车用红外光通信系统的设计

摘要：红外线通信是日前使用比较广泛的一种通信手段。由十红外线通信具有体积小、功耗低、功能强、成木低等特点，因一而，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一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一而.目.能有效地隔离电气干扰。而单片机是日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，实现一各种一各样不同的功能，具有.灵活性强、可靠性高，可扩展性好等优点。 木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达出一套简易的车载红外线通信系统，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，从一而实现红外遥控通信功能。此通信系统经过一些必要的扩展，完全可以实现通用和各种专用红外遥控器的功能。 关键字：单片机；红外通信；发射；接收；编码；解码 绪论 ??? 随着社会生产.力的发展和技术的进步，.单片机的应用越来越广泛。在遥控应用领域，单片机尤其得到了很好的应用。很多单片机应用系统中，常常利用非电信号〔如光信号、电磁信号、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。在各种非电信号中，红外线光信号是最经常用的。目前对红外线技术的应用有各种各样的研究，红外技术己经成为了先进利一学技术的重要组成部分，已在齐领域都得到广泛的应用，尤其在电视、VCD和音响等齐种遥控设备的应用上，更是差不多已经到了成熟的地步。红外线为不可.见光，具有很强的隐蔽性和保密性甲因此其在防盗、警戒等安全保卫装置也得到了广泛的应用。红外线遥控的距离一般为几米至几十米或更远一点。红外遥控不其有像无线电遥控那样穿过遮挡物(非屏蔽)去控制被控对象的能力。正是由于这一特点，工厂设计生产电视机、录像机、电风扇等家用电器的红外遥控器时，不必像制作锁那样，每套(锁和钥匙)必须有一种新的结构〔否则甲钥匙就变为通用，锁的作用就会失去);也不必像无线电遥控那样每套(发射器与接收器)要有不同的遥控频率或编码〔否则就会隔墙去控制或干扰邻居的家用电器)，所有产品的遥控器可以有相同的遥控频率或编码，而不会出现遥控信号“串门”的情况。这对于厂的大批量生产以及在家电器上普及红外遥控提供了极大的方便。正因为红外线通信具有成本低廉、控制简单、实施方便、简单易用、结构紧凑和抗干扰能力强、传输可靠性高的特点，因此在小型的通信移动设备中获得了广泛的应用。这些设备包括笔记本电脑、掌上电脑、机项盒、游戏机、移动电话、计算器、寻呼机、仪器仪表、MP3播放机、数码相机以及打印机之类的计算机外围设备等等。试想一下，如果没有红外通信，连接这其中的两个设备就必须要有一条特制的连线，如果要使它们能够任意地两两互联传输数据，该需要多少条连线呢?而有了红外线通信口，这些问题就都迎刃而解了。 ??? 本课题要设计完成的就是一个简.单的基于单片机的车载红外通信系统，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，通过一单片机的编、解码程序来实现红外信号的发收甲从而实现红外遥控通信功能。此通信系统经过一些必要的扩展，完全可以实现通用和各种专用红外遥控器的功能。实现.单片一机系统红外通信的关键在于红外接口电路的设计以及接口驱动程序的设计。 2.红外概述 ???? 从光学的角度而言，红外是频率低于红色光的不可见光，的无线光谱的整个频率中占有很小一个频率段，波长为0.75—100微秒之间，其中0.75—3微秒之间的红外光称为近红外，3—30微秒之间的红外光称为中红外，30—100微秒之间的称为远红外。红外光就其性质而言很简单，与普通光线的频率特性没有很大的区别，但是，由于任何有热量的物体均有能量产生，所以红外的利用非常广泛，而且不可取代，能否检测红外、能测到多少红外或者红外检测的技术是否可以应用于任何自然的或想象的场合是红外应用技术的关键。[2] ???? 当今红外技术的一个重要分支是红外通信技术的应用，这个应用的发展非常迅速，尤其是红外通信应用于计算机设备中，近几年的发展已经表现出其非常成熟的特性[3]。 2.1红外的简单发射接收原理 ??? 红外通信是利用950nm近红外波段的红外线作为传递信息的媒体，即通信信道。发送端采用脉时调制(PPM)方式，将二进制数字信号调制成某一频率的脉冲序列，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，还原为二进制数字信号后输出。 ??? 简而言之，红外通信的实质就是对二进制数字信号进行调制与解调，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。