單片機系統(tǒng)中的紅外通信接口

摘要:本文結合復費率電能表中紅外通信的設計實從事貿易，介紹了單片機系統(tǒng)中紅外通信的軟硬件設計方法，并給出了具體的電路原理和通信源程序。

關鍵詞:單片機，紅外通信，遙控

在許多基于單片機的應用系統(tǒng)中，系統(tǒng)需要實現(xiàn)遙控功能，而紅外通信則是被采用較多的一種方法。一般市場上的搖控器協(xié)議簡單、保密性不強、抗干擾能力較弱。這里，我們介紹一種基于字節(jié)傳輸?shù)募t外遙控系統(tǒng)，可以適合于各種復雜的應用場合。

紅外通信的基本原理

紅外通信的基本原理是發(fā)送端將基帶二進制信號調制為一系列的脈沖串信號，通過紅外發(fā)射管發(fā)射紅外信號。常用的有通過脈沖寬度來實現(xiàn)信號調制的脈寬調制（PWM）和通過脈沖串之間的時間間隔來實現(xiàn)信號調制的脈時調制（PPM）兩種方法。本系統(tǒng)采用的為永時市制方法。數(shù)據比特的傳送仿照不帶奇?zhèn)刃ｒ灥腞S232通信，首先產生一個同步頭，然后接著8位數(shù)據比特

硬件電路設計

復費率電能表系統(tǒng)可分為手持遙控器和復費率電能表兩部分.手持遙控器為發(fā)射部分，其基本電路如圖2所示。采用塑封的SE303ANC－發(fā)射二極管，波長為940nm。CPU按照協(xié)議規(guī)定導通或截止發(fā)射二極管，從而產生特定頻率的發(fā)射信號，這里選用的頻率為38.9kHz。復費率電能表紅外接收部分的基本電路如圖3所示。接收管采用日本光電子公司的PIC－12034，其接收頻率為37.9kHz，它直接將37.9kHz的調制信號解調為基帶信號，提供緞帶接收CPU。該芯片接收靈敏度高，性能穩(wěn)定。其基本工作過程為：當接收至37.9kHz信號時，輸出低電平，否則輸出為高電平。電能表部分采用的是51系列單片機，以中斷方式檢測接收信號。這里的非門對收信號起整形作用。


軟件設計

發(fā)射部分的程序相對來說非常簡單，主要是生產不同時間間隔的37.9kHz脈沖串信號控制發(fā)射管的通斷。在發(fā)射端，CPU不斷掃描鍵盤，一旦發(fā)現(xiàn)有鍵按下，即啟動發(fā)射子程序將相應的數(shù)值發(fā)送出。在我們的設計中，采用的是4×4的小鍵盤，正如和0~F編碼對應，為了提高可靠性，采用最簡單的糾錯編碼――將每位數(shù)重復發(fā)送一次，即和鍵盤數(shù)字對應的編碼為00~FF。這樣，一個鍵值要發(fā)送8比特。接收端接收滿8比特信號后，再進行糾錯處理，不正確的碥碼認為無效。收足規(guī)定的號碼后，即調用號碼分析程序進行處理。當每收至一個脈沖串信號后即啟動一個定時器。下次中斷發(fā)生時，通過定時器的計數(shù)值判斷是0還是1。如果定時器溢出，則清除本次接收的號碼，恢復到接收初始狀態(tài)。接收部分的基本程序流程如圖4所示。

在程序設計時，應該注意MCU的中斷方式采用下降沿觸發(fā):接收端通過T0計數(shù)值來判斷發(fā)送比特，一般采用硬判決，即取0和1比特時寬的平均值為竟決門限A，當T0值大于A時判接收信號為0，小于A時判為1。

復費率電能表中的紅外接收程序（MCU為Intel 8052，采用C語言編寫）見程序清單。

結語

以上設計方案在復費率電能表中應用后，效果良好，達至了設計要求。整個系統(tǒng)外圍元件少，調試方便;軟件工作量也較小。如果應用來傳送大量數(shù)據時，還可以根據需要改變相應的編碼形式，提高數(shù)據傳送速率。

通信源程序
#includereg52.h>
#includeintrins.h>
#includeabsacc.h>
#pragma OPTIMIZE(5,SPEED)
sbit RECV=P3^3;
bdata unsigned char SIGN,RECVBYTE;
sbit RECVBG=SING^0;
sbit US1AT=SIGN^6;
sbit RECVBITO=RECVBYTE^0;
unsigned char RECVBIT;
∥
timer0() interrupt 1 ∥entrance:8*n+3=0Bh;
{
IE=0x8d; ∥1(EA)0(X)0(X)0(X)-1(ET1)1(EX1)0(ET0)1(EX0)
RECVBG=0;
}
∥
EX-INT1() interrupt 2 ∥接收紅外信號
{
TCON=0x45; ∥0(TF1)1(TR1)0(TF0)1(TR0)-0(IE1)1(IT1)0(IE0)1(IT0)
If(RECVBG==0) {RECVBG=1;
RECVBIT=8;
}
eles{BECVBYTE=RECVBYTE1;
if(TH0=4)RECVBIT0=1;
else RECVBIT0=0;
RECVBIT--;
If(RECVBIT==0) {RECVBG=0;
US1AT=1;
}
}
TH0=0;
TL0=0;
TCON=0x55; ∥0(TF1)1(TR1)0(TF0)1(TR0)-0(IE1)1(IT1)0(IE0)1(IT0)
IE=0x8f; ∥Enable the timer0 interrupt
}
∥
void main(){
RECVBYTE=O;
SIGN=O;
TMOD=0x11;
TCON=0x55; ∥0(TF1)1(TR1)0(TF0)1(TR0)-0(IE1)1(IT1)0(IE0)1(IT0)
IP=0x00;
IE=0x8d; ∥1(EA)0(X)0(X)0(X)-1(ET1)1(EX1)0(ET0)1(EX0)
∥基本循環(huán)程序
while(1) {
．
．（略）
．
if(US1AT==1{∥紅外接收處理
．
．(略)
．
}
}
}