空间中其他光照对数字信号的影响。
2.3信号预处理分析信号预处理用于对输入语音信号进行电平提升与滤波，防止AD采样混叠现象，使得输入信号被调理达到AD采样范围内。
3电路与程序设计3.1硬件电路设计3.1.1 语音信号处理设计3.1.2 温度采集电路设计采用TMP275易于控制，低功耗3.1.2功率放大电路设计采用OPA691低功耗，驱动能力强，静态电流小。
红外光通信装置实训报告
一、引言随着科技的不断发展，无线通信技术已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
红外光通信作为一种新型的无线通信方式，具有传输速度快、抗干扰能力强、成本低廉等优点，在智能家居、物联网等领域具有广泛的应用前景。
本次实训旨在通过设计、制作和测试红外光通信装置，掌握红外光通信的基本原理和实际应用。
二、实训目的1. 了解红外光通信的基本原理和特点；2. 掌握红外光通信装置的设计与制作方法；3. 提高动手能力和实际操作技能；4. 熟悉红外光通信在实际应用中的优势与挑战。
三、实训内容1. 红外光通信原理红外光通信是利用红外线作为载波，通过调制和解调技术实现信息传输的一种通信方式。
红外线是一种波长在780nm至1mm之间的电磁波，具有传输速度快、抗干扰能力强、成本低廉等优点。
2. 红外光通信装置设计本次实训设计的红外光通信装置主要包括以下模块：（1）红外发射模块：将语音信号进行调制，通过红外发射管发射出去；（2）红外接收模块：接收红外发射模块发射的红外信号，并将其解调为语音信号；（3）中继转发模块：将接收到的信号进行放大、滤波和转发，以实现长距离传输；（4）电源模块：为整个装置提供稳定的电源供应。
3. 红外光通信装置制作根据设计要求，制作红外光通信装置的具体步骤如下：（1）选取合适的红外发射管和红外接收管；（2）设计电路原理图，并选用合适的电子元器件；（3）焊接电路板，连接各个模块；（4）调试各个模块，确保装置正常运行。
4. 红外光通信装置测试（1）测试红外发射模块：调整发射功率，确保信号传输稳定；（2）测试红外接收模块：调整接收灵敏度，确保信号接收质量；（3）测试中继转发模块：调整转发增益，确保信号传输距离；（4）测试整个装置：进行语音通信，观察通信质量。
四、实训结果与分析1. 实训结果经过设计与制作，成功完成了红外光通信装置的搭建。
测试结果显示，装置在传输距离2m内，语音信号无明显失真，通信质量良好。
2. 实训分析（1）红外发射模块：通过调整发射功率，可以改变信号传输距离。
【精品】红外光通信装置系统设计
本科毕业论文（设计）题目（中文）红外光通信装置系统设计(英文）Infraredcommunicationdevicesystem学院信机学院年级专业2011级通信工程学生姓名完成日期2015年4月上海师范大学本科毕业论文（设计）诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文(设计），题目《红外光通信装置系统设计》是本人在指导教师的指导下，进行研究工作所取得的成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。
除此之外，本论文（设计）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
本人完全意识到本声明应承担的法律责任。
作者签名：日期：年月日摘要众所周知，红外光通信装置广泛应用于生活科技、IT产业、航空航天乃至军工业。
本次设计将利用已经学过的编程以及电路知识,将设备细分为两项基本模块，分别是红外光发射模块、红外光接收模块。
通过软硬件相结合,利用Keil编辑软件部分，并进行仿真，再将硬件进行连接和搭建，实现指定的功能。
具体过程可以简单地描述为：按键后红外光发射模块将键值编码发射，由红外光接收模块将红外光信号解码,并通过51单片机实现电路板功能的切换，具体显示于LCD1602屏上。
关键词:红外光通信装置、Keil、两项基本模块、发射模块、接收模块、键值、51单片机、LCD1602.AbstractAsweallknow，infraredcommunicationdeviceiswidelyusedindalilylife，aviation,ITindustryandevenmilitaryindustry。
Thisdesignwilltakeadvantageofprogrammeandcircuitrythatwehavealre adylearned,todevidethedeviceamong2modulesasinfraredemissionmodul eandinfraredreceivingmodule。
红外通信装置设计报告
*******大学****学院***********（设计报告）题目红外通信装置学院********学院专业************班级********学生******学号**********指导教师**********二〇** 年 ** 月 ** 日目录前言 ............................................................................................................................................. - 3 -1 系统方案.................................................................................................................................. - 4 -1.1方案总框图................................................................................................................... - 4 -1.2方案选择....................................................................................................................... - 5 -1.2.1 语音输入模块.................................................................................................. - 5 -1.2.2 运算放大模块.................................................................................................. - 5 -1.2.3 脉宽调制模块.................................................................................................. - 5 -1.2.4 语音输出模块.................................................................................................. - 5 -1.2.5 温度传感模块.................................................................................................. - 5 -1.2.6 显示模块.......................................................................................................... - 5 -1.3 理论分析与计算.......................................................................................................... - 6 -1.3.1 滤波电路参数的计算...................................................................................... - 6 -1.3.2 信号处理分析.................................................................................................. - 6 -2 电路与程序设计.................................................................................................................... - 7 -2.1 总体电路图.................................................................................................................. - 7 -2.2 电路设计...................................................................................................................... - 8 -2.2.1 运算放大模块.................................................................................................. - 8 -2.2.2 红外发送接收模块.......................................................................................... - 9 -2.2.3 语音输出模块................................................................................................ - 10 -2.3 程序设计.................................................................................................................... - 11 -2.3.1程序框图........................................................................................................ - 11 -2.3.2 发送端............................................................................................................ - 12 -2.3.3 接收端............................................................................................................ - 12 -3 测试方案与测试结果............................................................................................................ - 13 -3.1 测试方案.................................................................................................................... - 13 -3.2 测试数据.................................................................................................................... - 14 -3.3 测试结果分析............................................................................................................ - 15 -4 结语 ....................................................................................................................................... - 15 -参考文献.............................................................................................................................. - 16 -红外通信装置摘要本系统设计红外光通信装置，主要由前置电路模块、脉宽调制模块、红外发送接收模块和语音输出模块四部分组成。
红外收发通信系统设计与实现实验报告
红外收发通信系统设计与实现实验报告目录1. 实验目的与要求 (2)1.1 学习红外收发通信系统的基本原理 (2)1.2 掌握红外收发系统的硬件设计与软件编程 (3)1.3 实现红外信号的收发功能 (5)2. 实验原理与技术要求 (6)2.1 红外通信技术 (7)2.2 红外收发模块介绍 (8)2.3 通信协议与信号处理 (9)3. 实验仪器与设备 (11)3.1 实验所需的硬件设备 (11)3.2 实验所需的软件工具 (13)4. 实验设计 (13)4.1 系统硬件设计 (14)4.1.1 红外发射模块的选择与连接 (16)4.1.2 红外接收模块的选择与连接 (19)4.2 系统软件设计 (20)4.2.1 通信协议的设计 (21)4.2.2 数据处理与异常处理 (22)5. 实验步骤 (23)5.1 准备工作 (24)5.2 硬件电路的搭建 (26)5.2.1 红外发射电路的连接 (27)5.2.2 红外接收电路的连接 (29)5.3 软件编程 (30)5.3.1 数据发送程序编写 (31)5.3.2 数据接收程序编写 (31)5.4 系统调试 (33)6. 实验结果与分析 (34)6.1 通信系统的测试 (36)6.2 结果数据的记录与分析 (37)6.3 存在的问题与改进措施 (38)1. 实验目的与要求本次实验的目的是加深学生对红外远程控制技术原理的理解，掌握红外收发模块的工作原理和应用。
通过实际操作，学生能够亲手设计并实现一个简单的红外收发通信系统。
实验还旨在培养学生的逻辑思维、电路设计、焊接调试以及系统综合应用的能力。
具体包括：能够根据实验目的设计实验电路，并利用电路绘制工具清晰准确地绘制电路图。
实验报告中应包括实验结果的分析，包括系统的工作状态、实验数据的验证和测试结果的解释。
在进行红外信号的测试时，要考虑到外界环境因素，如阳光直射、其它红外源干扰等。
在编写实验报告时，应充分展示自己的思考过程，不仅仅是结果的罗列。
红外光通信装置设计报告分解
红外光通信装置设计报告分解设计报告：摘要：本设计报告旨在介绍一个红外光通信装置的设计，并详细阐述了其原理、设计流程以及各个组成部分的功能和实现。
该装置是一种基于红外光通信技术的通信设备，能够实现数据的传输和通信。
该装置具有传输速率高、抗干扰性强等优点，适用于一些特定的场景，比如无线遥控、室内定位等。
1.引言1.1背景随着科技的发展，无线通信技术变得越来越重要和普遍。
红外光通信作为非常全面的有线通信技术，具有快速传输速率和低功耗的特点，已经广泛应用于各种领域。
然而，由于缺乏相关的红外光通信装置的设计报告，许多人对红外光通信技术的理解和应用还相对较少。
因此，本设计报告旨在填补这个空白，提供一个详细的红外光通信装置的设计和实现方法。
1.2目的本设计报告的主要目的是介绍一个红外光通信装置的设计过程和实现方法，以促进人们对红外光通信技术的理解和应用。
2.红外光通信原理2.1红外光通信是什么？2.2红外光通信的工作原理2.3红外光通信和其他通信技术的比较3.系统设计3.1系统功能需求3.2系统框图3.3硬件设计3.3.1发射器设计3.3.2接收器设计3.4软件设计3.4.1发射端软件设计3.4.2接收端软件设计4.性能评估4.1通信速率4.2抗干扰性能4.3传输距离5.结论根据实验结果，本设计的红外光通信装置可以实现预期的通信功能。
通过对系统的性能评估，我们可以发现该装置在传输速率方面具有较高的性能，并且表现出良好的抗干扰性能和传输距离。
因此，该装置适用于一些特定的场景，比如无线遥控和室内定位等。
然而，尽管该装置在许多方面表现出色，还是存在一些局限性，比如受到环境光的干扰和传输距离的限制等。
红外光通信报告
摘要
本题目要求设计一个红外光通信装置，能够定向并实时传输语音和温度信息。
语音信号通过功率放大后，与经过ASK调制的温度信号相加，由红外发射管实现定向传输。
红外接收端接收到的信号经过低通滤出音频信号，再经过功率放大，重新恢复语音信号；通过高通滤出温度的ASK信号，再经过放大，整流，低通滤波，波形整形，以非相干解调的方式还原温度信号，并由单片机处理和显示。
在2m传输距离下，语音信号无明显失真，可以实时准确传输发射端的环境温度。
整个系统抗干扰性强，满足基础部分要求和部分发挥部分要求。
关键词：红外通信ASK 非相干解调。
红外光通信装置设计报告
2013年全国大学生电子设计竞赛红外光通信装置设计报告（F题）【本科组】2013年9月7日目录一、前言 (1)二、系统方案设计 (2)（一）设计原理 (2)1、红外红外线的特点 (2)2、红外线发射和接收 (2)（二）设计方案 (3)整体方案图 (3)（三）单元电路设计 (4)1、发射端 (4)（1）音频发射端电路图 (4)（2）数字信号发射端 (4)（3）发射部分用到的元器件及其相关参数 (5)2、接收端 (5)三、红外通信接口的硬件电路设计 (5)1、红外发送器 (6)2、NE555时基电路芯片 (6)3、红外发射二极管 (7)四、调试与测试 (8)1、红外发射模块通信的调试与测试 (8)2、红外接收模块通信的调试与测试 (8)五、系统软件设计 (8)系统软件设计整体流程图 (8)六、测试方案与测试结果 (11)（一）测试方案 (11)（二）测试条件与仪器 (11)（三）测试结果 (11)七、结语 (11)八、参考文献 (11)九、附录 (12)1、程序 (12)2、系统结构原理图 (13)红外光通信装置设计报告（F题）一、前言本设计利用已学电路知识，将电路分成红外发射模块、红外接收模块、环境温度传输模块三个模块，完成了红外光通信收发系统设计，以话筒为输入信号，由发送电路调试后，再由输入电路的红外接收管接收，经由（LM-386）放大，高通滤波器过滤后，在喇叭（耳机）中听到输入的语音。
关键词：红外通信；发射；接收；温感；The design used the knowledge of circuit , and it has been divided into three parts as infrared emission circuit module, the infrared receiving module, and temperature transmission module , then we completed the design of infrared communication transceiver system, we used microphone to input signal, the debugging by sending circuit and then received by the input circuits of infrared receiving tube, via (LM - 386) amplifier, filter high-pass filter, I we could heard a voice input in the horn (headphones).二、 系统方案设计（一）设计原理1、红外红外线的特点人的眼睛能看到的可见光，若按波长排列，依次（从长到短）为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。
2014电赛F题红外光通信报告
(3)
由(3)式，代入仿真数据，可以求得其两个极点分别为
S1 = −1287902 + 3000000 ∗ i S2 = −1287902 − 3000000 ∗ i
分析其零点分布可知该滤波器为高通滤波器，且其截止频率为
������������ = 1287902 ⁄ (2 ∗ π) = 20.498KHz（4）
R6 R4 100kΩ Key=A 22Ω R1 15 % 100kΩ Key=A 20 % VCC 5V
红外发光二极管1
红外接收二极管
C2 100µF Q2 9013 R3 51kΩ R2 21.5Ω C1
1
红外发光二极管2
Q1
C 3 E
B S8050
4.7µF
输出V0
2
R5 22Ω
图 3 中继转发电路
3 电路与程序设计
3.1 电路设计 3.1.1 发射电路设计 如图 4 所示，红外光发射电路主要由 TL084 及外围器件组成的反相加法电 路和发光二极管驱动电路组成。 其中加法电路将两路信号和为一路，同时可以实 现前后级的隔离，消除后级电路对前级电路的影响。 根据理想运放电路的“虚短”和“虚断”概念， 可知加法器的输出电压V0与输入 电压V1，V2的关系为： V0 = −(
红外光通信装置（F 题）
摘要
本设计要求设计一个红外光通信装置， 通过确定红外发光管和接收管的静态工作 点，使其工作于线性区，使得音频信号可以直接调制红外光强，从而实现语音红 外通信。发挥部分采用 MSP430 单片机采集温度信息并通过 38KHz 的载波进行 OOK 调制，利用加法电路实现与音频信号的频分复用。本设计还通过加入中继 转发节点增加了传输距离并改变了传输方向。 在系统接收端分别通过高通和低通 滤波器滤出低频语音信号和高频温度调制信号， 并经耳机输出声音信号， 同时将 温度信息在 LCD12864 上显示。本系统在 2m 距离上利用红外装置实现了信号的 顺利传输， 通过中继成功实现了 4m 距离的信号传输， 其他测量结果均满足要求。 系统数字信道部分采用信道编码，提高了通信传输质量。
2024红外收发通信系统的设计与实现实验报告
2024红外收发通信系统的设计与实现实验报告实验报告：2024红外收发通信系统的设计与实现一、实验背景红外通信是一种无线通信方式，通过红外线传输信息信号。
在无线通信中，红外通信的应用广泛，如遥控器、红外传感器等。
本实验旨在设计并实现一种红外收发通信系统，实现两个设备之间的无线通信。
二、实验目的1.学习红外线通信的原理和技术；2.掌握无线通信系统的设计与实现方法；3.实现红外收发通信系统，实现设备之间的信息传输。
三、实验材料与设备1.红外传感器：用于接收并解码红外信号；2.发射器：用于发射红外信号；3.控制电路板：用于控制红外传感器和发射器；4.电源：用于供电。
四、实验步骤1.红外收发器的设计与制作根据实验要求，选择并购买红外传感器和发射器。
将红外传感器与发射器连接至控制电路板上，然后连接供电电源。
确保传感器和发射器的接口与电路板的接口连接正确。
2.红外通信协议的设置根据实验要求，设置红外通信的协议。
确定信息的编码格式和传输规则，以确保信息的准确传输和解码。
3.红外通信系统的测试将两个红外收发器分别连接至不同的设备上，并进行通信测试。
设备发送信息后，另一个设备通过红外传感器接收并解码信息，完成信息的传输。
五、实验结果与分析通过实验，我们成功设计并实现了一种红外收发通信系统。
实验结果表明，传感器能够准确地接收由发射器发送的红外信号，并且能够正确解码信号，并将信息传输给接收设备。
六、实验总结本次实验通过设计和实现红外收发通信系统，我们学习了红外通信的原理和技术，掌握了无线通信系统的设计与实现方法。
我们成功完成了实验目标，并获得了满意的实验结果。
通过本次实验，我们进一步认识到红外通信在无线通信中的重要性和应用价值。
红外通信可以用于各种无线设备之间的信息传输，如智能家居、遥控器、电子设备等。
通过不断的技术创新和改进，红外通信将在未来的无线通信领域发挥更加重要的作用。
在实验过程中，我们也遇到了一些问题和困难，如传感器与电路板的接口问题、通信协议的设置等。
红外光通信装置设计论文
红外光通信装置设计论文红外光通信是一种无线通信技术，利用红外光进行信息传输。
它具有传输速度快、安全可靠等优点，广泛应用于电子设备之间的信息交换和无线网络通信领域。
本文将对红外光通信装置的设计进行探讨，并分析其实现原理和应用前景。
红外光通信装置的设计需要考虑到红外光的发射、接收和解码等方面。
发射器的设计是红外光通信装置的关键之一，它需要能够稳定准确地发射红外光信号。
常用的发射器包括红外二极管、红外激光器等。
二极管具有成本低、能耗低等优点，适合用于小范围的通信。
而激光器则具有传输距离长、穿透能力强等优点，适合用于大范围的通信。
在选择发射器时，应根据实际需要进行选择，并进行合适的电路设计以实现红外光的发射。
另外，接收器的设计也是红外光通信装置的重要组成部分。
接收器需要能够准确、灵敏地接收到发射器发射的红外光信号。
通常情况下，红外二极管被广泛应用于接收器的设计中。
红外二极管具有灵敏度高、接收距离远等优点，适合用于红外光通信装置的接收系统。
在接收器的设计中，需要考虑到信号的放大、滤波和解调等环节，以确保接收到的红外光信号能够准确地被解读。
此外，红外光通信装置的解码器设计也是不可忽视的。
解码器需要能够将接收到的光信号转化为可读的数字信号，以便进一步进行数据传输和处理。
解码器的设计要根据具体的通信协议和编码方式来进行，常用的解码器有互斥解码、差分解码等。
在解码器的设计中，需要充分考虑到信号的稳定性和准确性，以确保数据的准确传输。
红外光通信装置的应用前景广泛。
它可以用于电子设备之间的无线通信，如手机与电脑之间的数据传输、电视遥控器与电视之间的指令传输等。
此外，红外光通信还可以用于无线网络通信领域，如无线传感器网络中的数据传输、无线安防系统中的传输等。
随着科技的不断进步，红外光通信技术将会在更多的领域得到广泛应用。
综上所述，红外光通信装置的设计是一个综合性的工程，需要考虑到发射、接收和解码等方面。
它具有传输速度快、安全可靠等优点，并有着广泛的应用前景。
红外无线通信装置(非常详细的原理)
西南科技大学自动化专业方向设计报告设计名称：红外光通信装置姓名：杨 * *学号: 2 0 1 0 5 7 8 9班级：自动 1 0 0 4 班指导教师：**起止日期： 2013年10月15日--11月9日西南科技大学信息工程学院制方向设计任务书学生班级：自动1004 学生姓名：杨* * 学号：20105789 设计名称：红外光通信装置起止日期：2013年10月15日---11月9日指导教师：武丽方向设计学生日志红外光通信装置摘要：基于2013年电子设计大赛红外光通信装置题目的要求，设计了具有实际运用价值的红外光无线扩音装置。
该装置由音频放大滤波电路，SPWM音频信号比较调制器，红外载波信号发生器，红外接收器，功率放大电路，LC低通滤波等模块构成。
由模拟电路搭建的红外光通信信道传送经过处理的连续的音频信号，并由后级电路还原传送出来的音频信号，让喇叭发出原始音频信号。
该系统能够完整的将频率范围为300Hz-8KHz的音频信号通过红外光传送4m以外并接收还原。
关键词：红外光通信；音频传送；SPWM载波Design of Infrared Communication DeviceAbstract:The infrared communication device is based on the National Undergraduate Electronic Design Contest of 2013 , but it has more practical application value . This appliance contains an amplifier , SPWM modulator audio signal comparator , an infrared carrier signal generator , IR receiver , Power amplifier circuit , LC low-pass filter . The analog circuit structures of the infrared light transmitted through the communication channel continuous audio signal processed by the post-stage circuit to restore the audio signal sent out , so that the original audio signal horn . The system can be a complete frequency range of 300Hz-8KHz audio signals transmitted by infrared light and receive reduction up to 4m , temperature detection and transmission display .Keyword: Infrared light transmission ; Audio transmission ; SPWM0 引言现在市面上使用较为广泛的无线技术有红外光无线以及无线电技术。
红外通信系统实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解红外通信系统的基本原理和工作方式。
2. 掌握红外通信系统硬件设计与调试方法。
3. 分析红外通信系统在实际应用中的性能表现。
二、实验原理红外通信系统是一种利用红外线进行信号传输的通信方式。
它主要由发射装置、接收装置、红外发射器和红外接收器等组成。
红外通信系统具有传输速度快、抗干扰能力强、成本低等优点，在家庭、工业等领域有广泛的应用。
三、实验器材1. 红外发射器：用于发送信号。
2. 红外接收器：用于接收信号。
3. 红外通信模块：用于实现红外信号的调制和解调。
4. 51单片机：用于控制整个通信系统。
5. 电源：为实验设备提供能源。
6. 示波器：用于观察和分析信号波形。
四、实验步骤1. 硬件连接：将红外发射器、红外接收器、红外通信模块、51单片机等设备按照电路图连接好。
2. 软件编程：编写程序，实现红外通信模块的初始化、红外信号的调制和解调等功能。
3. 调试与测试：将编写好的程序烧录到51单片机中，观察红外通信模块是否正常工作。
使用示波器观察红外信号的波形，分析信号的调制和解调效果。
4. 性能测试：在不同距离、不同角度、不同光照条件下，测试红外通信系统的通信质量。
五、实验结果与分析1. 硬件连接：按照电路图连接好所有设备，确保连接牢固。
2. 软件编程：编写程序，实现红外通信模块的初始化、红外信号的调制和解调等功能。
3. 调试与测试：将编写好的程序烧录到51单片机中，观察红外通信模块是否正常工作。
使用示波器观察红外信号的波形，分析信号的调制和解调效果。
- 调制效果：观察调制后的信号波形，确保信号波形符合预期。
- 解调效果：观察解调后的信号波形，确保解调后的信号波形与原始信号波形一致。
4. 性能测试：在不同距离、不同角度、不同光照条件下，测试红外通信系统的通信质量。
- 通信距离：在无遮挡、无干扰的情况下，测试红外通信系统的通信距离。
实验结果表明，在10米范围内，通信效果良好。
- 通信角度：在水平方向和垂直方向上，测试红外通信系统的通信角度。
一种实用型红外光通信装置的设计方案
一种实用型红外光通信装置的设计方案
在方案设计过程中，发射部分使用了S8050 放大器，它是一种功率放大器，放大其音频信号。
接收部分用了一款常见的小功率音频放大器D2822A,这两个
芯片构成了红外通信装置的核心。
该装置语音传播几乎无失真，传输距离满足
要求，操作简单。
当加一个中继转发点时，改变90 度方向，效果良好。
1.方案总体设计
1.1 系统总体设计框图
本耳机由发射模块和接收模块两部分组成。
发射模块：主要包括基本电路及
红外发光二极管，主要是在5V 电压的驱动下，将音频信号经基本电路来驱动
红外发光二极管将信号发射出去。
接收模块：主要包括S8050 功率放大器及其周围辅助元件，主要是在5V 电压的驱动下将接收到的发射信号经D2822A 功
率放大，然后驱动喇叭来发出声音，使收听者能够听到发射端发出的音乐。
系统总体原理框图如图1.1 所示。
1.2 单元电路设计
1.2.1 发射部分电路
声音信号从MP3 或信号发生器的音频输出插座引出。
MP3 输出的音频信号
经过电容C1 耦合至VT1 S8050 进行一级放大后驱动红外线发光二极管，VD1、VD2 发光，声音信号的变化引起VD1、VD2 发光强度的变化，即
VD1、VD2 的发光强度受声音的调制。
直流5V 电压经电阻R4 流到VT1,然后
给其提供工作电压，将音频信号放大以驱动VD1、VD2 发光，将信号发射出去。
发射电路如图1.2 所示。
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红外光通信装置设计报告红外光通信装置设计要求 (1)基本实现方案分析 (2)2.1模拟调制方案 (2)方式1：调幅 (2)方式2：调频 (2)2.2数字调制方案 (2)3. 红外通信信道测试和数字调制方案选择 (3)3.1发送管接收管性能测试 (3)3.1数字调制方案选择 (3)4.硬件电路设计 (4)4.1 AD输入部分 (4)4.2 DA输出部分 (5)4.3 红外发送部分 (6)4.4 红外接收部分（技术难点） (6)4.6 MIC接收电路 (7)5.软件设计 (8)5.1基本工作方式 (8)5.4数字通信方式 (8)5.2发送模式 (8)5.3接收模式 (9)5.4转发模式 (9)红外光通信装置设计要求设计一款红外通讯装置，可以传送频率范围为300~3400Hz的语音信号和数字信号。
基本实现方案分析2.1模拟调制方案方式1：调幅原理：红外发送端发送固定频率的红外信号，利用声音信号对红外信号进行幅度调制。
优点：方案简单，纯模拟电路即可实现。
缺点：1）抗干扰特性较差，很容易受外界光强影响。
2）传输距离较近，距离变远后声音变小，接收效果明显下降，噪声增大。
3）很难实现产地数字信号的功能。
方式2：调频原理：红外发送端发送一定幅度的红外信号，利用声音信号对红外信号的频率进行调制。
优点：1）抗干扰性比调幅方案好2）不怕信号衰减，传输距离比调幅方案远。
缺点：1）调频发送和调频接收电路复杂，调试难度大。
2）很难实现产地数字信号的功能。
2.2数字调制方案原理：把声音信号首先按照一定速率进行AD采样量化，然后把AD采样值通过红外发送给接收端，接收端再按照采样速率进行重现声音。
优点：1）因为传输过程为数字信号，信号的抗干扰特性好，不怕信号远距离衰减。
2）红外传输的为数字信号，所以可以把其他数字信号一起发送，从而达到同时传送数字信号和声音信号的功能。
3）因为传输的是数字信号，所以系统调试相对模拟电路可能会简单些。
缺点：1）需要寻找可行的数字调制方案。
2）该方式对单片机编程要求较高。
3. 红外通信信道测试和数字调制方案选择3.1发送管接收管性能测试仅采用简单的电路，测试红外通信最高频率范围。
测试发现：红外发送二极管的发送频率很高，可以达到500KHz以上。
红外接收二极管的工作频率最高只有50KHz，当频率升高后输出波形幅度急剧下降。
红外接收管的输出波形不是方波，而变成了三角波。
光敏三极管的接收频率也可以达到500KHz以上，但是其已受干扰，距离变远后输出波形急剧下降。
HS0038红外接收头的载波频率为38KHz，输出为数字信号。
若要对其进行调制，则调制频率最多有10KHz。
因为传送信号频率最高3.4KHz，同时需要对声音电压幅度进行量化，则量化仅10KHz/3.4KHz=3左右，根本无法通信。
测试结论：采用红外发送二极管不用担心担心频率问题。
采用红外接收二极管，带宽只有50KHz，需要搭建放大，滤波整形电路。
3.1数字调制方案选择方案1：原理：利用载波信号调制38KHz红外信号，接收直接用HS0038红外接收头即可。
分析：按照声音信号100级电压量化等级，该方案只能发送38K/100=380Hz以下的音频信号。
结论：该方案不可行。
方案2：原理：自己产生高频红外信号，利用声音信号对该信号进行调制。
分析：按照3.4KHz，100级量化等级，需要发送频率为340KHz。
经过测试接收二极管的特性不足，该方案无法实现。
结论：该方案频率要求太高，器件无法满足要求。
方案3：（最终方案）原理：因为红外接收二极管的频率范围只有50KHz以下，所以发送端可以直接发送50KHz 以下的信号。
比如发送端发送10KHz的信号，该信号的占空比即声音信号的幅度。
10KHz即信号采样速率。
分析：1）按照采样定理，发送3.4KHz的信号，需要的采样频率大于6.8KHz即可，所以选择10KHz作为采样频率可行。
声音信号的赋值按照10KHz信号的PWM占空比来量化。
2）数字信号和模拟信号可以通过占空比范围来判断。
数字信号占空比为10%或90%。
模拟占空比为25%到75%。
结论：该方案可行，发送端按照10KHz进行电压采样，发送利用10KHz的占空比代表声音信号的幅度。
接收端接收10KHz的上升沿进行采样频率同步，通过测量信号的占空比来衡量信号的幅度。
发送端的波形：（绿色为输入信号，蓝色为调制后的信号）（当发送波形为正弦波时，输出后的调配波形很类似SPWM信号）接收端的波形：（黄色为接收信号，蓝色为单片机解调后的波形）4.硬件电路设计4.1 AD输入部分因为采样频率为10KHz，所以需要增加一套低通滤波器来滤除高频信号，防止AD采样的频率高于5KHz，造成额外采样失真。
4.2 DA输出部分因为DA的输出能力有限，所以DA后需要增加缓冲器做音频功率放大。
需要注意5V下运放可能不是轨到轨特性，造成输出波形失真，发送幅度不够。
可以采用提高电源电压的方式。
DA发送增加2阶低通滤波电路，降低输出谐波。
4.3 红外发送部分红外发送需要因为采用5V 发送，又因为红外二极管的管压降只有1.2V ，所以可以采用2颗-3颗发光二极管串联方式发送。
4.4 红外接收部分（技术难点）受接收管的影响，接收波形并非方波，而是变成了一定占空比的三角波。
所以需要设计制作一套可以把一定占空比的三角波整形为一定占空比的方波的电路。
注意常见微分电路虽然整出的波形也是方波，但是占空比一律变为50%，无法使用。
R1100kΩR2100kΩVCC5VR4100kΩC11µFU1R6180kΩC21nF R547kΩC31nFR747kΩR8180kΩXFG1C61µFMID2.5VU2C510nFR9100kΩD1C710nFU3C810nFR10100kΩD2C910nFR11100kΩR12100kΩD51N4148D61N4148MID2.5VU4MID 2.5VR382kΩC4100nFC1010nF R131.2kΩC1110nFXSC1XBP1INOUT为了抗100Hz 工频干扰，前端为设计4阶低通滤波器。
注意因为采用5V 供电方式，需要采用轨到轨运放。
后级为三角波整形电路，可以实现一定占空比的三角波整形为相应占空比的方波。
注意三角波的占空比需要两颗芯片配合才可以判断出，一个的上升沿和两一个的下降沿。
4.6 MIC 接收电路采用2级带通方案。
滤除频带外干扰。
U1R6100kΩC282nF R518kΩR710kΩR8100kΩR110kΩR210kΩVCC5VMID 2.5VR310kΩC182nFU2R4220kΩC31.8nF R918kΩR1010kΩR11220kΩMID2.5VR1210kΩC41.8nFXBP1INOUTXFG1C61µFXSC1A BExt Trig++__+_C51µF5.软件设计5.1基本工作方式发送端按照10KHz进行电压采样，发送利用10KHz的占空比代表声音信号的幅度。
接收端接收10KHz的上升沿进行采样频率同步，通过测量信号的占空比来衡量信号的幅度。
5.4数字通信方式数字信号和模拟信号可以通过占空比范围来判断。
数字信号占空比为10%或90%。
模拟占空比为25%到75%。
5.2发送模式//【发送端】// 1）20KHz自定时，采用TOP=OCR1A 【中断中，AD读取数据，更新OCR1B，进行启动AD采样】// 2）OCR1B作为比价匹配占空比输出【不使用中断】// 3）ICP保留未使用// 4）外部中断未使用void timer1_init(void);//定时器T1匹配中断A服务程序ISR(TIMER1_COMPA_vect );void port_int_init(void);//无用，为了兼容性5.3接收模式// 【接收端】// 1）外部中断0接收同步信号，与TOP值比较，【中断中】// 若有效则【复位计数器，读取上一次ICP值，更新DA数据】关无数据灯// 若无效则【复位计数器，清除ICP，DA数据位2.5V】开无数据灯// 2）TOP=OCR1A，为了防止误差过大的溢出设置【120%TOP】【中断中，清除ICP，DA数据位2.5V】开无数据灯// 3）ICP无法保证该数据是否有效，所以【不使用中断】// 4）OCR1B未使用//外中断初始化void port_int_init(void);//外中断0服务程序ISR(INT0_vect );void timer1_init(void);//定时器T1输入捕捉中断服务程序ISR(TIMER1_COMPA_vect );5.4转发模式// 【转发端】// 1）外部中断0接收同步信号，与TOP值比较，【中断中】// 若有效则【复位计数器，读取上一次ICP值，更新OCR1B的PWM数据=ICP】关无数据灯// 若无效则【复位计数器，清除ICP，OCR1B为PWM=1/2】开无数据灯// 2）TOP=OCR1A，为了防止误差过大的溢出设置【120%TOP】【中断中，清除ICP，OCR1B为PWM=1/2】开无数据灯（直流电平不影响）// 3）ICP无法保证该数据是否有效，所以【不使用中断】//外中断初始化void port_int_init(void);//外中断0服务程序ISR(INT0_vect );void timer1_init(void);//定时器T1匹配中断A服务程序ISR(TIMER1_COMPA_vect );。