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基于单片机的红外通信.doc
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基于单片机的红外通信.doc
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摘要
在现如今的通信行业,单片机的应用尤其重要,学会单片机基本原理,使用法,
以及各种领域的应用是我们专业所必须要求的,这篇论文论述的就是基于单片机
的红外通信系统的设计。
红外通信技术已经是先进科学技术的重要组成部分,它有很多优于其他通信段
的优点如操作简单、成本低廉、抗干扰能力强、便于传输,因此红外通信越来越
被应用于各种日常家用电器和常见的电子设备中。
本文描述的就是怎样使用单片机来设计一个简单的红外遥控器,不同于现在
常见的红外遥控器的是:专用的编解码芯片并不是它用来实现发收端的编解码的
工具,红外信号的发收是应用 C51 单片机通过单片机的编、解码程序来实现的,
从而使红外遥控通信功能得以实现。
关键词:单片机;红外通信;红外遥控
Abstract
In today's communication industry, MCU application is particularly important,Learn
the basic principle of single chip microcomputer, and the application of various fields are
necessary to our professional demands,what the paper discusses is the design of infrared
communication system based on single chip microcomputer.
Infrared communication technology is an important part of advanced science and
technology,It has a lot better than other communication advantages such as simple
operation, low cost, strong anti-interference ability, easy to transport,So the infrared
communication is more and more been used in all kinds of daily household appliances and
common electronic devices.
Described in this article is how to use a SCM to design a simple infrared remote
control,Special decoding chip is not used to implement it accept the decoding tool,Hair to
receive the infrared signal is based on C51 single chip microcomputer of encoding and
decoding process,Hence leading to the implementation of infrared remote communication
function.
Key words:SCM; infrared communication; infrared remote control
第一章 绪论
1.1 研究背景
随着技术的进步和社会生产力的发展,单片机越来越广泛地应用于各个领域。特
别是在遥控应用领域单片机获得了全面且深入的应用。在大多数单片机应用系统中,
控制信息和数据信息常常利用非电信号(如电磁信号、光信号、超声波信号)来传送,
以实现遥测或遥控功能。红外线光信号在各种非电信号中是最常用的。
目前国内外对红外线技术的应用有很深入且多样的研究,红外技术近几年在先进
科学技术领域占据越来越重要的地位,各领域都对它进行了很深入的利用,特别是
在 VCD、电视和音响等各种电子遥控设备的使用上,更是已经炉火纯青。由于红外
线为不可见光,这一特点使它不会被人用肉眼发现甚至被仪器轻易检测到,并且对信
息的保护起到了很好的作用,从而红外线经常被应用在各种警备防护设备中。几米至
几十米为红外遥控的一般距离,有时候会更远。与无线电遥控不同的是红外遥控不能
穿过遮挡物(非屏蔽)去控制被控对象。由于这一特点的存在,录像机、电视机、电
风扇等家用电器的红外遥控在被工厂设计生产出来时,不是说像锁的特性一样,每套
一定要有不同于其它套的结构(不然,钥匙就能打开多把锁,锁的用处也便失去
了);同样也不需要和无线电遥控一样每套一定要有一种不同于其它的遥控频率或编
码(不然就可能可以一样作用于隔壁邻居家的家用电器),相同的遥控频率或编码可
以应用于所有产品的遥控器上,遥控信号“串门”的情况也不会出现。这使得红外遥
控在在家电器上的普及和工厂的大批量的生产得到了很大的便利。
1.4 红外通技术的用途
红外通信技术的用途有很多,因为它成本低廉,并且传输效率高且稳定所以很
多电子设备都对它进行了利用,21 世纪电子发展趋势更是如此。在许多工业生产中
需要它来检测产品的精准度和是否达标;医疗保健行业能够用它来对病人进行行医诊
断,这大大提高了医生对疾病判断的准确率;我们日常用电脑玩游戏的鼠标也有红外
通信的身影,电脑本身也有利用到红外通信;更常见的是打电话用的手机,还有其它
通信设备如对讲机和家用电话;各种日常用到的电子设备如随身拍照的数码相机、用
于计算的计算器、小孩热衷的游戏机,学生不可少的电子表;网络在红外通信调制解
调信息上也有应用。
1.5 本文的主要内容
设计一个小型的基于单片机的红外通信系统是本课题要实现的,不同于现在常见
的红外遥控器的是:特定的编解码芯片并不是它用来完成发收端的编解码的工具,信
号的发收是 C51 单片机利用单片机的编码程序和解码程序完成的,使得红外遥控通
信功能得以实现,当对此通信系统进行一定的扩展后,通用和各种专用红外遥控器的
功能就能完全实现了。
红外接口电路和接口驱动程序两部分的设计是完成基于单片机的红外通信系统
的重点。
第二章 红外通信的基本原理
2.1 协定标准
1993 年,标准正式确定了下来,超过二十家企业如 HP、COMPAQ、INTEL 等建
设起了红外数据协会 Infrared Data Association 不久后,Ir-DA1.0 是其发布的第一个
IrDA 的红外数据通信标准。
SIR Serial Infrared(SIR)是 Ir-DA1.0 的缩写,进行通信的手段有很多不过 HP-
SIR 的异步、半双工是它采用的并且在后来被一直沿用下去的红外通讯方式。红外通
信的器件还有很多,UART 是系统的异步通信收发器,前面提到的红外通信的途径 SIR
就是必须得利用 UART,少了它通信就不能正常进行。而另一方面 SIR 则会被 UART
通信速率阻碍,SIR 的通讯信速率只能达到 115.2Kbps,这已经是它的极限,这就是
说电脑串行端口的通信速率只能达到 115.2Kbps。
1996 年,红外数据协会进一步确定并提出了 Ir-DA1.1 标准,也就是 Fast
In-fraRed(FIR)。和 SIR 不同的是,UART 的 FIR 不是其所必需的,因此它的最高
通信速率产生了显著的提高,最高可以有 4Mbps。目前最先进的 4PPM 调制解调 Pulse
Position Modulation 被 FIR 利用,FIR 传输数据信息的方式相比较 SIR 的通信的方式,
FIR 是完全不一样的,它是利用分析脉冲的相位来区分,而且更有利于 FIR 的是在低
于 115.2Kbps 速率时 SIR 的编解码方式它仍然用得到,这一点就使得 FIR 还可以与
同样能与 SIR 通信的速度较低的设备之间通信,还有一个提升的点就是当 FIR 也能够
和这些低速设备进行通信后,通信速率明显的有了提高。
2.2 系统结构
本文所要论述的就是红外通信的一种应用,而我们所说的红外通信其实就是信号
由发送端调制后转变成一道道脉冲信号,然后被调制后的信号会在红外发射管传输到
接收器。
RS232 串行传输标准与红外传输的串行传输标准是不一样的。后者使用的是与前
者有区别的专用的脉冲编码,RS232 编码和 IrDA 编码可以在适当的时候来回运用,
以应对串行红外通信。
发送器和接收器是红外收发器两部分。发送器(transmitter)将脉冲转换为红外
脉冲发出,其脉冲是由 I/O 或 ENDEC 获得的并且调制解调器解调后的。红外光脉冲
被接收器查收到,TTL 或 CMOS 电脉冲会被其转换出来。图 2.1 表示的就是红外通信
系统的结构原理图。
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