畢業(yè)設計（論文）紅外數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)的設計

1、紅外數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的設計應用技術(shù)學院 06測控指導老師摘要本文簡要介紹了紅外數(shù)據(jù)通信的原理，基于此原理設計了一種應用于單片機系統(tǒng)的紅外串行數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，并針對紅外傳輸中出現(xiàn)的外部光源干擾和發(fā)送距離偏短的問題，提出了一系列改進措施(如二次調(diào)制、透鏡聚焦等)。關鍵詞: 紅外通信、發(fā)射、接收，串行通信，單片機abstractthe principle of infrared-communication is introduced in this paper, a system of infrared-serial-data-communication applied to scm is designe

2、d based on this principle.aim at the problem occurred in the process of infrared-transmission, we refer to a serial of improvements (such as remodulation, lens focus.etc). the problem are the exterior light disturbing and short transmission range. keywords: infrared-communication, transmit, receive,

3、 serial-communication, mcu前言信息時代，通信技術(shù)的發(fā)展總是走在各種技術(shù)的最前沿。隨著各種手持式信息終端設備在我們的工作、生活中出現(xiàn)，如pda、掌上電腦、手持式測量儀器等，無線通信這種比傳統(tǒng)的有線通信更加方便自由的通信方式逐漸被人們重視。隨之而來的，是各種無線通信技術(shù)的研發(fā)，多種通信協(xié)議的競相產(chǎn)生。紅外通信作為一種無連接導線的傳輸方式，正在得到日益廣泛的應用，從家用電器到計算機輔助設備都不斷有新產(chǎn)品出現(xiàn)。紅外發(fā)射接收裝置電路簡單，易于實現(xiàn)，對空氣污染小。在某些應用場合，比無線電射頻通信具有更好的綜合效果。紅外無線通信在我國古代已有應用，只是比較簡單。在第一次世界大戰(zhàn)中德

4、國就研制并運用了紅外通信。第二次世界大戰(zhàn)中美國、日本、蘇聯(lián)也都使用過紅外無線通信。但在這漫長的時間里，由于紅外無線通信系統(tǒng)光源均為熱輻射源，調(diào)制困難，接收器件又是光電池，內(nèi)部噪聲很大，影響了通信距離和可靠性，故發(fā)展很慢。近年來由于微電子技術(shù)的發(fā)展，輻射器件和接收器件已為半導體器件所代替，又由于它具有無需敷設線路、保密性好、抗干擾能力強、價格低廉、設備簡單、適應性強、便于移動等獨特的優(yōu)點，再加上近年來辦公室自動化、家庭電器化、寬頻帶通信的迫切需要，紅外無線通信才又引起各國的普遍重視和發(fā)展。在一些需要數(shù)據(jù)交換的場合，但數(shù)據(jù)量不是很大，實時性要求不是很高的情況下，使用紅外通信方式，即可以得到無繩化通

5、信帶來的便利，又可以避開采用無線電高頻電路可能引發(fā)的一些問題。家用電器的遙控器，計算機的遙控鍵盤和遙控鼠標以及便捷式數(shù)據(jù)收集裝置（媒水電表的登錄器、報稅機）與主機的數(shù)據(jù)交換等都可以使用紅外方式。第一章 紅外通信的基本概念1.1紅外基礎理論1672年，人們發(fā)現(xiàn)太陽光（白光）是由各種顏色的光復合而成，同時，牛頓做出了單色光在性質(zhì)上比白色光更簡單的著名結(jié)論。使用分光棱鏡就把太陽光（白光）分解為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等各色單色光。1800年，英國物理學家f.w. 赫胥爾從熱的觀點來研究各種色光時，發(fā)現(xiàn)了紅外線。他在研究各種色光的熱量時，有意地把暗室的唯一的窗戶用暗板堵住，并在板上開了一個矩形孔，孔

6、內(nèi)裝一個分光棱鏡。當太陽光通過棱鏡時，便被分解為彩色光帶，并用溫度計去測量光帶中不同顏色所含的熱量。為了與環(huán)境溫度進行比較，赫胥爾用在彩色光帶附近放幾支作為比較用的溫度計來測定周圍環(huán)境溫度。試驗中，他偶然發(fā)現(xiàn)一個奇怪的現(xiàn)象：放在光帶紅光外的一支溫度計，比室內(nèi)其他溫度的批示數(shù)值高。經(jīng)過反復試驗，這個所謂熱量最多的高溫區(qū)，總是位于光帶最邊緣處紅光的外面。于是他宣布太陽發(fā)出的輻射中除可見光線外，還有一種人眼看不見的“熱線”，這種看不見的“熱線”位于紅色光外側(cè)，叫做紅外線。紅外線是一種電磁波，具有與無線電波及可見光一樣的本質(zhì)，紅外線的發(fā)現(xiàn)是人類對自然認識的一次飛躍，對研究、利用和發(fā)展紅外技術(shù)領域開辟了

7、一條全新的廣闊道路。紅外線的波長在0.76100m之間，按波長的范圍可分為近紅外、中紅外、遠紅外、極遠紅外四類，它在電磁波連續(xù)頻譜中的位置是處于無線電波與可見光之間的區(qū)域。紅外線輻射是自然界存在的一種最為廣泛的電磁波輻射，它是基于任何物體在常規(guī)環(huán)境下都會產(chǎn)生自身的分子和原子無規(guī)則的運動，并不停地輻射出熱紅外能量，分子和原子的運動愈劇烈，輻射的能量愈大，反之，輻射的能量愈小。溫度在絕對零度以上的物體，都會因自身的分子運動而輻射出紅外線。通過紅外探測器將物體輻射的功率信號轉(zhuǎn)換成電信號后，成像裝置的輸出信號就可以完全一一對應地模擬掃描物體表面溫度的空間分布，經(jīng)電子系統(tǒng)處理，傳至顯示屏上，得到與物體表

8、面熱分布相應的熱像圖。運用這一方法，便能實現(xiàn)對目標進行遠距離熱狀態(tài)圖像成像和測溫并進行分析判斷。1.2 紅外通信的定義及系統(tǒng)組成紅外通信是利用紅外技術(shù)實現(xiàn)兩點間的近距離保密通信和信息轉(zhuǎn)發(fā)。它一般由紅外發(fā)射和接收系統(tǒng)兩部分組成。發(fā)射系統(tǒng)對一個紅外輻射源進行調(diào)制后發(fā)射紅外信號，而接收系統(tǒng)用光學裝置和紅外探測器進行接收，就構(gòu)成紅外通信系統(tǒng)。1.2.1 紅外發(fā)射器紅外發(fā)射器的功能是完成信號的電光變換，向空間發(fā)射出紅外脈沖。紅外發(fā)射器的關鍵部件是紅外發(fā)光二極管和相應的驅(qū)動電路。紅外led 器件首先應滿足其調(diào)制帶寬大于信號的頻譜寬度，保證通信線路暢通。此外led 的發(fā)射波長應與接收機光電探測器(一般選用硅

9、光二極管) 的峰值響應率相符合，最大程度地抑制背景雜散光干擾，現(xiàn)階段一般選用 780950nm 的波段。同時，紅外無線通信系統(tǒng)的信噪比與發(fā)射器發(fā)射功率的平方成正比，所以適當提高紅外發(fā)射器的發(fā)射功率可以降低誤碼率，提高通信質(zhì)量。另外為保證紅外發(fā)射電路工作點的穩(wěn)定，應增加適當?shù)臏乜睾凸饪卮胧?.2.2紅外接收器紅外接收器是從空間接收紅外脈沖并進行光電變換，之后對信號進行解調(diào)、判決 、解碼等。在紅外無線通信系統(tǒng)中，由于紅外發(fā)射器的發(fā)射功率較小，而且信號是無線傳輸，易受外界環(huán)境的影響，這些因素導致紅外接收器接收到的信號很弱，并且電平變化范圍較大。因此，低噪聲的前置放大器設計和自適應的碼元判決電路是該

10、部分設計的重點。低噪聲的前放一般選用輸入阻抗較高的跨導放大器，它的動態(tài)范圍大，頻帶較寬。自適應的碼元判決電路能自適應跟蹤輸入信號的電平的變化，得到最佳的閾值電平，并根據(jù)此閾值電平對信號進行判決，使之變換為數(shù)字電平。之后進行解碼，恢復出原始信號。1.3紅外線通信的特點紅外通信采用紅外線作為通信載體，一般采用0.9um波長左右的紅外線。調(diào)制方式一般采用ask、qpsk、ppm等，傳輸速率為2.4kps16mbps。紅外線方式是電波法試用法規(guī)以外的方式，在通信速率和調(diào)制方式方面享有充分的自由。紅外線在短距離、室內(nèi)應用中有較大的優(yōu)勢。紅外通信成本低、速率快，而且它的帶寬幾乎不受限制。紅外線波長與可見光

11、接近，它不能穿透不透明的障礙物，所以紅外傳輸被限制在同一個房間內(nèi)，但這種局限性卻使通信的安全性增強，也避免了不同房間的交叉干擾。要想在多個房間之間進行通信，就得通過有線途徑增加紅外接入點(access point)。紅外線易受環(huán)境噪聲的影響，如太陽光、電燈等。紅外探測器的信躁比正比與接收光功率的平方，為了提高信躁比，降低誤碼率，就必須增大發(fā)射功率。我們把無線電波和紅外線兩種傳輸媒介的有關參數(shù)進行了比較，可以明顯地看出紅外線的特點，如表1.1。表1.1無線電波通信和紅外線通信無線電波 紅外線紅外結(jié)論帶寬限制穿墻能力多路衰減多路失真路徑損耗主要干擾源輸入x(t)信躁比參數(shù)平均功率有能有有高其它用戶

12、電流無無無有高背景光功率無須通過認證覆蓋范圍小，安全性強鏈路設計簡單有效通信距離小難以在室外使用傳輸功率高由表1.1可看出紅外通信方式保密性強，信息容量大，結(jié)構(gòu)簡單，既可以是室內(nèi)使用，也可以在野外使用，由于它具有良好的方向性，適用于國防邊界哨所與哨所在之間的保密通信，但在野外使用時易受氣候的影響。在室外或有陽光照射的環(huán)境下由于有大量紅外線， 而在接近電燈光的地方會有大量紫外光，在這兩個情況下都會減低紅外線作為通信媒介時的最大通信距離。所以使用者應盡量避免在上述的環(huán)境下使用紅外線通訊，并盡量讓正在進行通信的兩部主機的發(fā)信裝置直接相向，這亦有助減低通信時資料傳遞錯誤的情況出現(xiàn)。1.4紅外通信的原理

13、紅外通信利用950nm近紅外波段的紅外線作為通信載體，來進行通信。發(fā)送端采用脈沖調(diào)制（ppm）方式，將二進制調(diào)制成某一頻率的脈沖序列，并利用該脈沖序列驅(qū)動紅外線發(fā)射管以光脈沖的形式向外發(fā)射紅外光；而接收端將接收到的光脈沖信號轉(zhuǎn)化成電信號，再進行放大、濾波、解調(diào)處理后還原成二進制電信號。原理圖如圖1.1所示。 圖1.1紅外通信原理對于發(fā)送端來說，當無紅外脈沖發(fā)射時，發(fā)送的是二進制數(shù)據(jù)“1”；而有紅外脈沖發(fā)射時發(fā)送的是二進制數(shù)據(jù)“0”。而對于接收端來說，沒有接收到紅外光則認為是“1”；接收到則認為是“0”。第二章 紅外數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的設計2.1紅外通信電路的設計紅外無線通信系統(tǒng)設計時應考慮的問題如下

14、：由于諸如太陽光、熒光燈、工頻電源、熱源及暗電流均可產(chǎn)生噪聲或無用的調(diào)制，因而在設計時對以上干擾和其它無用背景輻射所引起的噪聲，必須給以足夠的重視。2.1.1發(fā)射電路的設計1發(fā)射電路接收時的考慮：為了提高抗干擾能力和發(fā)射效率，應采用調(diào)制技術(shù)。首先用信號調(diào)制副載波，然后再對光波進行二次調(diào)制，可采用調(diào)頻制，也可采用調(diào)幅制等模式。在發(fā)光二極管前附加適當?shù)谋∧V波片也是很有必要的。由于目前紅外發(fā)光二極管價格較高，設計時應保證發(fā)光二極管不超過它的最大允許功耗，也還可以采用過載保護電路，如圖2.1所示。光發(fā)射級的晶體管bg2和電阻r2 圖2.1 發(fā)射及過載保護電路構(gòu)成紅外發(fā)光二極管保護電路，由于晶體管bg

15、2偏置電阻r2很小，因此在正常工作情況下晶體管bg2截止，當流過bg1集電極電流突然增大，超過bg1極限值時，此電流在r2上的壓降也增加，達到一定程度時bg2導通，對發(fā)光二極管起到分流作用，使流過發(fā)光二極管的電流下降，從而起到對發(fā)光二級管的保護作用。若單管功率不足時，可采用多管串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)以提高其輻射功率，并采用光學天線，達到增加通信距離的目的。2.1.2 接收電路的設計接收電路設計時的考慮：首先要選擇能將紅外輻射轉(zhuǎn)換成電流的探測器，為了確保質(zhì)量，應選用靈敏度高，結(jié)電容小而響應速度快的pin器件，其次是對信號處理電路的噪聲抑制也是接收電路要著重考慮的問題。二極管結(jié)電容不是固定值，它隨入射

16、光的功率大小而變化，隨光強度的減少而增加。在偏壓電阻選擇不當時、照明條件改變時接收器的通帶會產(chǎn)生噪聲蠕動現(xiàn)象。 由于熒光燈的弧光通常每10ms熄滅并重新閃爍，它的噪聲貢獻有“岐點”，因此經(jīng)過調(diào)制的有效噪聲頻譜的范圍很寬，這樣就難以使頻帶內(nèi)的噪聲降低到最低限度。為了減少熱噪聲，可以選擇電阻大的偏置電阻，但這又會增加熒光燈噪聲，二者要適當兼顧。接收機帶寬，目前國外一些研究成果就已規(guī)定了一些范圍，所用信號的頻帶下限為10khz，上限為500khz。經(jīng)過仔細挑選所用元件，并經(jīng)放大、濾波后，噪聲電平可降到最低限度。由于光源較多、也較復雜，盡管采用以上方法還存在噪聲時，可在接收機攻放之前，對于調(diào)頻體制將更

17、是必要的。2.2紅外數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)3根據(jù)上述要求，我們設計了一種應用與單片機系統(tǒng)的紅外串行數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。單片機本身并不具備紅外通信接口，但可以利用單片機的串行接口的紅外發(fā)射和接收電路組成一個應用于單片機系統(tǒng)的紅外串行通信接口，如圖2.2所示。 圖2.2 紅外通信電路由圖2.2可看出，該設計系統(tǒng)由紅外發(fā)射電路，紅外接收電路兩部分組成，由紅外發(fā)光二極管作為發(fā)射器件，tsop1738作為紅外接收器件。2.2.1硬件電路分析紅外數(shù)據(jù)通信的硬件由發(fā)送電路和接收電路兩部分組成。1）紅外發(fā)送電路 r1 圖2.3 紅外發(fā)送電路由2.3可知，紅外發(fā)送器電路包括脈沖振蕩器、驅(qū)動管t1和t2、紅外發(fā)射管d1和d2（發(fā)

18、光管是硬件中的關鍵器件，對它的選擇尤為重要，常見發(fā)光管又兩種封裝，一種是圓形封裝，一種是扁平封裝。圓形封裝的發(fā)光管通訊視角小，距離遠。扁平封裝的發(fā)光管通訊視角大，當發(fā)射距離近，可根據(jù)需要選擇）。其中脈沖振蕩器由555定時器、電阻（r1、r2）和電容（c1、c2）組成，用以產(chǎn)生38khz的脈沖序列作為載波信號；紅外發(fā)射管d1和d2選用vishay公司生產(chǎn)的tsal6238，用來向外發(fā)射950nm的紅外光束。555定時器3腳輸出調(diào)制信號，定時電容c1通過定時電阻r2，r1充電的時間為t1=0。7(r2+r1)c，此期間3腳輸出為高電平；通過r2放電的時間為t2=0。7r2c，此期間3腳輸出為低電平

19、，載波頻率為 占空比： 紅外發(fā)送器的工作原理為：串行數(shù)據(jù)由單片機的串行輸出端txd送出并驅(qū)動t1管，數(shù)位“0”使t1管導通，通過t2管調(diào)制成38khz的載波信號，并利用兩個紅外發(fā)射管d1和d1以光脈沖的形式向外發(fā)送。數(shù)位“1”使t1管截止，紅外發(fā)射管d1和d2不發(fā)射紅外光，若傳送的波特率設為1200bps，則每個數(shù)位“0”對應32個載波脈沖調(diào)制信號的時序圖如圖2.4所示。圖2.4調(diào)制信號的時序圖使用載波方式傳輸數(shù)據(jù)可以避免空氣中頻雜散光的干擾，提高系統(tǒng)的抗干擾能力。在保證不超過紅外管允許功耗的前提下，要有盡可能遠的通信距離，可采取二個方法：并聯(lián)多個紅外發(fā)光管，以加大紅外光的輻射功率；減小載波脈

20、沖的占空比，提高其峰值。2）紅外接收電路，如圖2.5所示。 圖2.5 紅外接收電路紅外接收電路選用vishay公司生產(chǎn)的專用紅外接收管tsop1738，它是一種專門用于紅外遙控和數(shù)據(jù)通信的三端紅外接收組件，其中包括了接收、放大、和解調(diào)等功能，使用單電源5v供電，具有功耗低、抗干擾能力強、輸入靈敏度高、對其他波長（950nm以外）的紅外光不敏感。tsop1738的工作原理為：首先通過紅外光敏元件將接收到的載波頻率為38khz的脈沖調(diào)制光信號轉(zhuǎn)化為電信號，再由前置放大器和自動增益控制電路進行放大處理，然后通過帶通濾波器進行濾波，濾波后的信號由解調(diào)電路進行解調(diào)，最后由輸出級電路進行反向放大輸出。為保

21、證紅外接收模塊tsop1738接收的準確，要求發(fā)送端載波信號的頻率應盡可能接近38khz，因此，在設計脈沖振蕩器時要選用精密元件并保證電源電壓穩(wěn)定。再有，發(fā)送的數(shù)位“0”至少要對應14個載波脈沖，這就要求傳送的波特率不能超過2400bps，利用上述紅外收發(fā)電路構(gòu)成的紅外信道最大通訊距離為8m。2.2.2 軟件設計21）通信方式考慮到紅外光反射的原因，在全雙工方式下發(fā)送的信號也可能會被本身接收，因此，紅外通信需采半雙工通信方式。所謂半雙工通信，指的是通信雙方可以進行雙向通信，但是不能同時進行，在同一時間內(nèi)，一方作為通信，另一方作為接收。此設計中采用異步傳輸?shù)姆绞?，在異步傳輸中每個字符的前后有起始

22、信號和終止信號。這里設置單片機的串行口采用方式1通信；片內(nèi)定時器t1作為波特率發(fā)生器，選擇傳送的波特率1200bps，則定時器t1的初值應設置tl1=th1=e8h，另外應禁止定時器t1中斷以免因定時器t1溢出而產(chǎn)生不必要的中斷。2）通信協(xié)議進行紅外通信之前，通信雙方首先要根據(jù)系統(tǒng)的功能要求訂立某種特定的通信協(xié)議，然后才能編寫相應的通信程序。a機有一個啟動按鍵start，按下start鍵開始發(fā)送數(shù)據(jù)，b機有三個作為指示器的發(fā)光二極管v1、v2、v3，分別表示接收中（busy）、接收正確（ok）和接收錯誤（err）。a機發(fā)送的數(shù)據(jù)區(qū)存放在外部數(shù)據(jù)存儲器1000h為起始地址的存儲區(qū)內(nèi)，發(fā)送字節(jié)數(shù)小

23、于255個。b機接收的數(shù)據(jù)區(qū)存放在外部數(shù)據(jù)存儲區(qū)1100h為起始地址的存儲區(qū)內(nèi)，長度小于256個。a機發(fā)送過程：當檢測到按下start鍵后，先發(fā)送一個esc控制符（ascii碼的值為27和1bh），然后發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)的ascii碼，采用奇校驗，當遇到回車(cr)控制符后，發(fā)送結(jié)束，再次等待按下start鍵，重復前面過程。b機接收過程：等待接收tsop1738發(fā)出的字符，如收到esc字符（ascii碼的值為27和ibh），進入接收狀態(tài)，發(fā)出busy指示信號，開始接收數(shù)據(jù)，遇到回車(cr)控制符和接收字符已達255個，表示接收結(jié)束。如接收過程中，發(fā)現(xiàn)奇校驗錯，則在接收結(jié)束時，發(fā)出err指示信號，否則

24、發(fā)出ok指示信號。如接收過程中，又收到esc控制符，則之前收到的數(shù)據(jù)作廢，重新開始接收，并計數(shù)。1)定義有關標志符單片機各源程序之前，定義有關標志符：a_start bjt 90h ；定義按鍵輸入位為p1。0f_start bjt 00h ；定義按鍵標志位date1 equ 1000h ；定義發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)首地址date2 equ 1100h ；定義接收數(shù)據(jù)區(qū)首地址esc equ 27 ；定義esc控制碼cr equ 13 ；定義回車控制符f_err bjt 91h ；定義err標志位p1。1f_ok bjt 92h ；定義ok標志為p1。2f_busy bjt 93h ；定義busy標志為p1。

25、32)單片機初始化程序ini_a：mov tmod ，#20h ；置定時器1工作方式2mov tl1 ， #0e8h ；設置波特率為1200bps；晶片振蕩采用11。0592mhzmov th1 ， #0e8h clr et1 ；禁止t1中斷setb tr1 ；啟動定時器1mov scon， #40h ；置串行口工作方式1 mov pcon， #00h mov c， a_start ；初始化基本變量 mov f_statrt，c setb f_busy ；關閉三個指示燈 setb f_ok setb f_err3) 發(fā)送數(shù)據(jù)程序等待發(fā)送子程序：wait：mov c，f_strat ；取上次st

26、art狀態(tài) mov f0，c ；臨時存入f0 mov c，f_strat ；檢測start按鍵 mov f_start，c ；保存start 按鍵狀態(tài) cpl c ；本次start 狀態(tài)取反 anl c，f0 ；start出現(xiàn)10，則c為“1” jnc w_end ；如start鍵沒按下則退出 lcall s_dat ；發(fā)送數(shù)據(jù)w_end：ret發(fā)送數(shù)據(jù)子程序：s_dat：mov a，#esc ；發(fā)送一個esc字符 lcall s_chr ；調(diào)用發(fā)送字符子程序 mov dptr ，#data1 ；準備發(fā)送數(shù)據(jù) mov r0，#00h ；預置發(fā)送長度為256個字符 s_d_1：movx a，dp

27、tr ；取字符：a字符 lcall s_chr ；發(fā)送a中字符 xrl a，#cr ； jz s_d_ed ；是cr字符則退出 inc dptr ；調(diào)整指針 djnz r0， s_d_1 ；長度沒超過則繼續(xù)s_d_ed：ret發(fā)送字符子程序：s_chr：jnb ti，s_chr ；等待發(fā)送結(jié)束 clr ti ； mov c，p ；cy奇校驗位p mov tb8， c ； mov subf，a ；發(fā)送a中字符 ret4。4接收數(shù)據(jù)程序等待接收子程序：w_rce：lcall r_chr ；接收字符 xrl a，#esc ；有esc字符輸入？ jnz w_r_ed ；不是esc字符，則退出 lcal

28、l r_dat ；接收數(shù)據(jù)w_r_ed：ret接收數(shù)據(jù)子程序：r_dat:：setb f_err ；初始化接收標記 setb f_ok clr f_busy ；打開busy指示燈，表示 ；進入接收狀態(tài) mov dptr，#data2 ； mov r0，#00h ；r0為接收字符倒計數(shù)單元 mov r2，#00h ；r2為接收字符數(shù)單元r_d_1： lcall r_chr ；接收字符：a字符 mov b，a ；保存接收的字符 xrl a，#esc ； jz r_dat ；是esc字符則重新開始；接收 mov a，b ；恢復原來值 xrl a，#cr jz r_d_3 ；是cr字符則接收結(jié)束 mo

29、v a，b ；保存數(shù)據(jù) movx dptr ，a ； mov c，p ；進行校驗，p為奇校驗位 anl c，f0 ； f0保存了rb8 jc r_d_2 ；p和rb8都為1表示無錯 mov c，p orl c，f0 ；cprb8 jnc r_d_2 ；p和rb8都為0表示無錯 clr f_err ；有錯，則設置err指示r_d_2： inc dptr ；調(diào)整指針 djnz r0，r_d_1 ；長度沒超過則繼續(xù)r_d_3： setb f_busy ；結(jié)束處理，關閉busy指示 ；燈 ret接收數(shù)據(jù)子程序：r_chr： setb ren ；允許接收 jnb ri， r_chr ；等待接收 mov

30、a， sbuf ；接收數(shù)據(jù)送a mov c， rb8mov f0，c ；rb8送f0 clr ri ；清除接收標志 clr ren ；關閉接收允許 第三章 紅外通信中需解決的問題和改進措施3.1紅外通信中需解決的問題3.1.1 光源干擾紅外線的波長介于紅光和微波之間，普通的紅外控制所用波長在770nm1200nm的近紅外區(qū)。事實上，凡濕度超過絕對零度（273）的物體都是紅外輻射源，物體溫度約高，紅外輻射的強度就越大。而對紅外信號最有影響的光噪聲是陽光與室內(nèi)照明光源。圖3.1給出了各種光源的光譜分析和紅外濾波片與紅外接收二極管的響應區(qū)間。 圖3.1光譜分析與接收區(qū)間由圖3.1可見，紅外接收二極管

31、的光譜靈敏范圍約為740nm1000nm，再配合紅外濾波光片的光學高通濾波作用就能有效地抑制波長850nm以下的各種光源的干擾。但對于光源中波長*50nm以上部分，必須采取二次調(diào)制等其他方法解決其對紅外通信信號的干擾。3.1.2 紅外輻射的衰減從紅外發(fā)射管輸出，入射到光敏器件表面的輻射入射量e(r)反比于兩者距離的平凡，即： 由圖3.2可看出，輻射入射量e(r)在rd處為e(d)，而在r2d處，隨著距離的增加，紅外輻射量急劇下降。 圖3.2 輻射量與距離的關系3.2紅外通信中的技術(shù)措施3.2.1 二次調(diào)制4二次調(diào)制是指首先用異步串行數(shù)據(jù)對40khz的載波信號進行脈沖調(diào)制，然后再去對波長約940

32、nm的紅外光進行第二次幅度調(diào)制（光調(diào)制），即用驅(qū)動紅外發(fā)光關等的方法產(chǎn)生紅外數(shù)據(jù)信號。信號波形見圖3.3圖3.3 二次調(diào)制采用脈沖驅(qū)動紅外二極管，不易使管芯發(fā)熱，而且允許脈沖電流幅度比直流電流有很大增長。例如，脈沖寬度100us，頻率100hz，正向脈沖電流可達1.0a(此時直流電流僅10ma)。這樣就抑制了頻譜成份相近的光線的干擾，提高信躁比，同時大大增加了作用距離。3.2.2透鏡聚焦為了得到更長的傳輸距離，把光學透鏡置于紅外發(fā)射二極管前，如圖3.4所示。圖3.4光學透鏡的作用當把紅外發(fā)射管放在透鏡焦點上時，改變了發(fā)射角度，使距離為r處的輻射入射量e(r)接近等于距離為d處的入射量e(d)，因此使傳輸距離顯著增加。第四章 注意事項1.紅外二極管正向平均工作電流不得超過產(chǎn)品參數(shù)給出的工作電流，對此可以采用過載保護電路如圖4.1所示。光發(fā)射級的晶體管bg2 圖4.1 過載保護電路構(gòu)成紅外發(fā)光二極管保護電路，由于晶體管bg2偏置電阻r2很小，因此在正常工作情況下晶體管bg2截止，當流過bg1集電極電流突然增大，超過bg1極限值時，此電流