软件模拟串口+红外通信

### 软件模拟串口+红外通信技术详解 #### 一、软件模拟串口 **软件模拟串口**的概念是指在硬件不支持内置串行通信接口的情况下，通过软件编程的方式来模拟实现串行通信的功能。这种方法通常应用于资源有限的单片机系统中。 **RS232标准**是一种早期广泛使用的串行通信接口标准，它规定了信号的电气特性、机械特性、功能特性以及过程特性。在电气特性方面，RS232标准采用了反逻辑： - `-3V` 至 `-15V` 表示逻辑 `1` - `+3V` 至 `+15V` 表示逻辑 `0` 这意味着低电平代表逻辑 `1`，而高电平代表逻辑 `0`。需要注意的是，这种电平标准与大多数单片机的工作电压范围不同，因此在实际应用中需要使用电平转换器件如 **MAX232芯片** 来实现RS232与单片机之间的电平转换。 **RS232时序**是数据传输过程中的时间顺序。一个完整的数据帧包括起始位、数据位和停止位： - **起始位**：表示数据传输开始的一个位，通常为逻辑 `0`。 - **数据位**：通常为8位，低位在前。 - **停止位**：表示数据传输结束的一个位，通常为逻辑 `1`。 为了准确地模拟串行通信，需要计算出每个位的时间间隔。例如，对于9600波特率的通信，每个位占用的时间为 `1/9600` 秒，约等于 `104μs`。 在软件模拟串口中，**定时器**被用来实现精确的延时。具体实现方法如下： - **接收**：当检测到起始位时，启动定时器，并设置标志位。当定时器溢出时，读取第一个数据位，并重复这一过程直至读取完整个数据帧。 - **发送**：发送时首先发送起始位，接着按照低位优先的原则发送数据位，最后发送停止位。发送过程中需要确保每个位的时间间隔符合规定的时序。 #### 二、红外通信 **红外通信**是一种无线通信方式，常用于家用电器遥控器等场合。其基本原理是利用红外线作为传输媒介，通过红外发射器发送编码后的信号，由红外接收器接收并解码。 **红外接收头参数**包括频率、静态输出等。典型的红外通信频率为 **38KHz** ，而静态输出状态为 **高电平** 。这意味着当没有信号传输时，红外接收头会保持高电平状态。 **红外发送协议**通常包括 **引导码**、**客户码**、**操作码** 和 **操作反码** 等部分。其中最重要的部分是操作码，它包含了用户实际需要的信息。其他编码主要用于确保数据传输的正确性和可靠性： - **引导码**：作为数据传输的开始标识，确保接收端能够正确识别数据的开始。 - **客户码**：用于区分不同的红外遥控设备，避免不同设备间的相互干扰。 - **操作码**：包含用户想要执行的操作信息。 - **操作反码**：用于校验操作码的正确性，增强数据传输的可靠性。 **引导码**通常由一定时间的高电平和低电平组成，例如9ms的高电平加4.5ms的低电平。而客户码和操作码通常采用 **0.56ms** 的高电平加 **0.565ms** 或 **1.685ms** 的低电平来表示二进制的 “0” 和 “1”。 在实现红外通信时，可以通过检测下降沿触发中断，然后开始计时，直到下一个下降沿出现，以此来判断接收到的编码。一旦确定接收到的是引导码，就会继续接收后续的数据。当接收到完整的33位编码后，去掉引导码，剩余的32位数据会被分别存储在4个字节中。通过读取第三个字节（即操作码），并与预设的键码值进行比较，可以确定用户按下的具体按键。 通过以上方法，软件模拟串口和红外通信可以在资源受限的环境中实现可靠的数据传输和控制功能。