红外通信

用四个数码管可以显示按键的编码以及按键的号码。用于显示接收 到的信息，有助于通信的调试。 3.3 单片机最小系统的设计 单片机在小型电路上的运用非常广泛，并且使用方便简单。 3.3.1 复位系统以及适中晶振电路 3.3.2 串口通信接口 用于计算机与单片机之间的通信，是最简单最有效的办法，也可以 实现对单片机烧写程序的功能。
目录
1 红外通信的背景----------------------------------------------------------------------------------2 2 红外通信原理-------------------------------------------------------------------------------------3 3 硬件设计--------------------------------------------------------------------------------------------4 3.1 红外发射模块电路的实现-------------------------------------------------------------4 3.1.1 4x4矩阵按键输入电路----------------------------------------------------------4 3.1.2 载波电路的设计------------------------------------------------------------------4 3.1.3 基于红外二极管发射电路的设计-------------------------------------------5 3.2 红外接收模块电路的实现-------------------------------------------------------------5 3.2.1 红外接收电路设计--------------------------------------------------------------5 3.2.2 解码后的显示电路--------------------------------------------------------------6 3.3 单片机最小系统的设计----------------------------------------------------------------7 3.3.1 复位系统以及适中晶振电路-------------------------------------------------7 3.3.2 串口通信接口---------------------------------------------------------------------7 4软件设计---------------------------------------------------------------------------------------
4软件Байду номын сангаас计
软件设计，要求准确无误的实现红外通信的功能，并要求系统具有高的可靠性、快的反应 速度、以及低的系统功耗。本系统的控制功能主要包括发射端的键盘按键输入，按键的信息编 码输出，接收端的译码显示功能。 注：测试软件设计不加入键盘的功能只实现信息传输的功能。
4.1 红外通信的发射端的软件程序要求 #include <reg52.h> sbit P3_4 = P3^2;
使用3端红外接收模块。红外接收模块的载波频率固定为38KHz，集成了 红外线的接收、放大、解调等功能，解调后的数据直接输入UART的RXD 引脚。通信的波特率设置为2400bps（38KHz的载波频率不适于更高的波 特率）。 为了避免发射时造成对本机的干扰，我们采用了半双工的通信方 式。所谓半双工通信，指的是主机与从机可以进行双向通信，但是不能 同时进行，在同一时间内，要么是主机发射，从机接收；要么是从机发 射，主机接收。事实上，一般红外线接收模块的接收载波中心频率虽然 是38KHz，但其接收频率实际上是非常宽的，从30KHz到60KHz它都可以 正确接收和解调。所以主机和从机使用不同的载波频率以实现全双工通 信也是比较困难的，除非使用选频特性比较好的红外线接收电路。在红 外线传输过程中采用的是负逻辑，即有红外线表示逻辑0，无红外线表 示逻辑1。而红外接收模块平时为高电平，接收到红外信号就变为低电 平。 如何增加传送距离呢？有两个方法：其中一个方法是采用高灵敏度 的红外接收电路，但是其成本比较高，且比较容易受到干扰。另一个方 法是提高发射功率（指峰值功率，不一定需要提高平均功率），这可以 通过减小连接到发射器的电阻R来实现，通常可以减小到10Ω。但是需 要注意的是，在这种情况下，为了降低功耗和对其他红外设备的干扰， 红外线载波的占空比需要降低。一般选择30%左右的占空比，，也就是 DATCLK的高电平时间应为18uS左右，而低电平时间应为8uS左右（38KHz 载波频率）。
3 硬件设计
本课题设计的通信系统发射部分也包括4x4矩阵键盘部分电路、编码 调制电路、LED红外发射电路；接收部分包括光、电转换放大电路、解 调解码电路和解码显示电路。各部分电路的设计思路和具体实现如下： 3.1 红外发射模块电路的实现
当按下一个按键后，利用单片机对其键值进行编码，结合载波电路 的载波（38KHz）而成为合成信号，经过放大器提升功率而推动红外发 射二级管，将红外线信号发射出去，所要发射信号必须加上载波才能使 信号传送的距离加长。 3.1.1 4x4矩阵按键输入电路 3.1.2 载波电路的设计 为使红外信号能够正确的传送出去和传送更远，我们也需要在编码 信号输出端加上一个高频载波信号。通过载波信号的调制，把编码信号 的有用信息“携带”出去，这样信号的传送距离就能更长，而且能有效地 避免干扰。通过555时基电路和选择合适的外围元件组成频率为38KHz的 载波脉冲振荡器。通过调节滑变电阻的阻值，可以调整使555的输出端 输出为38KHz的载波信号。 3.1.3 基于红外二极管发射电路的设计 3.2 红外接收模块电路的实现 以下为红外接收工作方块图红外线合成信号的载波信号，其主要控 制组件为红外线接收模块，其内部含有高频的载波电路，专门用来滤除 红外线合成信号的载波信号（38KHz）而送出发射器的控制信号。当红 外线合成信号进入红外线接收模块，在其输出端便可以得知按下了哪一 个按键，而做出相对应的控制处理。
static bit OP; //红外发射管的亮灭 static unsigned int count; //延时计数器 static unsigned int endcount; //终止延时计数 static unsigned char flag; //红外发送标志 char iraddr1; //十六位地址的第一个字节 char iraddr2; //十六位地址的第二个字节 void SendIRdata(char p_irdata); void delay(); void main(void) { count = 0; flag = 0; OP = 0; P3_4 = 0; EA = 1; //允许CPU中断 TMOD = 0x11; //设定时器0和1为16位模式1 ET0 = 1; //定时器0中断允许 TH0 = 0xFF; TL0 = 0xE8; //设定时值0为38K 也就是每隔26us中断一次 TR0 = 1;//开始计数 iraddr1=3; iraddr2=252; do{ unsigned char i; delay(); SendIRdata(12); }while(1); }
51单片机控制 红外线接收模块
红外线信号 接收 3.2.1 红外接收电路设计
红外接收头一般是接收、放大、解调一体头，一般红外信号经接收 头解调后，数据 “0”和“1”的区别通常体现在高低电平的时间长短或信号 周期上，单片机解码时，通常将接收头输出脚连接到单片机的外部中 断，结合定时器判断外部中断间隔的时间从而获取数据。 3条腿的红外接收头一般是接收、放大、解调一体头，接收头输出的 是解调后的数据信号（具体的信号格式，搜“红外 信号 格式”，一大 把），单片机里面需要相应的读取程序。 3.2.2 解码后的显示电路
测器进行接收，就构成了红外通信系统。它具有保密性强、信息容量 大、结构简单、方向性好、免受电磁干扰、成本低廉、跨平台适应性 好、传输速率高等优点，所以普遍用于点对点通信数据连接系统中。红 外通信的最大特点在于它替代了传统的线缆连接，拜托了不同平台设备 连接时对于特制接口的要求，使得跨平台设备间的数据交换得以简化。 红外数据传输一般采用红外波段内的近红外线，波长在0.75~25um之 间。红外资料协会成立后，为保证不同厂商的红外产品能获得最佳的通 信效果，限定所用红外波长为850~900nm。IrDA1.0简称SIR，他是基于 HP-SIR的异步、半双工红外通信方式。SIR以系统的异步通信收发器为依 托，通过对串行数据脉冲的波形压缩和对所接收光信号电脉冲的波形扩 展这一编码过程实现红外数据传输。由于受到UART通信速率的限制， SIR的最高通信速率只有115.2Kbps，即电脑串行端口的最高速率。 IrDA1.1标准，简称FIR。与SIR相比，FIR不再依托UART,其最高通信速率 有了质的飞跃，可达4Mbps。IrDA1.2标准是在IrDA1.02标准的基础上进 行了低功耗改进。 IrDA协议包括3层：物理层，链路接入协议，连入管理协议。物理层 提供了红外设备的连接规范，包括视角、调制、数据率、光功率、抗噪 等内容。它保证距离为0~1m、偏轴角为0~15度的无错通信，保证各种 不同类型的设备之间的物理互连，以及保证在环境光和别的IR光源影响 下的成功通信。发送器的光强的接收器的灵敏度保证最小强度的发射光 也能在1m处倍感知，而最大强度发射光在0m处并不使接收机过饱和。
2 红外通信原理
在红外通信中（例如电视机、电风扇、DVD等家电的遥控器），其载 波频率通常为38KHz。也有一些系统使用32KHz，36KHz，40KHz，56KHz 等载波频率，但是比较少见。我们可以用定时器或者555产生38KHz的波 特率，然后把串口TXD送出的信号也叠加到上面（调制），这样就形成 线外信号的载波传输，调制后再通过红外发光二极管发送出去。接收则