一种利用单片机实现的红外通信接口_图文

1、一种利用单片机实现的红外通信接口盛琥(电子工程学院203研究室,安徽合肥230031摘要介绍了一种利用单片机实现红外通信接口的方法,只需在外部搭少量电路,就可实现单片机系统的红外通信,而单片机的通信程序则与一般串口通信完全一样。此方法克服了使用专用芯片要对芯片熟悉的过程,或自己编写编码、解码程序的麻烦,具有很好的可行性和实用性。关键词单片机;红外通信;串行接口中国分类号TP311.521引言在很多单片机应用系统中,常常利用非电信号(如光信号、超声波信号等传送控制信息和数据信息,以实现遥控或遥测的功能。红外通信具有控制简单、实施方便、传输可靠性高的特点,是一种较为常用的通信方式。在单片机之间实现

2、红外通信一般有两种方法:一是在发射端使用专用编码芯片,但解码程序需要自己实现。二是在完全自己编程实现红外通信的编码、解码,这就增加了编程复杂性。笔者提出一种方案,只需在单片机外搭少量电路就能实现单片机之间的红外通信,无需编制编码、解码程序,大大缩短了开发周期,且结构简单,具有很好的实用性。2红外通信的基本原理红外通信是利用950nm近红外波段的红外线通信信道。发送端将二进制数字信号调制到38kHz 的载波上,并驱动红外发射管以光脉冲的形式发送出去;接收端将接收到的光脉冲转换成电信号,再经过放大、滤波等处理后送给解调电路进行解调,还原为二迸制数字信号后输出。红外通信的实质就是对二进制数字信号进行

3、调制与解调,以便利用红外信道进行传输;红外通信接口就是针对红外信道的调制解调器。3红外通信接口的硬件电路设计单片机本身并不具备红外通信接口,但可以利收稿日期:200503.07用单片机的串行接口与片外的红外发射和接收电路,组成一个应用于单片机系统的红外串行通信接口,如图1所示。3.1红外发送器红外发送器电路包括脉冲振荡器、驱动管Q1和Q2、红外发射管D1和D2等部分。其中脉冲振荡器由NE555定时器、电阻(尺1、R2和电容(c1、c2组成,用以产生38kHz的脉冲序列作为载波信号;红外发射管D1和D2向外发射950nm的红外光束。红外发送器的工作原理为:串行数据由单片机的串行输出端TxD送出并

4、驱动几管,数位0”使Q2管导通,通过Q1管调制成38kHz的载波信号,并利用两个红外发射管D1和D2以光脉冲的形式向外发送。数位“1”使Q1、Q2管截止,红外发射管Dl和D2不发射红外光。若传送速率设为1200b/s,则每个数位“0”对应32个载波脉冲调制信号的时序,如图2所示。3.2红外接收器红外接收电路选用FM一6038LM接收器件。该接收模块是一个三端元件,使用单电源+5V电源,具有功耗低、抗干扰能力强、输入灵敏度高、对其他波长的红外光不敏感的特点。FM-6038LM的工作原理为:首先,通过红外光敏元件将接收到的载波频率为38kHz的脉冲调制红外光信号转化为电信号,再由前置放大器和自动增

5、益控制电路进行放大处理。然后,通过带通滤波器进行滤波,滤波后的信号由解调电路进行解调。最后,由输出级电路进行反向放大输出到单片机的RxD端。只要发送端一种利用单片机实现的红外通信接口和接收端的通信协议设置相同,就能实现对发射端二进制数字信号的正确接收。为保证红外接收模块FM一6038LM接收的准确性,要求发送端载波信号的频率应尽可能接近38kHz,因此在设计脉冲振荡调制器时,要选用精密元件并保证电源电压稳定。再有,发送的数位“0”至少要对应14个载波脉冲,这就要求传送速率不能超过2400bps。利用上述红外收发电路构成的红外信道最大通信距离为20m。图1红外串行通信接口原理图数位“0”数位“1

6、”图2调制信号时序图4红外通信的软件设计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,因此本设计中单片机之间构成主从式系统,采用一主一从的单工通信方式。这里设置单片机的串行口采用方式3通信;通信的数据格式为每帧11位,包括1位起始位、8位数据位、l位奇偶校验位和1位停止位;片内定时器T1作为波特率发生器,采用定时方式2可自动重新再装入的的8位定时器,当晶振为11.0592MHz,速率为1200b,s时,设置为THl=232,另外应禁止定时器丁1中断,以免因定时器丁1溢出而产生不必要的中断。实现红外通信的程序编写和实现双机间的串口通信一样。在调试系统阶段,可以先把单片机之间

7、通过串口线连接起来,串口通信调试通过后,就可接入外围电路实现红外通信。5结束语本文介绍的应用于单片机系统的红外串行通信接口,利用单片机本身具有的串行通信功能,替代红外通信的编码、解码,从而在软件上大大减少了开发时间。本接口具有硬件电路简单、成本低廉、编程方便、通信可靠性高的特点,实现了通信双方非接触式的数据传送。这种红外通信接口已应用于一数据采集系统,未出现通信故障,具有很高的稳(下转第54页48ITAg“Aug.15,2005 嵌入式系统安全的研究与设计Research on and Design of Embedded System SecurityGuo Chunxia,Qiu Xueh

8、ong(Sch001of Computer Science and Technology,Xidian UniVersity,Xian710071,ChinaAbstract With the wideapplication of the embedded system,its security is in urgent need.This paper first discusses the challengesand attacks in the design of embedded system security,and then studies approaches to bridgin

9、g the security processing gap and resisting security attacks.It highlights the development of the highly secureembedded system.The secure embedded system is not simply equal to embedded system functionality plus securitymodule.The degree of system security is detemlined by the leVel of security of t

10、he sub module the easiest to attack.Embedded system security design should be considered from the angle Of the oVerall system.Keywords Secu rity;embedded system;security processing;encrypt;challenge;attack;architecture(上接第48页定可靠性。此方案也可用于其他遥控、遥测的单片机应用场合。参考文献盛琥(1980一,男,电子工程学院硕士研究生。研究方向:GPS系统仿真。杨景曙(195

11、0一,男,教授,博士生导师。1983年毕业于复旦大学物理系,现为电子工程学院电子干扰技术实验室负责人。研究方向:短波干扰系统,多目标跟踪与干扰,模式识别,电路与系统,检测理论及应用等,在各类电子技术领域的核心期刊上发表学术论文几十篇,已完成的科研成果获得全军科技进步一等奖。An Infrared Communication Interface Implemented by MCS一51Sheng HuV(Scientific Section laboratory203,Electronic Engineering Instiution,Hef萌230031,ChinaAbstract The

12、paper introduces a method for implementing an infrared communicatiOn interface by MCS一5l,which can realize intrared communication simply by implementing a few circuits to the periphery of MCs一51with the programming of communication between MCS一5l identical to the ordjnary serial pon communication.Th

13、is method avoids the process of gaining tamiliarity with specific infared communication chips or the trouble of coding and decOding byMCS一5l itself.Therefore,it is economically practicaI and feasibIe.KeywordsMCS一5l;infrared communication;serialinterface 一种利用单片机实现的红外通信接口作者:盛琥, Sheng Hu作者单位:电子工程学院203研

14、究室,安徽,合肥,230031刊名:电子科技英文刊名:IT AGE年,卷(期:2005,""(8被引用次数:2次参考文献(3条1.阎石数字电子技术基础 19972.Myke predko PC接口技术内幕 2002相似文献(10条对PHILIP P89C51RX2、P89C66系列单片机的ISP功能进行了简单的介绍,并利用红外通信器件ZHX1010实现单片机的ISP功能与红外通信功能.并给出了电路连接图和源程序代码.介绍红外通信技术在智能仪表中的应用.对红外通信原理、单片机串行口发送和接收红外信号的硬件设计和软件处理技术作了具体说明.给出了采用IRDA协议实现单片机与红外设

15、备通信的方法.4.学位论文高新华新型直流高压发生器的研制2005本文利用理论分析,计算机软件仿真和电路实验等手段,对直流高压发生器的一些关键问题进行了研究和设计。首先提出了系统整体方案。通过对比多种功率电路拓扑结构,选择了半桥电路。提出红外泄漏电流测量的原理。然后对电路进行了详细设计和分析。提出IR2110功率管驱动电路,线性光耦反馈电路等解决方案。合理设计和计算了变压器和输出滤波电感参数。提出以C8051单片机为主的单片机系统;利用单片机智能功能实现两级保护结构;设计了一种新颖的基于C8051单片机的红外通信接口,使泄漏电流测量灵活方便。接着设计系统软件流程。利用单片机强大的软件功能使仪器智

16、能化程度高,人机界面友好,实现了数字调压输出和红外数据通信功能。本文还根据设计参数,进行PSPICE软件仿真,讨论了各种工况下的系统特性,分析仿真结果,得出结论。为电路设计提供依据。并运用电路设计软件设计了印制电路板,安装和制作了样机电路板,进行大量的实际电路调试实验,并对实验进行分析和讨论,验证设计实际可行性。 最终成功实现了一台新型直流高压发生器的研究和开发。实验结果表明该型直流高压发生器的性能完全达到了设计指标。阐述红外通信的基本工作原理;结合在单相电度表抄表系统中的具体应用,介绍一种适合单片机系统的红外通信方案,设计具体的硬件接口电路,说明其工作原理,给出应用于红外通信的程序流程,并指

17、出在实施过程中应注意的一些问题.6.期刊论文张志成一种基于C8051F单片机的红外通信设计-通化师范学院学报2006,27(6阐述了红外通信的基本原理及其优点,并以C8051F320单片机为例,结合在一种手持数据回放设备上的具体应用,介绍了一种基于C8051F单片机的红外通信的实现方法、硬件结构及软件结构等.2006,22(29本文首先介绍了红外通信的基本原理;然后简要介绍了TI公司的MSP430单片机的功能特点;最后介绍了一种基于MSP430单片机的红外遥控器的设计方案,并给出了硬件电路和程序流程图.8.学位论文冀恩祥基于单片机控制电子胸卡的设计2009随着经济社会的不断进步,LED显示屏作

18、为信息传播的一种重要手段成为现代信息化社会的一个不可或缺的标志,尤其是面向信息服务领域的LED显示屏应用的会更加广泛。大批量、小型化的标准系列LED显示屏的种类会更加繁多,而且会更加注重实用性。本文就是利用单片机技术设计的一套比较实用LED电子胸卡,其性价比高,具有很好的应用价值。 论文根据系统满足实际应用的设计要求,通过查阅大量的国内外资料,分析并确定了系统的总体设计方案。系统总体的设计原则是小型化和低功耗,更加注重实用性。根据系统需要实现的功能,将系统分为下位机系统设计和上位机系统设计。下位机部分以单片机作为系统的设计核心,设计了LED显示屏的驱动电路,红外串行通信电路,按键电路,电源电路组成系统硬件平台。设计扫描驱动电路部分时,依据低功耗的设计原则,采用动态扫描的方式并对扫描时序和扫描频率进行研究。利用VB作为编程软件设计了上位机软件控制系统,主要实现字模提取和串行