【正文】 題。例如 單相電度表抄表系統(tǒng) ；紅外探頭；紅外遙控系統(tǒng)；筆記本電腦，手機(jī)， PDA，無(wú)線耳機(jī)等數(shù)碼產(chǎn)品。 紅外線通信，通常又叫紅外光通信，是利用紅外線來(lái)傳送信息的一種通信方式。需經(jīng)過(guò)放大后去對(duì)發(fā)射機(jī)中高頻振蕩進(jìn)行調(diào)制，使高頻振蕩的頻率隨低頻信號(hào)而改變 [1]。紅外線受人們青睞的原因是它的穿透能力強(qiáng)，容易繞過(guò)霧、塵埃等，還可以定向發(fā)射。 本文將要介紹的是紅外線通信的一種應(yīng)用形式 —— 利用紅外線來(lái)傳送 單片機(jī)發(fā)出的數(shù)字 信號(hào)，這是一種紅外線 無(wú)線光通信電路。 第二章 方案 設(shè)計(jì) 紅外通信的基本原理 紅外通信的基本原理是發(fā)送端將基帶二進(jìn)制信號(hào)調(diào)制為一系列的脈沖串信號(hào)，通過(guò)紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信號(hào)。 簡(jiǎn)而言之，紅外通信的實(shí)質(zhì)就是對(duì)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)進(jìn)行調(diào)制與解調(diào)，以便利用紅外信道進(jìn)行傳輸；紅外通信接口就是針對(duì)紅外信道的調(diào)制解調(diào)器。接收電路由前置放大、選頻電路、頻率解調(diào)電路、紅外接收電路組成。這里設(shè)置單片機(jī)的串行口采用方式1 通信；通信的數(shù)據(jù)格式為每幀 10 位，包括 1 位起始位、 8 位數(shù)據(jù)位 和 1 位停止位；片內(nèi)定時(shí)器 T1 作為波特率發(fā)生器，選擇傳送的波特率為 1200bps，則定時(shí)器 T1 的初值應(yīng)設(shè)置為 TL1=TH1=E8H，另外應(yīng)禁止定時(shí)器 T1 中斷，以免因定 時(shí)器 T1 溢出而產(chǎn)生不必要的中斷。其中脈沖振蕩器由 NE555定時(shí)器、電阻和電容組成，用以產(chǎn)生 38kHz的脈沖序列作為載波信號(hào)；發(fā)射部分的主要元件為紅外發(fā)光二極管。 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃存（可編程、可擦除、只讀存儲(chǔ)器）的低電 壓，高性能 CMOS 8 位微處理器。運(yùn)算器用來(lái)進(jìn)行算術(shù)、邏輯運(yùn)算和位操作。單元中的每一位都有自己的位地址，這 16 個(gè)單元也可以進(jìn)行字節(jié)尋址。 （ 4） 1 個(gè)全雙工的異步串行口：具有四種工作方式。為提高單片機(jī)的實(shí)時(shí)控制能力，因而需要在單片機(jī)內(nèi)部設(shè)置定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器部件。 （ 9） 21 個(gè)特殊功能寄存器（ SFR）：用于對(duì)片內(nèi)各功能部件進(jìn)行管理、控制、監(jiān)視。它們的口鎖存器結(jié)構(gòu)相同，但輸入和輸出驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)不同。口的各位口線具有完全相同但又互相獨(dú)立的邏輯電路，對(duì)于內(nèi)部 有程序存貯器的單片機(jī)， P0 口可以做為輸入或者輸出口使用，直接連外部的輸入，輸出設(shè)備，也可作為系統(tǒng)擴(kuò)展的地址 /數(shù)據(jù)總線口，對(duì)于內(nèi)部設(shè)有程序存貯器的單片機(jī)， P0 口只能作為地址 /數(shù)據(jù)總線使用。 P1 口某一位作為輸入線時(shí)，該位的口 鎖存器必保持 “1”，使場(chǎng)效應(yīng)管截止，該位引腳由內(nèi)部拉高電路拉成高電平，也可有外部的電路拉成低電平。 P3 口： P3 口的字節(jié)地址為 B0H，位地址為 B0H~B7H 是雙功能口，該口的每一位均可獨(dú)立地定義為第一 I/O 功能或者第二 I/O功能。 圖 AT89C51 最小系統(tǒng) AT89C51 最小系統(tǒng)如圖 所示，其中 K K K3 和 K4 為上拉電阻， ST 為 12MHz 的晶振； R R3 和 C3 構(gòu)成復(fù)位電路。顯示器位數(shù)較少時(shí)，采用靜態(tài)顯示的方法是合適的。 D1 和 D2 為狀態(tài)指示，當(dāng)單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)， D1 發(fā)光；當(dāng)單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)接收時(shí)， D2 發(fā)光。 K4 為上拉電阻排。電容E E4 起到濾波的作用。 圖 NE555 構(gòu)成 的 38KHz 的振蕩器 調(diào)制 及驅(qū)動(dòng)電路 調(diào)制電路主要 是運(yùn)用單片機(jī)發(fā)出的數(shù)字信號(hào)對(duì)載波信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，形成調(diào)制信號(hào)，然后運(yùn)用調(diào)制信號(hào)驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)光管將載有數(shù)字信號(hào)的載波信號(hào)發(fā)送出去，其顯示電路如圖 所示，各點(diǎn)波形如圖 所示。 圖 調(diào)制電路 圖 各點(diǎn)信號(hào)波形 圖 發(fā)射 驅(qū)動(dòng) 電路 第四章 紅外 接收系統(tǒng) 紅外 接收系統(tǒng)的基本原理 紅外接收 電路 包括紅外 接收 管 D1 和 D 信號(hào)放大電路 、 解調(diào)電路 等部分。 即紅外接收二極管在電路中應(yīng)用時(shí)是反向運(yùn)用，這樣才能獲得較高的靈敏度。圖中 RE RE2 為紅外發(fā)光管，采用兩個(gè)是為了 增強(qiáng)接收 靈敏度。由鎖相環(huán)路構(gòu)成的頻率解調(diào)器的原理可由圖 來(lái)說(shuō)明。 圖 LM567 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖 是作選頻時(shí)的電路， LM567 的第 5 腳和 6 腳外接定時(shí)電阻和電容決定鎖相環(huán)內(nèi)部壓控振蕩器的中心頻率。因此，在輸入信號(hào)幅度及壓 控振蕩器頻率已確定的情況下，可通過(guò)改變低通濾波電容 C2來(lái)擴(kuò)展或收縮捕捉帶寬。 LM567 作為選頻電路，具有電路簡(jiǎn)單、功能多、體積小等優(yōu)點(diǎn)。 LM567 的主要參數(shù)如下： （ 1）電源電壓 ~9V （ 2）靜態(tài)工作電流 8mA （ 3）最高工作頻率 500kHz （ 4） 8 腳最大吸收電流 100mA。 圖 頻率解調(diào)電路 第五章 系統(tǒng)軟件 設(shè)計(jì) 鍵盤程序設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)鍵盤程序流程圖如圖 所示： 圖 鍵盤程序流程圖 鍵盤掃描程序如下： //鍵盤掃描 int scan(void) { int scancode。 else return 0。本系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)顯示。i++) 。j++) { k=buffer[j]。 } } 串行口波特率發(fā)生器設(shè)置 AT89C51 單片機(jī)內(nèi)部有 1 個(gè)功能很強(qiáng)的全雙工串行口，可同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。如果在串行口的輸入輸出引腳上加上電平轉(zhuǎn)換器，就可以方便地構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)的 RS232接口。下面就分別詳細(xì)介紹各寄存器的功能。 2． 串行口控制寄存器 SCON SCON 寄存器用來(lái)控制串行口的工作方式和狀態(tài)，它可以是位尋址。當(dāng) SM2=0 時(shí)，就不管第 9 位數(shù)據(jù)是 0 還是 1，都將前 8 位數(shù)據(jù)送入 SBUF，并發(fā)出中斷申請(qǐng)。在多機(jī)通信中同樣亦傳輸這一位，并且它代表傳輸?shù)氖堑刂愤€是數(shù)據(jù)， TB8=0 為數(shù)據(jù)， TB8=1 為地址。 3． 特殊功能寄存器 PCON PCON 主要是為 CHMOS 型單片機(jī)的電源控制而設(shè)置的專用寄存器，單元 地址為 87H，不能位尋址。 串行口采用模式 1 為 8 位異步通信方式，波特率為 1200bps。 TH1 = 0xe8。 ES= 1。 系統(tǒng)在初始化之后，系統(tǒng)處于接收狀態(tài)，當(dāng)啟動(dòng)發(fā)送中斷時(shí)，系統(tǒng) 將 自動(dòng)關(guān)閉接收中斷 ，待 發(fā)送 中斷 結(jié)束之后，系統(tǒng)延遲一段時(shí)間之后，系統(tǒng)重開接收中斷。 本 系統(tǒng) 是紅外線應(yīng)用的一個(gè)實(shí)例 ,利用紅外線可以把載有 數(shù)字 信 號(hào)的調(diào)頻波發(fā)送出去，配上紅外接收裝置，即可用于在短距離傳輸信息。Technology,2020 ［ 11］． Ren Yuming, An Fenling, Zhan Xiuli. Development and practice of detector for sediment concentration with infrared ray[M]. Laboratory Technique and Management,1999 ［ 12］． . Liu, Y. W. Qin, R. QU. Nondestructive test of multiply plywood using ESSPI with wide audio frequency driving vibration[M]. Optical Technology and Image Processing for