【正文】 信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院 I 摘 要 紅外光通信是以紅外線(xiàn)為載體傳輸數(shù)字信號(hào)，適合于低成本、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的高速率數(shù)據(jù)互聯(lián)，尤其適合應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)、移動(dòng)設(shè)備等領(lǐng)域。本設(shè)計(jì)主要是針對(duì)紅外光傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，將其攜帶 的數(shù)字信息接收并轉(zhuǎn)換成語(yǔ)音信號(hào)和溫度信號(hào)，通過(guò)負(fù)載喇叭播放語(yǔ)音并由顯示屏顯示溫度。首先通過(guò)紅外接收傳感器 RPM882H7 接收發(fā)射部分所發(fā)射的信號(hào)；其次，將接收的信號(hào)進(jìn)行處理。 本設(shè)計(jì)在 STM32F103ZET6 單片機(jī)硬件平臺(tái)下，通過(guò) C 語(yǔ)言設(shè)計(jì)程序，并借助RVMDK 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了基于單片機(jī)系統(tǒng)的紅外接收裝置。 關(guān)鍵詞：紅外光接收；串口通信； STM32 單片機(jī)；數(shù)模轉(zhuǎn)換 II ABSTRACT Infrared munication is based on infrared carrier to transmit digital signals, suitable for lowcost, pointtopoint and highspeed data connection, it particularly suitable for applications for mobile devices, embedded systems and other fields. This design is mainly based on digital signal which is transmitted by infrared light to process, digital information will be the received and converted into the speech signal and the temperature signal, the voice can be heard by the speaker loaded in the end of the design and the temperature will be showed on the screen. This design includes the infrared signal receiving, MCU processing, filter circuit, signal conversion, power amplification, liquid crystal display and relay module. Firstly getting the infrared signal, receive digital signal from the infrared receiving sensor RPM882H7。 then, the signal converted will be send to the MCU’s serial port, getting the voltage data of the voice signals and the temperature signals PCM encoded value from the serial port data register, after treatment to reduce the interference noise in the transmission process, the MCU can judgment the signals’ types, and the speech signal will be sent to the internal DA converter, the temperature signal will be sent to the display screen to display。 a lamp show the transmission jam situation。 get better audio effect from the load on the trumpet. Keywords: Infrared receiving， serial munication， STM32 MCU， digital to analog conversion III 目 錄 第 1 章 緒論 ...................................................... 1 紅外通信技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展及研究現(xiàn)狀 ........................ 1 本文主要工作 .............................................. 2 第 2 章 系統(tǒng)總體方案 .............................................. 3 紅外光通信系統(tǒng)介紹 ........................................ 3 總體方案設(shè)計(jì) .............................................. 3 第 3 章 系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì) .............................................. 5 紅外接收模塊設(shè)計(jì) .......................................... 5 STM32 單片機(jī)處理模塊設(shè)計(jì) .................................. 6 STM32 單片機(jī)中斷系統(tǒng) ................................. 8 STM32 單片機(jī)串口通信 ................................. 8 STM32 單片機(jī) DAC .................................... 11 STM32 單片機(jī)定時(shí)器 .................................. 12 濾波電路模塊設(shè)計(jì) ......................................... 13 高通濾波器設(shè)計(jì) ..................................... 13 低通濾波器設(shè)計(jì) ..................................... 14 信號(hào)調(diào)理模塊設(shè)計(jì) ......................................... 15 功率放大模塊 ............................................. 15 液晶顯示模塊設(shè)計(jì) ......................................... 16 紅外通信中繼模塊設(shè)計(jì) ..................................... 17 紅外發(fā)射電路設(shè)計(jì) ................................... 17 紅外通信中繼電源設(shè)計(jì) ............................... 18 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ............................................. 20 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介 ......................................... 20 程序流程設(shè)計(jì) ............................................. 21 系統(tǒng)初始化 ......................................... 22 中斷函數(shù)配置 ....................................... 22 DAC 控制 ............................................ 23 LCD 顯示 ............................................ 23 STM32 程序下載 ........................................... 24 第 5 章 系統(tǒng)測(cè)試 ................................................. 25 電路硬件整體檢測(cè) ......................................... 25 紅外接收模塊測(cè)試 ......................................... 26 濾波電路測(cè)試 ............................................. 27 IV 單片機(jī)處理模塊測(cè)試 ....................................... 29 信號(hào)調(diào)理電路測(cè)試 ......................................... 30 功率放大電路測(cè)試 ......................................... 31 中繼電路檢 測(cè) ............................................. 31 接收部分整體工作測(cè)試 ..................................... 32 測(cè)試輸出波形數(shù)據(jù) ......................................... 32 結(jié)論 ............................................................ 34 參 考 文 獻(xiàn) ..................................................... 35 致 謝 ........................................................ 36 基于單片機(jī)的紅外光通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)（接收部分） 1 基于單片機(jī)的紅外光通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)（接收部分 ) 第 1 章 緒論 紅外通信技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展及研究現(xiàn)狀 自 1800 年英國(guó)天文學(xué)家 ，紅外技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了兩個(gè)多世紀(jì)，但發(fā)展緩慢，到 1940 年前后才真正出現(xiàn)現(xiàn)代紅外技術(shù)，在此之前主要的研制成功是熱敏型紅外探測(cè)器，由它科學(xué)家認(rèn)識(shí)了紅外輻射的特點(diǎn)及規(guī)律，證明了紅外線(xiàn)與可見(jiàn)光具有相同的物理性質(zhì)。 30 年代首次出現(xiàn)紅外光譜帶。 50 年代，半導(dǎo)體物理學(xué)迅速發(fā)展，使光電型紅 外探測(cè)器得到新的推動(dòng)。 70 年代紅外成像技術(shù)獲得迅速發(fā)展。接下來(lái)的幾十年里隨著人類(lèi)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，紅外技術(shù)也得到了長(zhǎng)足發(fā)展。進(jìn)入 21 世紀(jì)以來(lái)，紅外光在紅外探測(cè)、紅外無(wú)線(xiàn)通信、紅外遙感、成像等方面的應(yīng)用都極大改善了我們的生活方 式。 現(xiàn)如今市場(chǎng)上能進(jìn)行紅外通信的產(chǎn)品有很多，比如最常見(jiàn)的電視機(jī)遙控器或現(xiàn)在最流行的紅外無(wú)線(xiàn)耳機(jī)，紅外通信的技術(shù)和設(shè)備也比較成熟。在無(wú)線(xiàn)通信的領(lǐng)域中，可以在空間中進(jìn)行無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)慕橘|(zhì)除了紅外光之外還有聲波、電磁波等，現(xiàn)如今主要的無(wú)線(xiàn)通信包括微波通信和衛(wèi)星通信，它是一種利用電磁波信號(hào)能夠在自由空間中傳播的特 性，來(lái)傳輸信息的通信方式。 1993 年，就有二十多個(gè)大廠商發(fā)起成立了紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(huì) (IrDA)并統(tǒng)一了紅外光通信的標(biāo)準(zhǔn)，這是目前使用最廣泛的 IrDA 紅外數(shù)據(jù)通訊協(xié)議及規(guī)范。紅外通信廣泛應(yīng)用與安全 監(jiān)控、醫(yī)療器械、家庭電子和通訊等領(lǐng)域。 LIFI 通過(guò)改變房間照明光線(xiàn)的閃爍頻率來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，傳輸速度與典型的寬帶連接不相上下；它利用光的明暗來(lái)編碼信息，光源部分采用新時(shí)代高亮度的發(fā)光二極管，由微芯片控制它快速的閃爍，與之對(duì)應(yīng)的光敏傳感器接收這些變化，并不會(huì)被人眼所察覺(jué)，這樣二進(jìn)制數(shù)字信息就被快速編碼成光信號(hào)，同時(shí)進(jìn)行有效的傳輸。 相比與無(wú)線(xiàn)電波固定有限的傳輸 波段，光通信有著明顯的優(yōu)點(diǎn)，隨著將來(lái)無(wú)線(xiàn)連接端口的需求增加，可用的無(wú)線(xiàn)電波寬帶將會(huì)越來(lái)越少，而光譜中可利用的頻段很寬，可以容納非常多的帶寬，而且相對(duì)于無(wú)線(xiàn)電通信，光通信的效率也比較高。 本文主要工作 本設(shè)計(jì)主要針對(duì)紅外通信裝置的接收部分進(jìn)行研究。紅外光通信系統(tǒng)創(chuàng)新于通過(guò)紅外線(xiàn) 進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信，并采集語(yǔ)音和溫度這樣的模擬信號(hào)，利用時(shí)分復(fù)用的方法將兩種信號(hào)于同一信道同時(shí)傳輸。本設(shè)計(jì)完成了模擬電路設(shè)計(jì)、單片機(jī)控制、軟件程序設(shè)計(jì)、系統(tǒng)檢測(cè)及調(diào)試等任務(wù)。在設(shè)計(jì)研究的過(guò)程中，我們深刻理解了數(shù)字信號(hào)通信的原理，意識(shí)