武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計設(shè)計題目：基于單片機(jī)的無線傳輸系統(tǒng)設(shè)計姓名劉容學(xué)號071203214院〔系〕數(shù)理科學(xué)系專業(yè)電子信息科學(xué)與技術(shù)指導(dǎo)教師陳西曲2011年6月11日目錄TOC\o"1-3"\h\u4996摘要I14898AbstractII272691紅外通信技術(shù)概述121046近距離無線通信簡介 121046紅外通信的優(yōu)點(diǎn)與應(yīng)用 3210461.3紅外通信技術(shù)開辟數(shù)據(jù)通信的未來 4210462紅外通信系統(tǒng)總體構(gòu)成 5210462.1紅外技術(shù)的物理根底 57161210462.2紅外通信原理 62.3紅外發(fā)射器原理 6242662.4紅外接受器原理 7234483紅外信號傳輸協(xié)議與編碼原理 823698幾種常用紅外通信協(xié)議 815593編碼原理 9234484單片機(jī)AT89C52簡述 11801AT89C52概述 113091AT89C52單片機(jī)引腳排列及功能 11234485紅外通信系統(tǒng)接口電路設(shè)計 15191785.1系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能 15191785.2主機(jī)發(fā)射電路 1519178發(fā)射電路的硬件局部 1519178發(fā)射電路的軟件局部 16191785.3從機(jī)接受電路 2119178.1接受電路的硬件局部 2119178接受電路的軟件局部 21191785.4系統(tǒng)測試效果 264367結(jié)束語 274367謝辭 288340參考文獻(xiàn) 29摘要紅外通信技術(shù)是利用紅外線來傳遞信號，屬于無線通訊技術(shù)。紅外通信具有控制簡單、實(shí)施方便,傳輸可靠性高的特點(diǎn),是一種較為常用的通信方式。紅外通信是利用紅外技術(shù)實(shí)現(xiàn)兩點(diǎn)間的近距離保密通信和信息轉(zhuǎn)發(fā)。它一般由紅外發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)兩局部組成。發(fā)射系統(tǒng)是通過單片機(jī)對一個紅外輻射源進(jìn)行調(diào)制后發(fā)射紅外信號，而接收系統(tǒng)用光學(xué)裝置和紅外探測器進(jìn)行接收并通過單片機(jī)解碼，由紅外發(fā)射系統(tǒng)和紅外接收系統(tǒng)構(gòu)成了紅外通信系統(tǒng)。紅外通信技術(shù)已用于各種便攜設(shè)備上。隨著移動計算和移動通訊設(shè)備的日益普及，紅外數(shù)據(jù)通訊已經(jīng)進(jìn)入了一個開展的黃金時期。從IRDA的成立至今，IRDA標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)可度與日俱增。盡管現(xiàn)在有來自藍(lán)牙技術(shù)的挑戰(zhàn)，但紅外通訊技術(shù)以其低廉的本錢和廣泛的兼容性在將來很長的一段時間內(nèi)在短距離的無線數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域仍將有很廣闊的應(yīng)用空間。關(guān)鍵詞：單片機(jī)；紅外；通信AbstractInfraredcommunicationtechnologyistheuseofinfraredtotransferthesignal,belongingtothewirelesscommunicationtechnology.Infraredcommunicationwiththecontrolissimple,easytoimplement,transmissionandhighreliability,isamorecommonmeansofcommunication.Infraredcommunicationistheuseofinfraredtechnologyforsecurecommunicationsbetweentwopointsandinformationforwardedclose.Itgenerallyconsistsofinfraredtransmittingsystemandreceivingsystemcomposedoftwoparts.SCMtransmissionsystemsbyinfraredradiationofamodulatedinfraredsignalafterthelaunch,whilethereceivingsystemusingopticaldevicesandinfrareddetectorstoreceiveanddecodethesinglechipmicrocomputer,theinfraredemissionsystemandtheinfraredreceiversystemconstitutestheinfraredcommunicationsystem.Infraredcommunicationtechnologyhasbeenusedforvariousportabledevices.Asmobilecomputingandthegrowingpopularityofmobilecommunicationdevices,infrareddatacommunicationhasenteredagoldenageofdevelopment.FarfromtheestablishmentofIRDA,IRDAgrowingacceptanceofstandards.AlthoughtherearechallengesfromtheBluetoothtechnology,infraredcommunicationstechnologybutwithitslowcostsandbroadcompatibilityinthefutureforalongperiodoftimewithinashortdistancewirelessdatacommunicationswillhaveverybroadapplicationspace.KeyWords:Microcontrollerunit;Infrared;Communication1紅外通信技術(shù)概述1.1近距離無線通信簡介隨著短距離無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)迅速膨脹，近距離無線通信技術(shù)呈現(xiàn)出良好的開展勢頭。受到越來越多人的關(guān)注。因?yàn)樵诂F(xiàn)實(shí)生活中存在著許多這樣的應(yīng)用情況，系統(tǒng)需要實(shí)時傳輸小量的突發(fā)信號，當(dāng)然傳統(tǒng)的無線通信技術(shù)雖然能夠滿足要求，但免不了存在本錢高，體積大，功耗大的問題，這時本錢小，體積小，功耗低的短距離無線通信技術(shù)就發(fā)揮了它的優(yōu)勢，尤其在傳統(tǒng)無線通信系統(tǒng)難于或者不便于覆蓋到的區(qū)域，短距離無線通信技術(shù)可以在近距離范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)相互通信或相關(guān)操作[1]。但是當(dāng)今信息技術(shù)高速開展，形成了令人眼花繚亂的無線通信協(xié)議和產(chǎn)品。如何能夠低本錢、方便快捷的實(shí)現(xiàn)近距離無線通信，使它能夠廣泛應(yīng)用在工業(yè)無線控制系統(tǒng)、家庭智能化建設(shè)、小型無線數(shù)據(jù)終端等無線傳輸系統(tǒng)中，成了一個很值得研究的課題。目前使用較廣泛的近距無線通信技術(shù)是藍(lán)牙(Bluetooth)，無線局域網(wǎng)802.11(Wi-Fi)和紅外數(shù)據(jù)傳輸(IrDA)。同時還有一些具有開展?jié)摿Φ慕酂o線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，它們分別是：Zigbee、超寬頻(UltraWideBand)、短距通信(NFC)、WiMedia、GPS、DECT、無線1394和專用無線系統(tǒng)等。它們都有其立足的特點(diǎn)，或基于傳輸速度、距離、耗電量的特殊要求；或著眼于功能的擴(kuò)充性;或符合某些單一應(yīng)用的特別要求或建立競爭技術(shù)的差異化等。但是沒有一種技術(shù)可以完美到足以滿足所有的需求。1.藍(lán)牙技術(shù)bluetooth技術(shù)是近幾年出現(xiàn)的，廣受業(yè)界關(guān)注的近距無線連接技術(shù)。它是一種無線數(shù)據(jù)與語音通信的開放性全球標(biāo)準(zhǔn)，它以低本錢的短距離無線連接為根底，可為固定的或移動的終端設(shè)備提供廉價的接入效勞。藍(lán)牙技術(shù)是一種無線數(shù)據(jù)與語音通信的開放性全球標(biāo)準(zhǔn)，其實(shí)質(zhì)內(nèi)容是為固定設(shè)備或移動設(shè)備之間的通信環(huán)境建立通用的近距無線接口，將通信技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)進(jìn)一步結(jié)合起來，使各種設(shè)備在沒有電線或電纜相互連接的情況下，能在近距離范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)相互通信或操作。其傳輸頻段為全球公眾通用的2.4GHzISM頻段，提供1Mbps的傳輸速率和10m的傳輸距離。藍(lán)牙技術(shù)誕生于1994年，Ericsson當(dāng)時決定開發(fā)一種低功耗、低本錢的無線接口，以建立及其附件間的通信。該技術(shù)還陸續(xù)獲得PC行業(yè)業(yè)界巨頭的支持。1998年，藍(lán)牙技術(shù)協(xié)議由Ericsson、IBM、Intel、NOKIA、Toshiba等5家公司達(dá)成一致。藍(lán)牙協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)版本為802.15.1，由藍(lán)牙小組(SIG)負(fù)責(zé)開發(fā)。802.15.1的最初標(biāo)準(zhǔn)基于藍(lán)牙1.1實(shí)現(xiàn)，后者已構(gòu)建到現(xiàn)行很多藍(lán)牙設(shè)備中。新版802.15.1a根本等同于藍(lán)牙1.2標(biāo)準(zhǔn)，具備一定的QoS特性，并完整保持后向兼容性。但藍(lán)牙技術(shù)遭遇了最大的障礙是過于昂貴。突出表現(xiàn)在芯片大小和價格難以下調(diào)、抗干擾能力不強(qiáng)、傳輸距離太短、信息平安問題等等。這就使得許多用戶不愿意花大價錢來購置這種無線設(shè)備。因此，業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，藍(lán)牙的市場前景取決于藍(lán)牙價格和基于藍(lán)牙的應(yīng)用是否能到達(dá)一定的規(guī)模。2.Wi-Fi技術(shù)Wi-Fi(WirelessFidelity：無線高保真)也是一種無線通信協(xié)議，正式命名IEEE802.11b，與藍(lán)牙一樣，同屬于短距離無線通信技術(shù)。Wi-Fi速率最高可達(dá)11Mb/s。雖然在數(shù)據(jù)平安性方面比藍(lán)牙技術(shù)要差一些，但在電波的覆蓋范圍方面卻略勝一籌，可達(dá)100m左右。Wi-Fi是以太網(wǎng)的一種無線擴(kuò)展，理論上只要用戶位于一個接入點(diǎn)四周的一定區(qū)域內(nèi)，就能以最高約11Mb/s的速度接入Web。但實(shí)際上，如果有多個用戶同時通過一個點(diǎn)接入，帶寬被多個用戶分享，Wi-Fi的連接速度一般將只有幾百kb/s的信號不受墻壁阻隔，但在建筑物內(nèi)的有效傳輸距離小于戶外。WLAN未來最具潛力的應(yīng)用將主要在SOHO、家庭無線網(wǎng)絡(luò)以及不便安裝電纜的建筑物或場所。目前這一技術(shù)的用戶主要來自機(jī)場、酒店、商場等公共熱點(diǎn)場所。Wi-Fi技術(shù)可將Wi-Fi與基于XML或Java的Web效勞融合起來，可以大幅度減少企業(yè)的本錢。例如企業(yè)選擇在每一層樓或每一個部門配備802.11b的接入點(diǎn)，而不是采用電纜線把整幢建筑物連接起來。這樣一來，可以節(jié)省大量鋪設(shè)電纜所需花費(fèi)的資金。最初的IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)是在1997年提出的，稱為802.11b，主要目的是提供WLAN接入，也是目前WLAN的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，它的工作頻率也是2.4GHz，與無繩、藍(lán)牙等許多不需頻率使用許可證的無線設(shè)備共享同一頻段。隨著Wi-Fi協(xié)議新版本如802.11a和802.11g的先后推出，Wi-Fi的應(yīng)用將越來越廣泛。速度更快的802.11g使用與802.11b相同的正交頻分多路復(fù)用調(diào)制技術(shù)。它工作在2.4GHz頻段，速率達(dá)54Mb/s。根據(jù)最近國際消費(fèi)電子產(chǎn)品的開展趨勢判斷，802.11g將有可能被大多數(shù)無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品制造商選擇作為產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。微軟推出的桌面操作系統(tǒng)WindowsXP和嵌入式操作系統(tǒng)WindowsCE，都包含了對Wi-Fi的支持。其中，WindowsCE同時還包含對Wi-Fi的競爭對手藍(lán)牙等其它無線通信技術(shù)的支持。由于投資802.11b的費(fèi)用降低，許多廠商介入這一領(lǐng)域。Intel推出了集成WLAN技術(shù)的筆記本電腦芯片組，不用外接無線網(wǎng)卡，就可實(shí)現(xiàn)無線上網(wǎng)[2,3]。3.紅外數(shù)據(jù)傳輸紅外線數(shù)據(jù)協(xié)會IrDA(InfraredDataAssociation)成立于1993年。起初，采用IrDA標(biāo)準(zhǔn)的無線設(shè)備僅能在1m范圍內(nèi)以115.2kb/s速率傳輸數(shù)據(jù)，很快開展到4Mb/s以及16Mb/s的速率。IrDA是一種利用紅外線進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)通信的技術(shù)，是第一個實(shí)現(xiàn)無線個人局域網(wǎng)(PAN)的技術(shù)。目前它的軟硬件技術(shù)都很成熟，在小型移動設(shè)備，如PDA、上廣泛使用。事實(shí)上，當(dāng)今每一個出廠的PDA及許多、筆記本電腦、打印機(jī)等產(chǎn)品都支持IrDA。IrDA的主要優(yōu)點(diǎn)是無需申請頻率的使用權(quán)，因而紅外通信本錢低廉。并且還具有移動通信所需的體積小、功耗低、連接方便、簡單易用的特點(diǎn)。此外，紅外線發(fā)射角度較小，傳輸上平安性高。IrDA的缺乏在于它是一種視距傳輸，兩個相互通信的設(shè)備之間必須對準(zhǔn)，中間不能被其它物體阻隔，因而該技術(shù)只能用于2臺(非多臺)設(shè)備之間的連接。而藍(lán)牙就沒有此限制，且不受墻壁的阻隔。IrDA目前的研究方向是如何解決視距傳輸問題及提高數(shù)據(jù)傳輸率。1.2紅外通信的優(yōu)點(diǎn)與應(yīng)用紅外通信是以紅外線作為載體來傳送數(shù)據(jù)信息。它作為無線通信的一種與無線電通信相比，由于其性能價格比高、實(shí)現(xiàn)簡單、具有抗電磁干擾、便于高速應(yīng)用、空間接入靈活、經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，可用于室內(nèi)外實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)、無線紅外LAN通信及軍用紅外引信，在移動計算和移動通訊的設(shè)備中獲得了廣泛的應(yīng)用[4-6]。在某些場合，需要數(shù)據(jù)交換但又不是很大，且實(shí)時性要求又不是很高的情況下，可以使用紅外通訊方式，這樣既可以得到無繩化通信帶來的便利，又可以避開采用無線電高頻電路可能引發(fā)的一些問題。譬如用于家用電器的遙控器，計算機(jī)的遙控鍵盤和遙控鼠標(biāo)以及便攜式數(shù)據(jù)收集裝置(煤水電表的登錄器、報稅機(jī))與主機(jī)的數(shù)據(jù)交換等。目前，利用紅外線進(jìn)行無線數(shù)據(jù)通信，無論從小型化、輕量化，還是從平安性等方面考慮，其可行性都比擬高，并且已經(jīng)在無線多信道室內(nèi)話音系統(tǒng)，無繩以及鍵盤和終端間的短距離無線連接中得到了應(yīng)用。所有這些應(yīng)用中的工作帶寬遠(yuǎn)低于WLAN需要的帶寬。紅外通信具有控制簡單、實(shí)現(xiàn)方便、傳輸可靠性高的特點(diǎn)，是一種較為常用的通信方式且能很好的滿足近距離通信的要求。紅外通信以紅外線作為通信載體'通過紅外光在空中的傳輸來傳輸教據(jù)，它由紅外發(fā)射器和紅外接收器來實(shí)現(xiàn)，在發(fā)射端，發(fā)送的教字信號經(jīng)過恰當(dāng)?shù)恼{(diào)制編碼后，輸入電光轉(zhuǎn)換電路，經(jīng)過紅外發(fā)射管轉(zhuǎn)換為紅外光脈沖發(fā)射到空中。在接收端，紅外接收器對接受到的紅外光脈沖信號進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換和解調(diào)譯碼后恢夏出原信號。紅外線IrDA，簡稱IR，可以進(jìn)行無線數(shù)據(jù)的傳輸。自1974年創(chuàng)造以來，紅外無線通信已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種設(shè)備，一些商業(yè)化的移動終端如掌上型電腦、個人數(shù)字主力、移動等都已經(jīng)安裝了紅外無線通信器件而且像紅外線鼠標(biāo)，紅外線打印機(jī)，紅外線鍵盤等等都是隨處可見。1.3紅外通信技術(shù)開辟數(shù)據(jù)通信的未來目前,符合紅外通信標(biāo)準(zhǔn)要求的個人數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)助理設(shè)備筆記本計算機(jī)和打印機(jī)已推向市場,然而紅外通信技術(shù)的潛力將通過個人通信系統(tǒng)(代S)和全球移動通信系統(tǒng)(GS娜網(wǎng)絡(luò)的建立而充分顯示出來由于紅外連接本身是數(shù)字式的,所以在筆記本計算機(jī)中不需要調(diào)制解調(diào)器便攜式PC機(jī)有一個任選的擴(kuò)展插槽,可插入新式PCS數(shù)據(jù)卡PCS數(shù)據(jù)卡配使用,建立和保持對無線PCS系統(tǒng)的連接；擴(kuò)展電纜的紅外端口使得在PCS系統(tǒng)和筆記本計算機(jī)之間容易實(shí)現(xiàn)無線通信[7]。由于PCS數(shù)字系統(tǒng)和筆記本計算機(jī)之間的連接是通過標(biāo)準(zhǔn)的紅外端口實(shí)現(xiàn)的，所以CPS數(shù)字系統(tǒng)可在任何一種PC機(jī)上使用，包括各種新潮筆記本計算機(jī)以及手持式計算機(jī)，以提供紅外數(shù)據(jù)通信而且，由于該系統(tǒng)不要求在計算機(jī)中使用調(diào)制解調(diào)器，所以過去不可能維持高性能PC卡調(diào)制解調(diào)器運(yùn)行所需電壓的手持式計算機(jī)，現(xiàn)在也能以無線方式進(jìn)行通信。紅外通信標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)者還在設(shè)想在機(jī)場和飯店等地點(diǎn)使用步行機(jī)和打印機(jī)，在這些地方，掌上計算機(jī)用戶可以利用這些外設(shè)而勿需電纜。銀行的ATM(柜員機(jī))也可以采用紅外接口裝置預(yù)計在不久的將來，紅外技術(shù)將在通信領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用，數(shù)字蜂窩、呼費(fèi)話等都將采用紅外技術(shù)。紅外技術(shù)的推廣意味著膝上計算機(jī)用戶不用電纜連接的新潮即將到來由于紅外通信具有隱蔽性，保密性強(qiáng)，故國外軍事通信機(jī)構(gòu)歷來重視這一技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，這一技術(shù)在軍事隱蔽通信，特別是軍事機(jī)密機(jī)構(gòu)的對端通信中將發(fā)揮出重要的作用。正如前面所述，它還將對計算機(jī)技術(shù)產(chǎn)生沖擊，對未來數(shù)據(jù)通信產(chǎn)生重大影響。2紅外通信系統(tǒng)總體構(gòu)成2.1紅外技術(shù)的物理根底紅外技術(shù)的開展以紅外線的物理特性為根底。紅外線是由于物質(zhì)內(nèi)部帶電微粒的能量發(fā)生變化而產(chǎn)生的，它是一種電磁波，處于可見光譜紅光之外，突出特點(diǎn)是熱作用顯著。紅外線的波長介于可見光與無線電波之間，從μm~l000μm，可分為四個波段:近紅外(0.75~3μm)、中紅外(3~6μm)、遠(yuǎn)紅外(6~15μm)和極遠(yuǎn)紅外(15~1000μm)，紅外線具有以下特性：1.紅外光電效應(yīng)當(dāng)光線照射在金屬外表時，金屬中有電子逸出的現(xiàn)象叫做光電效應(yīng)。紅外線光子的能量低于可見光光子，它能對一些較活潑的金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)(即紅外光電效應(yīng))。紅外光電效應(yīng)是紅外技術(shù)得到應(yīng)用的關(guān)鍵。通過紅外光電效應(yīng)可把紅外光轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)放大后，作用到熒光屏上，再把電信號轉(zhuǎn)換成可見的光，使人眼看得見紅外線照射的物體[8]。2.紅外輻射實(shí)驗(yàn)說明，物體在任何溫度下都要向周圍空間輻射電磁波。物體在一定時間內(nèi)向周圍輻射電磁波的能量的多少以及能量按波長(或頻率)的分布與物體的溫度有關(guān)。在室溫下，大多數(shù)物體發(fā)出的輻射能分布在電磁波譜的紅外線局部，隨著溫度的升高輻射能量也隨著增加。同時，輻射能的分布逐漸向頻率高的方向移動，即溫度愈高，輻射能中高頻電磁波成份愈多。自然界的一切物體都是紅外輻射源，物體溫度不同，輻射的紅外線波長就不同，溫度越高波長越短，并且產(chǎn)生的紅外線越多。這種紅外輻射的普遍性和差異性正是紅外技術(shù)有著廣泛應(yīng)用的根本原因。根據(jù)輻射特性，知道了軍事目標(biāo)的溫度范圍，就可求出其輻射紅外波長的范圍，選用相應(yīng)的紅外探測器，可探測目標(biāo)與景物的紅外輻射差異。這種差異表達(dá)在目標(biāo)與景物的溫度分布，故所形成的圖像叫熱圖像，熱圖像通過紅外光電光信號的轉(zhuǎn)換，成為可見光圖像，即可從復(fù)雜的背景里識別目標(biāo)。3.紅外反射目標(biāo)和環(huán)境對可見光的反射差異不大，但在近紅外區(qū)對紅外線的反射差異很大，故用近紅外線比可見光更易識別目標(biāo)。軍事上利用目標(biāo)和景物對紅外線的不同成像，經(jīng)轉(zhuǎn)換獲得可見光圖像以發(fā)現(xiàn)識別目標(biāo)；在反紅外偽裝時，既要考慮顏色的近似感，同時還要注意它們對紅外線的反射情況。大氣中的二氧化碳、水蒸氣、臭氧等對各種波長的紅外線有著不同程度的吸收。有些波段的紅外線被吸收得多，不易透過大氣傳播；有些被吸收得少，容易透過大氣。這些能透過或能較多透過大氣的紅外波段稱"大氣窗口"，紅外線有三個大氣窗口；μm、3~5μm、8~14μm。2.2紅外通信的根本原理紅外通信是利用950nm近紅外波段的紅外線作為傳遞信息的媒體，即通信信道。發(fā)射端采用脈時調(diào)制(PPM)方式，將一組二進(jìn)制數(shù)字信號調(diào)制成一定頻率的脈沖序列，并驅(qū)動紅外發(fā)射管以光脈沖的形式傳送出去，接收端由光電轉(zhuǎn)換器將收到的光脈沖轉(zhuǎn)換成電信號再經(jīng)過濾波、放大處理后按調(diào)制的逆過程轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號從而復(fù)原為二進(jìn)制數(shù)字信號后輸出。紅外通信的實(shí)質(zhì)就是對二進(jìn)制數(shù)字信號進(jìn)行調(diào)制后利用紅外進(jìn)行傳輸解調(diào)后便得到原信號，紅外通信的接口就是相對于紅外信道的調(diào)制解調(diào)器[9,10]。紅外無線通信系統(tǒng)由發(fā)射器、信道和接收器三局部組成，發(fā)射器包括紅外發(fā)射器和編碼控制器，接收器包括紅外探測器和解碼控制器。2.3紅外發(fā)射器原理完成信號的電光變換并向空間發(fā)射紅外脈沖。紅外發(fā)射器的關(guān)鍵部件是紅外發(fā)光二極管(LED)和相應(yīng)的驅(qū)動電路。紅外LED器件首先要滿足其調(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(yīng)與接收器端的光電探測器(一般選用硅光二極管)的峰值響應(yīng)率相匹配，最大程度地抑制背景雜散光干擾，現(xiàn)階段一般選用780～950nm的紅外波段進(jìn)行數(shù)字信號傳輸。由于紅外無線通信系統(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(dāng)提高紅外發(fā)射器的發(fā)射功率，并采用空間分集、全息漫射片等可使發(fā)射端的光功率在空間均勻分布的措施來降低誤碼率，提高通信質(zhì)量[11]信號輸入紅外脈沖輸出差分驅(qū)動信號輸入紅外脈沖輸出差分驅(qū)動編碼調(diào)制線路接受紅外光發(fā)射器的原理框圖2.4紅外接受器原理所示。差分信號解碼電路差分信號形成碼元判決頻域均衡光電轉(zhuǎn)換紅差分信號解碼電路差分信號形成碼元判決頻域均衡光電轉(zhuǎn)換紅外脈沖閥值產(chǎn)生谷值提取閥值產(chǎn)生谷值提取峰值提取峰值提取圖1.2紅外接收原理框圖在紅外接收器端，首先進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，將紅外脈沖信號變?yōu)殡娦盘枴＝?jīng)過適當(dāng)?shù)念l域均衡后進(jìn)行碼元判決，碼元判決電路是接收器設(shè)計的核心局部。由于信號采用紅外無線進(jìn)行傳輸，其電平變化范圍較大，所以碼元判決電路必須是自適應(yīng)的。接收的信號經(jīng)自適應(yīng)碼元判決后變成數(shù)字信號，再進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕獯a轉(zhuǎn)換為差分信號進(jìn)入計算機(jī)網(wǎng)卡的信號輸入端。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，而且信號采用紅外線進(jìn)行傳輸，易受外界環(huán)境的影響,這些因素導(dǎo)致了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(shè)計和自適應(yīng)的碼元判決電路是必需的。低噪聲的前置放大器一般選用輸入阻抗較高的場效應(yīng)管放大器，并要求帶寬大，增益高，噪聲低，干擾小，頻率響應(yīng)與信道脈沖響應(yīng)匹配。自適應(yīng)的碼元判決電路能自動跟蹤輸入信號電平的變化，得到最正確的閾值電平，并根據(jù)此閾值電平對信號進(jìn)行判決，將其變換為數(shù)字電平之后進(jìn)行解碼，恢復(fù)成原始信號。同時，為了濾去低頻噪聲及人為干擾需采用帶通濾波器；為了與調(diào)制特性匹配并消除碼間干擾常采用均衡技術(shù)為了獲得較大的光接收器工作范圍及瞬時視場常采用球形光學(xué)透鏡。這些措施都將有利于紅外無線通信質(zhì)量的提高[12-16]。3紅外線信號傳輸協(xié)議與編碼原理紅外線是波長在750nm至1mm之間的電磁波，其頻率高于微波而低于可見光，是一種人的眼眼看不到的光線。目前無線電波和微波已被廣泛應(yīng)用在長距離的無線通信中，但由于紅外線的波長較短，對障礙物的衍射能力差，所以更適合應(yīng)用在需要短距離無線通信場合點(diǎn)對點(diǎn)的直接線數(shù)據(jù)傳輸。為了使各種設(shè)備能夠通過一個紅外接口進(jìn)行通信，紅外數(shù)據(jù)協(xié)議〔InfraredDataAssociation，簡稱IRDA〕發(fā)布了一個關(guān)于紅外的統(tǒng)一的軟硬件標(biāo)準(zhǔn)，也就是紅外數(shù)據(jù)通訊標(biāo)準(zhǔn)。其中根本的協(xié)議有三個：①物理層協(xié)議〔IrPHY〕，制定了紅外通信硬件設(shè)計上的目標(biāo)和要求，包括紅外的光特性、數(shù)據(jù)編碼、各種波特率下幀的包括格式等。為到達(dá)兼容，硬件平臺以及硬件接口設(shè)計必須符合紅外協(xié)議制定的標(biāo)準(zhǔn)。②連接建立協(xié)議〔IrLAP〕層制定了底層連接建立的過程標(biāo)準(zhǔn)，描述了建立一個根本可靠連接的過程和要求。③連接管理協(xié)議〔IrLMP〕層制定了在單位個IrLAP連接的根底上復(fù)用多個效勞和應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。在IrLMP協(xié)議上層的協(xié)議都屬于特定應(yīng)用領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議。④流傳輸協(xié)議〔TingTP〕在傳輸數(shù)據(jù)時進(jìn)行流控制。制定把數(shù)據(jù)進(jìn)行拆分、重組、重傳等的機(jī)制。⑤對象交換協(xié)議〔IrOBEX〕制定了文件和其他數(shù)據(jù)對象傳輸時的數(shù)據(jù)格式。⑥模擬串口層協(xié)議〔IrCOMM〕允許已存在的使用串口通信的應(yīng)用象使用串口那樣使用紅外進(jìn)行通信。⑦局域網(wǎng)訪問協(xié)議〔IrLAN〕允許通過紅外局域網(wǎng)絡(luò)喚醒筆記本電腦等移動設(shè)備，實(shí)際遠(yuǎn)程搖控等功能。紅外的通信協(xié)議龐大而復(fù)雜，除非專業(yè)人員，一般電子工程師并不需要深究其細(xì)節(jié)，就像串口標(biāo)準(zhǔn)25線非常復(fù)雜的協(xié)議內(nèi)容一樣，我們不需要知道太多，甚至在一般的應(yīng)用場合中，我們只需要了解聯(lián)接其中的三根線就可以應(yīng)付自如了，對于紅外一般應(yīng)用場合的通信電路和編程，我們也僅需參照標(biāo)準(zhǔn)的簡化電路來進(jìn)行設(shè)計就足夠了。3.1幾種常用紅外傳輸協(xié)議常用的紅外信號傳輸協(xié)議有ITT協(xié)議、NEC協(xié)議、NokiaNRC協(xié)議、Sharp協(xié)議、SonySIRC協(xié)議、PhilipsRC-5協(xié)議、PhilipsRC-6協(xié)議，以及PhilipsRECS-8O協(xié)議等。3.2編碼原理這里以運(yùn)用比擬廣泛，解碼比擬容易的一類來加以說明，現(xiàn)以日本NEC的uPD6121G組成發(fā)射電路為例說明編碼原理。當(dāng)發(fā)射器發(fā)射紅外脈沖時這紅外脈沖具有以下特征：采用脈寬調(diào)制的串行碼，以脈沖寬度為0.565ms、間隔0.56ms、周期為1.125ms的組合表示二進(jìn)制的“0〞；以脈沖寬度為0.565ms、間隔1.685ms、周期為2.25ms的組合表示二進(jìn)制的“1〞，其波形如下圖。bit“0”bit“1”圖3.1脈寬調(diào)制的串行碼上述“0〞和“1〞組成的32位二進(jìn)制碼經(jīng)38kHz的載頻進(jìn)行二次調(diào)制以提高發(fā)射效率，到達(dá)降低電源功耗的目的。然后再通過紅外發(fā)射二極管產(chǎn)生紅外線向空間發(fā)射，如圖3.2所示。操作碼〔反碼〕操作碼用戶識別碼〔反碼〕用戶識別碼操作碼〔反碼〕操作碼用戶識別碼〔反碼〕用戶識別碼引導(dǎo)碼9ms9ms圖3.2發(fā)射的調(diào)制碼UPD6121G產(chǎn)生的遙控編碼是連續(xù)的32位二進(jìn)制碼組，其中前16位為用戶識別碼，能區(qū)別不同的電器設(shè)備，防止不同機(jī)種遙控碼互相干擾。該芯片的用戶識別碼固定為十六進(jìn)制01H；后16位為8位操作碼〔功能碼〕及其反碼。UPD6121G最多額128種不同組合的編碼。一組碼本身的持續(xù)時間隨它包含的二進(jìn)制“0”和“1”的個數(shù)不同而不同，大約在45~63ms之間，圖為發(fā)射波形圖。108ms108ms圖發(fā)射波形圖當(dāng)通信開始，振蕩當(dāng)通信開始，振蕩器使芯片激活，將發(fā)射一組108ms的編碼脈沖,這108ms發(fā)射代碼由一個起始碼〔9ms〕，一個結(jié)果碼〔4.5ms〕，低8位地址碼〔9ms~18ms〕，高8位地址碼〔9ms~18ms〕，8位數(shù)據(jù)〔9ms~18ms〕和這8位數(shù)據(jù)的反碼〔9ms~18ms〕組成[17]。4單片機(jī)AT89C52簡述4.1AT89C52概述AT89C52是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，AT89C52提供以下功能標(biāo)準(zhǔn)：8K字節(jié)Flash閃速存儲器，256字節(jié)內(nèi)部RAM，32個I/O線個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量兩極中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時鐘電路[2]。同時，AT89C52可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時/計數(shù)器，串行通信口及中段系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它部件工作直到下一個硬件復(fù)位。AT89C52單片機(jī)引腳排列及功能介紹AT89C52單片機(jī)有3種不同的封裝，即PDIP、PLCC和TQFP，其有效引腳為40條，現(xiàn)以PDIP〔雙列直插式，見圖4.1〕封裝為例簡述各引腳功能。圖4.1單片機(jī)引腳排列圖1主電源引腳Vcc(40腳)：直流電源供電電壓4~5Ｖ。Vss(20腳)：電源接地端。2振蕩器電路外接晶振引腳XTAL1(19腳)、XTAL2(18腳)：當(dāng)使用片內(nèi)振蕩器的時鐘電路方式時，電路接法如圖4.2所示，C1、C2為微調(diào)電容，通常取20~30pF，以保證振蕩器電路的穩(wěn)定性及快速性，同時要求在設(shè)計電路板時，晶振和電容應(yīng)盡量靠近單片機(jī)芯片，以減小分布電容所引起對振蕩電路的影響。圖4.3為使用外部振蕩器的時鐘電路方式，使用該時鐘電路方式時，上下脈沖電平持續(xù)時間應(yīng)不短于20ns，否那么工作不穩(wěn)定。圖4.2內(nèi)振蕩器的時鐘電路圖4.3外振蕩器的時鐘電路3多功能I/O接口引腳P0口(32~39腳)：P0口是一個8位漏極開路并行雙向I/O端口。當(dāng)它作為通用I/O接口時每個引腳須外接上拉電阻。當(dāng)作輸出口時，每個引腳能以吸收電流的方式驅(qū)動8個LSTTL負(fù)載；當(dāng)作為輸入口時，須首先將引腳內(nèi)的輸出鎖存器置1。P0口在系統(tǒng)需要功能外擴(kuò)展時，可用作訪問外部程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器時的低8位地址線/數(shù)據(jù)總線的分時復(fù)用線，在該模式工作下，引腳不用外接上拉電阻。P1口(1~8腳)：P1口是一個內(nèi)接上拉電阻的8位并行雙向I/O端口。它可作為通用I/O口，當(dāng)作輸出口時，每個引腳可驅(qū)動4個LSTTL負(fù)載；當(dāng)作輸入口時，須首先將引腳內(nèi)的輸出鎖存器置1。在FLASH并行編程和校驗(yàn)時，P1口可輸入低字節(jié)地址信息。在串行編程和校驗(yàn)時：P1.5〔6腳〕：MOSI〔串行指令輸入〕；P1.6〔7腳〕：MISO〔串行數(shù)據(jù)輸出〕；P1.7〔8腳〕：SCK〔串行移位脈沖控制端〕。P2口(21~28腳)：P2口是一個內(nèi)接上拉電阻的8位并行I/O端口，它可作為通用I/O口，作輸出口時，每個引腳可驅(qū)動4個LSTTL負(fù)載，用作輸入口時，須首先將引腳內(nèi)的輸出鎖存器置１。P2口在系統(tǒng)外擴(kuò)展時，可以用作訪問外部程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器的高8位地址總線。在FLASH存儲器并行編程和校驗(yàn)時，P2口可輸入高字節(jié)地址信息，P2.6、P2.7作控制位。P3口(10~17腳)：P3口具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向并行端口，它可以作為通用I/O口，作輸出口時，每個引腳可驅(qū)動4個LSTTL負(fù)載，用作輸入口時，須首先將引腳內(nèi)的輸出鎖存器置1。在FLASH存儲器編程和校驗(yàn)時，P3.3、P3.6、P3.7可作控制位。P3口還具有第二種功能，如下所示。P3.0：RXD〔串行口輸入端〕；P3.1：TXD〔串行口輸出端〕；P3.2：INT0〔外部中斷0信號輸入端〕；P3.3：INT1〔外部中斷1信號輸入端〕；P3.4：T0〔定時器/計數(shù)器0外部計數(shù)脈沖輸入端〕；P3.5：T1〔定時器/計數(shù)器1外部計數(shù)脈沖輸入端〕；P3.6：WR〔外部數(shù)據(jù)存儲器的寫選通〕；P3.7：RD〔外部數(shù)據(jù)存儲器的讀選通〕；4復(fù)位、控制和選通引腳RST〔9腳〕：單片機(jī)復(fù)位輸入端，高電平有效。在單片機(jī)上電后，振蕩器穩(wěn)定有效運(yùn)行的情況下，假設(shè)RST端腳能維持兩個機(jī)器周期〔24個振蕩周期〕以上的高電平，那么可使單片機(jī)系統(tǒng)復(fù)位有效〔復(fù)位有效時，片內(nèi)各特殊功能存放器狀態(tài)參見表4.1〕。當(dāng)看門狗定時器WDT溢出輸出時，RST端腳將輸出長達(dá)98個振蕩周期的高電平。EA/VPP〔31腳〕：雙功能引腳，EA為訪問內(nèi)部或外部程序存儲器的選擇信號端，當(dāng)EA接地〔低電平〕時，CPU只執(zhí)行片外程序存儲器中的程序；當(dāng)EA接VCC〔高電平〕時，CPU首先執(zhí)行片內(nèi)程序存儲器中的程序〔地址單元從0000Ｈ~0FFFＨ〕，然后自動轉(zhuǎn)向執(zhí)行片外程序存儲器中的程序〔地址單元從1000Ｈ~FFFFＨ〕。VPP為片內(nèi)FLASH存儲器并行編程時的編程電壓，一般用DC12Ｖ參加該引腳。ALE/PROG〔30腳〕：地址鎖存允許/編程脈沖信號端，雙功能引腳。當(dāng)CPU訪問外部程序存儲器或外部數(shù)據(jù)存儲器時，該引腳提供一個ALE地址允許信號〔由正向負(fù)跳變〕，將低8位地址信息鎖存在片外的地址鎖存器中。在單片機(jī)的FLADH存儲器并行編程時，該引腳作為編程負(fù)脈沖PROG的輸入端。除上述兩種情況外，在正常操作狀態(tài)下，該引腳端輸出恒定頻率的脈沖，其頻率為晶振頻率的1/6，可用做外部定時或其他觸發(fā)信號。應(yīng)當(dāng)注意的是，CPU每次訪問外部RAM時，即執(zhí)行MOVX類指令，都要喪失一個ALE脈沖。如果需要，可對特殊功能存放器區(qū)的地址為8EH單元的第0位置1，那么可以禁止ALE操作輸出，但在使用MOVC或MOVX指令時，ALE仍然有效，禁止位不影響對外部存儲器的訪問。PSEN〔29腳〕：該引腳為外部程序存儲器讀選通信號，低電平有效。當(dāng)單片機(jī)訪問外部程序存儲器讀取及執(zhí)行指令代碼時，在每個機(jī)器周期均產(chǎn)生兩次有效的PSEN信號，但在執(zhí)行片內(nèi)程序存儲器讀取指令碼時不產(chǎn)生PSEN信號。在讀寫內(nèi)部RAM單元的數(shù)據(jù)時，亦不產(chǎn)生PSEN信號[18,19]。表4.1片內(nèi)各特殊功能存放器狀態(tài)5紅外通信系統(tǒng)接口電路設(shè)計單片機(jī)控制的紅外通信系統(tǒng)主要有紅外發(fā)射器，紅外接收器，以及單片機(jī)89C55.1系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能本系統(tǒng)的主要任務(wù)是建立兩個51單片機(jī)之間的紅外通信協(xié)議，單片機(jī)(甲)利用定時/計數(shù)器0和定時/計數(shù)器1的溢出中斷產(chǎn)生一定頻率的脈沖，通過紅外發(fā)射頭發(fā)送出去。單片機(jī)(乙)利用定時/計數(shù)器對紅外接收頭的電平進(jìn)行計數(shù)，從而檢測出8位二進(jìn)制信息，再根據(jù)兩機(jī)的通信協(xié)議識別該信息，并在數(shù)碼管上顯示。5.2主機(jī)發(fā)射電路發(fā)射電路的硬件局部 主機(jī)發(fā)射電路由單片機(jī)最小系統(tǒng)與紅外發(fā)射管組成，電路如圖5.1所示。圖5.1主機(jī)發(fā)射電路由P1.3口控制紅外發(fā)射管發(fā)射38kHz的紅外脈沖?？捎肁T89C52NEC協(xié)議的紅外信號。發(fā)射電路的軟件局部發(fā)射系統(tǒng)由51單片機(jī)用軟件方法產(chǎn)生指令代碼，驅(qū)動紅外發(fā)射器件，發(fā)射紅外控制信號，紅外信號的指令代碼為一組串行二進(jìn)制碼，編碼的方法有多種，不同協(xié)議的編碼方法和代碼長度有所不同，但其工作原理根本相同，都是通過編碼后的串行數(shù)據(jù)對38~40kHz的方波進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制。編碼主要是由用戶碼和數(shù)據(jù)碼構(gòu)成，通常還包括引導(dǎo)脈沖，引導(dǎo)脈沖總是出現(xiàn)在編碼脈沖的前頭，作為遙控接收的啟動信號；接收機(jī)只有在接收到引導(dǎo)脈沖之后，才可以對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，以防止接收到不完整的發(fā)射信號。用戶碼和數(shù)據(jù)碼統(tǒng)稱為傳送碼，通常為8位或16位的“0〞“l(fā)〞碼，為了防止出現(xiàn)過失，每次發(fā)射的傳送碼中一般都包含兩次編碼：一次為原碼，一次為反碼；采用PWM方式調(diào)制的編碼，按照脈沖的時問關(guān)系來區(qū)分“1〞和“0〞ms的低電平開始，區(qū)別是高電平的寬度不同，“O〞ms，“1〞ms，每一條傳送指令有32個代碼。程序代碼如下：#include<>staticbitOP;sbitLED1=P1^3;//紅外發(fā)射管的亮滅staticunsignedintcount;//延時計數(shù)器staticunsignedintendcount;//終止延時計數(shù)staticunsignedcharflag;//紅外發(fā)送標(biāo)志chariraddr1;//十六位地址的第一個字節(jié)chariraddr2;//十六位地址的第二個字節(jié)voidSendIRdata(charp_irdata);voiddelay();voidmain(void){count=0;flag=0;OP=0;EA=1;//允許CPU中斷TMOD=0x11;//設(shè)定時器0和1為16位模式1ET0=1;//定時器0中斷允許TH0=0xFF;TL0=0xE6;//設(shè)定時值0為38K也就是每隔26us中斷一次TR0=1;//開始計數(shù)iraddr1=3;iraddr2=252;do{delay();SendIRdata(1);LED1=IR;}while(1);}//定時器0中斷處理voidtimeint(void)interrupt1{TH0=0xFF;TL0=0xE6;//設(shè)定時值為38K也就是每隔26us中斷一次count++;}voidSendIRdata(charp_irdata){inti;charirdata=p_irdata;//發(fā)送9ms的起始碼endcount=223;flag=1;count=0;do{}while(count<endcount);endcount=117;flag=0;count=0;do{}while(count<endcount);//發(fā)送十六位地址的前八位irdata=iraddr1;for(i=0;i<8;i++){endcount=10;//先發(fā)送0.56ms的38KHZ紅外波〔即編碼中0.56ms的低電平〕flag=1;count=0;do{}while(count<endcount);//停止發(fā)送紅外信號〔即編碼中的高電平〕if(irdata-(irdata/2)*2)//判斷二進(jìn)制數(shù)個位為1還是0{endcount=41;//1為寬的高電平}else{endcount=15;//0為窄的高電平}flag=0;count=0;do{}while(count<endcount);irdata=irdata>>1;}//發(fā)送十六位地址的后八位irdata=iraddr2;for(i=0;i<8;i++){endcount=10;flag=1;count=0;do{}while(count<endcount);if(irdata-(irdata/2)*2){endcount=41;}else{endcount=15;}flag=0;count=0;do{}while(count<endcount);irdata=irdata>>1;}//發(fā)送八位數(shù)據(jù)irdata=p_irdata;for(i=0;i<8;i++){endcount=10;flag=1;count=0;do{}while(count<endcount);if(irdata-(irdata/2)*2){endcount=41;}else{endcount=15;}flag=0;count=0;do{}while(count<endcount);irdata=irdata>>1;}//發(fā)送八位數(shù)據(jù)的反碼irdata=~p_irdata;for(i=0;i<8;i++){endcount=10;flag=1;count=0;do{}while(count<endcount);if(irdata-(irdata/2)*2){endcount=41;}else{endcount=15;}flag=0;count=0;do{}while(count<endcount);irdata=irdata>>1;}endcount=10;flag=1;count=0;do{}while(count<endcount);flag=0;}voiddelay(){inti,j;for(i=0;i<400;i++){for(j=0;j<100;j++){}}}5.3從機(jī)接受電路接受電路的硬件局部從機(jī)接受電路是由單片機(jī)最小系統(tǒng)、紅外接受頭、數(shù)碼管組成，紅外接受頭將主機(jī)發(fā)送的紅外脈沖轉(zhuǎn)換為電壓脈沖輸入到單片機(jī)的外部中斷0管腳，這樣把中斷方式設(shè)置成下降沿觸發(fā)方式就可以測出兩個下降沿之間的時間，如此便可按照NEC協(xié)議進(jìn)行解碼得到主機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)，并通過數(shù)碼管顯示。數(shù)碼管的數(shù)據(jù)是由單片機(jī)的P0口輸入的，P2.0口作為數(shù)碼管的選通控制位。電路如圖5.2所示。圖5.2從機(jī)接收電路接受電路的軟件局部經(jīng)紅外接收器復(fù)原的PWM碼要被從機(jī)解碼并執(zhí)行相應(yīng)的指令，必須對每個脈寬進(jìn)行測量。脈寬測量通過對脈寬的時間計數(shù)來實(shí)現(xiàn)，解碼通過解碼程序來實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)紅外譯碼采用中斷方式。紅外接收頭輸出信號直接連接到單片機(jī)的的外部中斷INT0，外部中斷設(shè)置為下降沿邊緣觸發(fā)方式，用內(nèi)部定時器0測量正脈沖寬度，設(shè)置內(nèi)部定時器0工作于方式2，TO的初值置為0且不允許10產(chǎn)生中斷，并將存放器TOMD中的選通門GATE置為1，當(dāng)中斷0為低電平時，表示傳送碼到來，由硬件置位IE0，請求中斷，在INT0引腳引起單片機(jī)中斷后，進(jìn)人中斷效勞程序。禁止中斷響應(yīng)，關(guān)中斷，當(dāng)中斷0變?yōu)楦唠娖綍r，啟動定時器，開始計數(shù)，這樣能計算每位碼的長度。根據(jù)讀得的計數(shù)值判斷出相應(yīng)的“0〞或“1〞，從而識別主機(jī)發(fā)射的數(shù)據(jù)并執(zhí)行相應(yīng)的功能操作。編碼的識別技術(shù)關(guān)鍵是“0〞、“1〞代碼的識別。根據(jù)上面的遙控編碼方法和波形圖可知，在1NT0中斷效勞程序中。只要能測出加到單片機(jī)INTO引腳的遙控接收信號的高電平寬度即可得到其代碼。表示“0〞ms，表示“1〞ms，這樣就可以讀取代碼。程序代碼如下：#include<reg52.h>#include<stdio.h>#include<intrins.h>#defineTURE1#defineFALSE0sbitIR=P3^2;//紅外接口標(biāo)志unsignedcharconstdofly[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};unsignedcharirtime;//紅外用全局變量bitirpro_ok,irok;unsignedcharIRcord[4];unsignedcharirdata[33];voidDelay(unsignedcharmS);voidIr_work(void);voidIrcordpro(void);voidtim0_isr(void)interrupt1using1//定時器0中斷效勞函數(shù){irtime++;//用于計數(shù)2個下降沿之間的時間}voidex0_isr(void)interrupt0using0//外部中斷0效勞函數(shù){staticunsignedchari;//接收紅外信號處理staticbitstartflag;//是否開始處理標(biāo)志位if(startflag){i=0; irdata[i]=irtime;//存儲每個電平的持續(xù)時間，用于以后判斷是0還是1 irtime=0; i++; if(i==33) { irok=1; i=0; }} else {irtime=0;startflag=1;}voidTIM0init(void)//定時器0初始化{TMOD=0x02;//定時器0工作方式2，TH0是重裝值，TL0是初值TH0=0x00;//重載值TL0=0x00;//初始化值ET0=1;//開中斷TR0=1;}voidEX0init(void){IT0=1;//指定外部中斷0下降沿觸發(fā)，INT0(P3.2)EX0=1;//使能外部中斷EA=1;//開總中斷}voidIr_work(void)//數(shù)據(jù)顯示函數(shù){switch(IRcord[2])//判斷第三個數(shù)碼值 { case0:P0=dofly[1];break;//1顯示相應(yīng)的數(shù)值 case1:P0=dofly[2];break;//2 case2:P0=dofly[3];break;//3 case3:P0=dofly[4];break;//4 case4:P0=dofly[5];break;//5 case5:P0=dofly[6];break;//6 case6:P0=dofly[7];break;//7 case7:P0=dofly[8];break;//8 case8:P0=dofly[9];break;//9 } irpro_ok=0;//處理完成標(biāo)志}voidIrcordpro(void)//紅外碼值處理函數(shù){unsignedchari,j,k;unsignedcharcord,value;k=1;for(i=0;i<4;i++)//處理4個字節(jié){for(j=1;j<=8;j++)//處理1個字節(jié)8位{cord=irdata[k];if(cord>7)//大于某值為1，這個和晶振有絕對關(guān)系，這里使用12M計算，此值可以有一定誤差 {value=value|0x80; }else {value=value; }if(j<8) { value=value>>1; }k++;}IRcord[i]=value;value=0;}irpro_ok=1;//處理完畢標(biāo)志位置1}voidmain(void){EX0init();//初始化外部中斷TIM0init();//初始化定時器P2=0x00;//1位數(shù)碼管全部顯示while(1)//主循環(huán){if(irok)//如果接收好了進(jìn)行紅外處理 { Ircordpro(); irok=0; }if(irpro_ok)//如果處理好后進(jìn)行工作處理 { Ir_work(); }}}5.4系統(tǒng)測試效果最終效果圖如下，圖5.3為主機(jī)發(fā)射前，從機(jī)沒有任何顯示，當(dāng)翻開主機(jī)電源主機(jī)通過紅外發(fā)射器發(fā)射編碼后的數(shù)字信號5，從機(jī)通過紅外接收器接收到主機(jī)發(fā)射的信號并最終在數(shù)碼管上顯示，效果如圖5.4所示可以看到圖中數(shù)碼管上顯示了數(shù)字5，說明了該系統(tǒng)完成了通信。數(shù)碼管電源指示燈數(shù)碼管電源指示燈結(jié)束語本次論文是基于單片機(jī)的紅外通信，紅外通信就目前而言在近距離無線通信領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，在將來的很長一段時間將有很大的開展?jié)摿?，相關(guān)應(yīng)用也將層出不窮。本文先從無線通信介紹開始，引出紅外通信，并指出其優(yōu)缺點(diǎn)。接下來介紹紅外通信的原理及紅外通信系統(tǒng)設(shè)計的方案。全文按照提出問題，分析問題，解決問題，驗(yàn)證設(shè)計的思路分別列為五章內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)陳述：第1章簡要介紹了紅外通信的背景、應(yīng)用及開展。第2章主要講述紅外物理特性和紅外通信系統(tǒng)的設(shè)計原理，包括紅外發(fā)射器原理、紅外接收器原理等。在此根底上，第3章針對文章提出紅外通信各種協(xié)議并重點(diǎn)介紹了日本NEC的uPD6121G協(xié)議，第4章，介紹了單片機(jī)各管腳的功能。第5章具體闡述了基于單片機(jī)的紅外通信系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計方法，分主機(jī)和從機(jī)分別介紹。最后給出了測試的效果圖測試了該系統(tǒng)的性能。寫該論文前在keil軟件上進(jìn)行了進(jìn)行C程序的設(shè)計、編譯，并將輸出的的hex文件通過STC_ISP_V479下載到單片機(jī)中，最后在單片機(jī)開發(fā)板上進(jìn)行調(diào)試，經(jīng)硬件調(diào)試證明本設(shè)計是正確的。測試中，我們用一塊開發(fā)板作為主機(jī)控制紅外發(fā)射管發(fā)送數(shù)據(jù)，用另一塊開發(fā)板通過接收頭接受數(shù)據(jù)并將此數(shù)據(jù)在數(shù)碼管上顯示，上電后調(diào)試到達(dá)預(yù)期目的，設(shè)計完全成功。本文給出的設(shè)計思想也適用于其他基于單片機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計。我做這次畢業(yè)設(shè)計的過程中碰到了一些困難。首先，本次設(shè)計是采用keil與STC_ISP_V479軟件來完成的。因此須對這兩種軟件的使用要熟悉。其次，由于在解碼過程中參數(shù)設(shè)置不夠