用51單片機(jī)控制紅外線通信接口電路設(shè)計

2．1 發(fā)射部分設(shè)計
紅外發(fā)送電路包括脈沖振蕩器、三極管和紅外發(fā)射管等部分。其中脈沖振蕩器有NE555定時器、電阻和電容組成，用于產(chǎn)生38 kHz的脈沖序列作為載波信號，紅外發(fā)射管HG選用Vishay公司生產(chǎn)的TSAL6238，用來向外發(fā)射950 nm的紅外光束。其發(fā)送的過程為：串行數(shù)據(jù)有單片機(jī)的串行輸出端TXD送出并驅(qū)動三極管，數(shù)位“O”使三極管導(dǎo)通．通過有NE555構(gòu)成的多諧振蕩電路調(diào)制成38 kHz的載波信號，并利用紅外發(fā)射管以光脈沖的形式向外發(fā)送。數(shù)位“l(fā)”使三極管截止，紅外發(fā)射管不發(fā)射紅外光。NE555構(gòu)成的多諧振蕩電路的振蕩周期公式為T=O．693(R1+R2)C，其中，R1為充電電阻，R2為放電電阻，C為充電電容。
2．2 紅外接收器的設(shè)計
紅外接收電路選用Vishay公司生產(chǎn)的專用紅外接收模塊TSOP1738。該模塊是一個三端元件，使用單電源+5V供電，具有功耗低、抗干擾能力強(qiáng)、輸入靈敏度高、對其他波長(950 nm以外)的紅外光不敏感的特點，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。

TSOPl738的工作過程為：首先，通過紅外光敏元件將接收到的載波頻率為38 kHz的脈沖紅外光信號轉(zhuǎn)換為電信號，再由前置放大器和自動增益控制電路進(jìn)行放大處理。然后，通過帶通濾波器進(jìn)行濾波，濾波后的信號由解調(diào)電路進(jìn)行解調(diào)。最后，由輸出級電路進(jìn)行反向放大輸出。
2．3 數(shù)碼顯示部分
在系統(tǒng)中，選用一個雙七段數(shù)碼管來顯示發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)。數(shù)碼管采用DPY雙位七段共陽數(shù)碼管。高位的共陽極是lO腳，低位的共陽極是5腳。由單片機(jī)的P O口控制數(shù)碼管的陰極，P2．6，P2．7口分別控制數(shù)碼管的高位和低位，當(dāng)P2口輸出數(shù)位“0”時，相應(yīng)的三極管導(dǎo)通。根據(jù)PO口輸出不同數(shù)位，數(shù)碼管顯示不同的數(shù)字，當(dāng)P2口輸出數(shù)位“l(fā)”時，三極管截止，數(shù)碼管不顯示。
2．4 發(fā)光二極管顯示部分設(shè)計
有8個發(fā)光二極管與單片機(jī)的P1口相連，二極管的正極與電源正極相連，負(fù)極串聯(lián)一個電阻與Pl口相連，給Pl口送低電平就得到不同的顯示狀態(tài)。
2．5 按鍵部分設(shè)計
有四個按鍵與單片機(jī)的P3口相連，按鍵的一邊接地，另外一邊與單片機(jī)的P3．2、P3．4、P3．5口相連。單片機(jī)控制的紅外通信接口電路的整體圖如圖4所示。

其工作過程：單片機(jī)通過TXD發(fā)出串行數(shù)據(jù)，通過由NE555構(gòu)成的多諧震蕩電路產(chǎn)生38 kHz脈沖序列作為載波信號，通過紅外發(fā)射管將信號以950 nm的紅外光束發(fā)出，紅外接收模塊TOSPl738將接收到的光脈沖轉(zhuǎn)換成電信號，再經(jīng)過發(fā)大、濾波等處理后送給解調(diào)電路進(jìn)行解調(diào)，還原為二進(jìn)制數(shù)字信號后輸出到單片機(jī)的RXD口。單片機(jī)對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將相應(yīng)的數(shù)據(jù)顯示在數(shù)碼管上。這樣，一個單片機(jī)控制的紅外通信系統(tǒng)就實現(xiàn)了通信。