基于单片机的红外通信系统设计说明书

由天下分享时间：2024/12/31 2:21:09 加入收藏我要投稿点赞

摘要

在很多实际的单片机系统中，常常使用非电信号（如光信号、超声波信号等）来传送控制信息和数据信息，以实现控制功能，其中红外通信是目前使用最广泛的一种通信控制手段。

由于红外线通信具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，因而继彩电、录像机之后，在录音机、音响设备、空调机以及玩具等其它小型电器装置上也纷纷采用红外线通信技术。工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线通信技术不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。

而单片机是目前设计应用中用得比较广泛的器件，它可以通过软件编程来达到不同的效果，实现各种各样不同的功能，具有灵活性强、可靠性高，可扩展性好等优点。

本文所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造出一套简易的红外线通信系统，以实现在中短距离内的红外无线通信的功能。与一般通用的红外遥控器不同的是它不是利用专用的编解码芯片来实现发收端的编解码,而是应用C51 单片机,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。

由89C51单片机的数据采集系统和红外通信系统组成，结合了红外发射管，LT1838红外接收模块，NE555定时器，以及LED发光二极管和4位七段数码管等器件，实现了系统的发射、接收以及数据显示功能。

关键词：单片机；红外通信；红外发射；红外接收

Abstract

In many practical SCM system, often using non-electrical signals (such as optical signals, ultrasonic signals, etc.) to transmit control information and data information in order to achieve control functions, including infrared communication is the most widely used means of a communication control.

Because the infrared ray communication has the characteristics of the physical volume small, the power consumes low, the function is strong, the cost low, and so on. As a result, after color television, video recorder, equipping in the other small scaled electric appliances such as tape recorder, stereo set equipments, the air condition machine and toy etc. are also adopt the infrared ray communication technique in succession. In the industry equipments , in the environment of the high pressure, radiation, poisonous air, dust and so on, adoption infrared ray communication technique not only complete credibility and can insulate the electricity interference availably.

And the microcontroller is the device that uses extensively in the designs application currently ,it can attain the different result by the software compile ,carrying out different kinds of functions, have advantages of good dexterity, high credibility ,can expand good and so on.

This text wants to introduce a way how to fabricate a simple system of infrared ray communication use of the microcontroller, combining a infrared device, so that it can achieve the function how to communicate for the infrared ray in a short distance. Different from the general Infrared remote controller, it is not use the special coding and decoding chip to realize the codes and the decodes in the part of the sends and receives, but uses the C51 Microcontroller, through the programs of codes and decodes of the Microcontroller, so that realizes infrared signal sending and receiving, thus realizes the communication function of infrared remote control. This communications system passes through some necessary expansions, definitely may realize general and each kind of special-purpose infrared remote control function.

89C51 microcontroller by a data acquisition system and infrared communication system components, combined with the infrared emission control, PC3388 infrared receiver module, NE555 timer, and LED light-emitting diode and 4-segment digital pipes and other devices, to achieve the system's transmitter and receiver, and Data display.

Key words: Microcontroller; Infrared Communication; Infrared Transmit; Infrared Receive

引言

红外数据通信，顾名思义，就是通过红外线传输数据，它是一种使用红外线作为传播介质的数据传输方式。在电脑技术发展早期，数据都是通过线缆传输的，线缆传输连线麻烦，需要特制接口，颇为不便。于是后来就有了红外、蓝牙、802.11等无线数据传输技术。红外线是波长在750nm~1mm之间的电磁波，是人眼看不到的光线。红外数据传输一般采用红外波段内的近红外线，波长在0.75μm~25μm。红外数据协会成立后，为了保证不同厂商的红外产品能获得最佳的通信效果，限定所有红外波长在850nm~900nm。红外线的特点是不干扰其他电器设备工作，也不会影响周边环境。

红外通信是目前比较常用的一种无线数据传输手段，其具有无污染、信息传输稳定、信号安全性高以及安装使用方便等优点，并且可以在很多场合应用，如家电产品、工业控制、娱乐设施等领域。红外通信有着成本低廉、连接方便、简单易用和结构紧凑的特点，因此在小型的移动设备中获得了广泛的应用。其可用于许多需要短距离及非接触式传输数据的场合，实现了主机及从机双方非接触式的数据传输。实现单片机系统红外通信系统的关键在于红外接口电路的设计以及驱动程序的设计。

常用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右，外形与普通φ5mm发光二极管相同，只是颜色不同。一般有透明、黑色和深蓝色等三种。判断红外发光二极管的好坏与判断普通二极管一样的方法。单只红外发光二极管的发射功率约100mW。红外发光二极管的发光效率需用专用仪器测定，而业余条件下，只能凭经验用拉距法进行粗略判定。接收电路的红外接收管是一种光敏二极管，使用时要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作而获得高的灵敏度。红外接收二极管一般有圆形和方形两种。由于红外发光二极管的发射功率较小，红外接收二极管收到的信号较弱，所以接收端就要增加高增益放大电路。然而现在不论是业余制作或正式的产品，大都采用成品的一体化接收头。红外线一体化接收头是集红外接收、放大、滤波和比较器输出等的模块，性能稳定、可靠。所以，有了一体化接收头，人们不再制作接收放大电路，这样红外接收电路不仅简单而且可靠性大大提高。

红外传输的距离在几厘米到几十米之间，发射角度通常在0°~15°，发射强度与接收灵敏度因不同器件，不同应用设计而强弱不一。考虑到红外光反射的原因，在全双工方式下发送的信号也可能会被本身接收，因此红外通信需要采用异步半双工方式，既通信的某一方发送和接收是交替进行的。