单片机的红外通信系统设计

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1、科研训练题目：单片机的红外通信系统设计指导教师：学生姓名：班级学号：评语和成绩：摘要：本文索要介绍的内容就是如何利用单片机，结合红外线器件设计构建出一套简易的红外通信系统，以实现在中短距离内的红外无线通信的功能。与一般红外遥控器不同的是本文通过单片机的编、解码程序来实现红外信号的发收，从而实现红外遥控通信功能。此通信系统经过一定的拓展，完全可以实现通信和各种红外遥控器的功能。关键字：单片机；红外通信；发射；接收；遥控；接口Abstract:ThispaperintroducedthecontentofthathowtouseforSCM,combinedwiththeinfrareddev

2、icedesigntoconstructasimpleinfraredcommunicationsystem,inordertorealizetheinfraredwirelesscommunicationinshortdistancewithinthefunction.Unlikethegeneralinfraredremotecontrolisbasedonsinglechipencoding,decodingprocesstoachievetheinfraredsignalsendingandreceiving,soastorealizetheinfraredremotecontro

3、lfunction.Thiscommunicationsystemafteracertaindevelopment,canachievecommunicationandvariouskindsofinfraredremotecontrolfunction.关键字：单片机；红外通信；发射；接收；遥控；接口Keywords:singlechip;infraredcommunication;emission;reception;remotecontrol;interface1红外线通信原理红外数据通信指的是两台设备之间通过红外线进行无线数据传输的一种数据传输方式，一般采用红外波段内的近红外线，波

4、长在0.75μm至25μm之间。红外数据协会（IrDA）成立后，为了保证不同厂商的红外产品能够获得最佳的通信效果，将红外数据通信所采用的光波波长的范围限定在850nm至900nm之间。红外通信的最大特点在于它替代了设备与设备之间传统的线缆连接，进而摆脱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简单到只需彼此相对。1.1红外通信技术的特点：●它是目前在世界范围内被广泛使用的一种无线连接技术，被众多的硬件和软件平台所支持； ●通过数据电脉冲和红外光脉冲之间的相互转换实现无线数据收发； ●主要用来取代点对点的线缆连接； ●新的通讯标准兼容早期的通讯标准； ●小角度（30°

5、以内）、短距离、点对点直线数据传输，保密性强； ●传输速率较高，目前4M速率的FIR技术已被广泛使用，16M速率的VFIR技术已经发布。 1.2红外通信技术的缺点：  ●通信距离短，通讯过程中不能移动，遇障碍物通信中断； ●目前广泛使用的SIR标准通信速率较低（115.2kbit/s）； ●主要用于取代线缆连接进行无线数据传输，功能单一，扩展性差2　系统的总体构成系统整体结构如图1所示2.1红外发射器的结构红外发射器的关键是红外发光二极管和响应的驱动电路。红外发光耳机光首先要满足其调制带宽大于信号的频谱宽度,保证通信线路畅通。此外发光二极管的发射波长应与接收端的光电探测器(选用硅光二极管)

6、的峰值响应相匹配,最大程度地抑制背景杂散光干扰,现阶段一般选用780nm~950nm的红外波段进行数字信号传输。由于红外无线通信系统的信噪比与发射功率的平方成正比,所以适当提高红外发射器的发射功率,并采用空间分集、全息漫射片等可使发射端的光功率在空间均匀分布的措施来降低误码率,提高通信质量。其原理图如图2所示。图2.1红外发射器原理框图2.2红外接收器的结构红外接收器先进行光电转换,将红外脉冲信号变为电信号,经过适当的频域均衡后进行码元判决,码元判决电路是接收器设计的核心部分。由于信号采用红外无线进行穿社,其电平变化范围较大,所以码元判决电路必须是自适应的。接收的信号经自适应码元判决后变成

7、数字信号,再进行适当的解码转换为差分信号进入计算机网卡的信号输入端。红外接收器包括红外接收部分以及后续的信号采滤波、判决、量化、均衡和解码等其原理框图如图3所示。图2.2红外接收器原理框图3红外系统硬件电路部分的设计红外线通信主从模块所使用的单片机为c8501f350该单片机是siliconLab公司生产的增强型51系列单片机速度可以达到50MIPS集成有UART﹑IIC﹑SPI﹑ADC﹑DAC﹑和TIMER等功能单元电