红外线接收发送装置设计五.docx
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红外线接收发送装置设计五
红外线接收发送装置设计
摘要
红外通信技术是在世界范围内被广泛使用的一种无线连接技术，被众多的硬件和软件平台所支持，其具有很多优点，比如抗干扰性强，系统安装简单，易于管理等优点。
但红外数据通信技术也存着着诸如传输距离短，要求通信设备位置固定等缺点，但是这些缺点并没有给IrDA的应用带来致命的障碍，红外技术已在手机和笔记本电脑等设备上得到了广泛的应用。
本次课程设计介绍了红外接收发送装置的设计过程，并在设计说明书中对其原理和结构作了介绍。
关键词：
红外通信、无线连接
目录
1课题描述1
2基本单元1
2.189C51单片机1
2.1.189C51管脚说明2
2.1.289C51管脚图4
2.1.3振荡器特性4
2.1.4芯片擦除4
2.2ULN-2283B5
2.2.1UNL-2238B电参数5
2.2.2UNL-2238B及TDA2822M管脚图5
2.3红外收发电路6
2.4程序编写8
2.4.1发射程序8
2.4.2接收程序12
总结15
致谢16
参考文献17
1课题描述
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。
发送端将基带二进制信号调制为一系列的脉冲串信号，通过红外发射管发射红外信号。
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。
常用的有通过脉冲宽度来实现信号调制的脉宽调制（PWM）和通过脉冲串之间的时间间隔来实现信号调制的脉时调制（PPM）两种方法。
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。
本课程的基本知识教学目标与能力目标是：
通过理论和实践教学，使我们学生了解红外通信知识，能够应用红外线进行无线控制设计，掌握89C51主要特性、管脚说明、振荡器特性、芯片擦除、结构特点及一些典型集成电路的实际应用，并且具备一定的理论水平和足够的实践技能，以及使用先进仿真软件的能力，从而进一步学习、掌握电子、通讯技术的专业知识和职业技能。
2基本单元
2.189C51单片机
89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的89C51是一种高效微控制器，89C2051是它的一种精简版本。
89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
如下图1
图189C51
结构特点：
8位CPU；片内振荡器和时钟电路；32根I/O线；外部存贮器寻址范围ROM、RAM64K；2个16位的定时器/计数器；5个中断源，两个中断优先级；全双工串行口；布尔处理器；主要特性：
与MCS-51兼容，4K字节可编程闪烁存储器，寿命：
1000写/擦循环；数据保留时间：
10年；全静态工作：
0Hz-24MHz；三级程序存储器锁定，28*8位内部RAM，32可编程I/O线，两个16位定时器/计数器，5个中断源，可编程串行通道，低功耗的闲置和掉电模式，片内振荡器和时钟电路。
2.1.189C51管脚说明
VCC：
供电电压。
GND：
接地。
P0口：
P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：
P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：
P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：
P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：
口管脚备选功能
P3.0RXD（串行输入口）
P3.1TXD（串行输出口）
P3.2/INT0（外部中断0）
P3.3/INT1（外部中断1）
P3.4T0（记时器0外部输入） P3.5T1（记时器1外部输入） P3.6/WR（外部数据存储器写选通）P3.7/RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST：
复位输入。
当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG：
当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。
在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是：
每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。
另外，该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
/PSEN：
外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
/EA/VPP：
当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。
注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。
在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
XTAL1：
反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：
来自反向振荡器的输出。
2.1.289C51管脚图
图289C51管脚图
2.1.3振荡器特性
调幅式收音机，一般都采用超外差式，它具有灵敏度高、工作稳定、选择性好及失真度小等优点。
我们要求选用的是超外差式调幅收音机。
收音机接收天线将广播电台播发的高频的调幅波接收下来，通过变频级把外来的各调幅波信号变换成一个低频和高攀之间的固定频率—465KHz（中频），然后进行放大，再由检波级检出音频信号，送入低频放大级放大，推动喇叭发声。
不是把接收天线接收下来的高频调幅波直接放大去检出音频信号（直放式）。
2.1.4芯片擦除
整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms来完成。
在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。
此外，AT89C51设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。
在闲置模式下，CPU停止工作。
但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。
在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。
2.2ULN-2283B
ULN-2283B集成电路是美国史普拉格公司的产品,采用8脚双列直插塑料封装结构。
该电该路失真度低,静态电流小,电源电压范围为2~18V即。
使工作电源电压低至2V时,音量虽减小,但失真度没有显著增加。
ULN-2283B与ULN-2283B-1的性能一样,而只有最大工作电源电压不同。
ULN-2283B的最大的工作电源电压为15V,ULN-2283B-1的最大工作电源电压为18V。
电路的输出功率由使用的电源电压和负载阻抗而定,当Vcc=6V,RL=8Ω，THD=10%时，输时出功率典型值为35omW；当Vcc=9V时，输出功率典型值为1140mW。
此外电路还具有短路保护和外接元件少等特点,它适用于电池电源的小型收音机中作音频功率放大器。
2.2.1UNL-2283B电参数
图3UUNL-2283B电参数（To=25oC，f=400Hz）
2.2.2UNL-2283B及TDA2822M管脚图
ULN-2283B集成块采用8脚双列直插塑料封装结构，该电路失真度低，静态电流小，电源电压范围为2~18v。
即使工作电源电压低至2v时，音量虽减小，但失真度没有显著增加。
电路的输出功率由使用的电源电压和负载阻抗而定，当Vcc=6v，RL=8Ω，THD=10%时，输出功率典型值为350mW；当Vcc=9v时，输出功率典型值为1140mW；他适用于电池电源的小型收音机中作音频功率放大器。
图31UNL-2283B管脚图
TDA2822M集成块采用8脚双列直插塑料封装结构，该电路电源电压可降至1.8v。
静态电流和交叉失真都很小。
立体声工作时，每声道输出功率为0.65W（Vcc=6v，RL=4Ω，THD=10%），或110mW（Vcc=3v，RL=4Ω，THD=10%）;BTL电路时出功率为1.35W（Vcc=6v，RL=4Ω，THD=10%），或350mW（Vcc=3v，RL=4Ω，THD=10%）。
图4TDA2822M管脚图
2.3红外收发电路
本装置的发射端的供电电源由如图5所示的电路构成，输入端接220v交流市电，通过变压器双9v输出，经由D1、D2全波整流，LM7806稳压后得到较纯净的6v输出Vo。
图5发射端的供电电源
发射端电路图如图6所示，信号源Vi由R1控制信号强度，经C3隔直（隔离直流）耦合到T1进行放大，放大后的信号经由音频变压器耦合送至T2进行再次进行电流放大，
推动D3、D4红外线发射管把放大后的音频信号，用红外线的形式发射出去。
图6发射电路图
接收端电路图如图7所示，接收端主要使用ULN-2283B和TDA2822M这两块芯片实现音频信号的放大和耳机的驱动。
图7接收电路图
红外音频信号由D5红外线接收管接受后，经C4高频滤波后送至ULN-2283B进行音频信号放大，放大后的音频信号由ULN-2283B的pin4输出经由音频变压器耦合送至TDA2822M驱动耳机输出，可变电阻R8控制音量。
2.4程序编写
2.4.1发射程序
;主程序和中断程序入口
ORG0000H
AJMPSTART
ORG0003H
RETI
ORG000BH
RETI
ORG0013H
RETI
ORG001BH;定时器T1中断入口地址
LJMPINTT1
;初始化程序
CLEARMEMIO:
CLRA
DECA
MOVP0,A
MOVP1,A
MOVP2,A
MOVP3,A
CLRP1.7
MOVIE,#00H;关所有中断
MOVTMOD,#20H;方式2
MOVTH1,#0F5H;定时初值
MOVTL1,#0F5H
SETBEA
RET
;主程序
START:
LCALLCLEARMEMIO
MAIN:
LCALLKEYWORK
LJMPMAIN
;中断服务程序
INTT1:
CPLP1.7;38.5KHZ红外遥控信号
RETI
KEYWORK:
MOVP1,#0FFH;置P1口为输入状态
CLRP1.7
CLRP1.6
CLRP1.0;扫描第1行
MOVA,P1
ANLA,#38H
CJNEA,#38H,KEYCON
SETBP1.0;扫描第2行
CLRP1.1
MOVA,P1
ANLA,#38H
CJNEA,#38H,KEYCON
SETBP1.1;扫描第3行
CLRP1.2
MOVA,P1
ANLA,#38H
CJNEA,#38H,KEYCON
SETBP1.2;结束扫描
RET
KEYCON:
LCALLDELAY;延时去抖动
MOVA,P1;读入P1口值
ANLA,#38H
CJNEA,#38H,KEYCHE;确有键按下
KEYOUT:
RET
KEYCHE:
MOVA,P1
MOVB,A
LOOP:
MOVA,P1
ANLA,#38H;低3位为0
CJNEA,#38H,LOOP;列选全为1（键按着）
MOVR7,#00H;放键，查表次数为0
MOVDPTR,#KEYTAB
CHELOOP:
MOVA,R7
MOVCA,@A+DPTR
XRLA,B;查表值与P1口值比较
JZKEYOK
INCR7
CJNER7,#09H,CHELOOP
RET
KEYOK:
MOVA,R7
MOVB,A
RLA
ADDA,B
MOVDPTR,#KEYFUNTAB;散转功能程序首址
JMP@A+DPTR;散转至对应功能程序标号
KEYFUNTAB:
LJMPKEYFUN00;跳到键号对应功能程序标号
LJMPKEYFUN01
LJMPKEYFUN02
LJMPKEYFUN03
LJMPKEYFUN04
LJMPKEYFUN05
LJMPKEYFUN06
LJMPKEYFUN07
LJMPKEYFUN08
RET
KEYTAB:
DB36H,35H,33H,2EH,2DH,2BH,1EH,1DH,1BH,0FFH
KEYFUN00:
MOVA,#02H;发送2个脉冲
LCALLREMOTE;转发送程序
RET
KEYFUN01:
MOVA,#03H;发送3个脉冲
LCALLREMOTE;转发送程序
RET
KEYFUN02:
MOVA,#04H;发送4个脉冲
LCALLREMOTE;转发送程序
RET
KEYFUN03:
MOVA,#05H;发送5个脉冲
LCALLREMOTE;转发送程序
RET
KEYFUN04:
MOVA,#06H;发送6个脉冲
LCALLREMOTE;转发送程序
RET
KEYFUN05:
MOVA,#07H;发送7个脉冲
LCALLREMOTE;转发送程序
RET
KEYFUN06:
MOVA,#08H;发送8个脉冲
LCALLREMOTE;转发送程序
RET
KEYFUN07:
MOVA,#09H;发送9个脉冲
LCALLREMOTE;转发送程序
RET
KEYFUN08:
MOVA,#0AH;发送10个脉冲
LCALLREMOTE;转发送程序
RET
;编码发射程序
REMOTE:
MOVR1,A;装入发射脉冲个数
LJMPOUT3
OUT:
MOVR0,#75H;1MS宽低电平发射数据
OUT1:
SETBET1;开T1中断
SETBTR1;开定时器T1
NOP
NOP
NOP
NOP
DJNZR0,OUT1
MOVR0,#32H;1MS宽高电平间隙控制数据
OUT2:
CLRTR1;关定时器T1
CLRET1;关中断
CLRP1.7;关脉冲输出
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
DJNZR0,OUT2;时间不到,转OUT2再循环
DJNZR1,OUT;脉冲未发完,转OUT再循环发射
LCALLDL500MS
RET
OUT3:
MOVR0,#0FFH;装发射3MS宽控制数据
LJMPOUT1
DELAY:
MOVR2,#0FFH
DELAY1:
DJNZR2,DELAY1
RET
;10MS延时
DL10MS:
MOVR3,#14H
DL10MS1:
LCALLDELAY
DJNZR3,DL10MS1
RET
;500MS延时程序
DL500MS:
MOVR4,#32H
DL500MS1:
LCALLDL10MS
DJNZR4,DL500MS1
RET
END
2.4.2接收程序
;主程序和中断程序入口
ORG0000H
AJMPSTART
ORG0003H;外部中断0中断入口
LJMPINTEX0
ORG000BH
RETI
ORG0013H
RETI
ORG001BH
RETI
ORG0023H
RETI
ORG002BH
RETI
;初始化程序
CLEAR:
CLRA
DECA
MOVP0,A
MOVP1,A
MOVP2,A
MOVP3,A
CLEARMEM:
MOVIE,#00H;关所有中断
SETBEX0;开外中断
SETBEA;总中断允许
RET
START:
LCALLCLEAR
SJMP$
;遥控接收程序（采用中断接收）
INTEX0:
CLREX0;关外中断
JNBP3.2,READ1
READOUT:
SETBEX0;允许外部中断0中断
RETI
READ1:
CLRA
MOVDPH,A;DPTR清零
MOVDPL,A
HARD1:
JBP3.2,HARD11;P3.2变高电平转HARD11
INCDPTR;低电平记数
NOP;1US延时
NOP
AJMPHARD1
HARD11:
MOVA,DPH;DPTR高8位放入A
JZREADOUT;为0则脉宽小于（255*8US）2MS退出
CLRA;否则第一个为宽脉冲（计数器先清0）
CLRP3.6
READ11:
INCA
READ12:
JNBP3.2,READ12;低电平时等待
MOVR1,#06H
READ13:
JNBP3.2,READ11
LCALLDELAY;延时512US
DJNZR1,READ13;6次延时
DECA;超过3MS判为结束,减1
DECA
JZFUN0;为0执行FUN0（2个脉冲）
DECA
JZFUN1;为0执行FUN1（3个脉冲）
DECA
JZFUN2;为0执行FUN2（4个脉冲）
DECA
JZFUN3;为0执行FUN3（5个脉冲）
DECA
JZFUN4;为0执行FUN4（6个脉冲）
DECA
JZFUN5;为0执行FUN5（7个脉冲）
DECA
JZFUN6;为0执行FUN6（8个脉冲）
DECA
JZFUN7;为0执行FUN7（9个脉冲）
DECA
JZFUN8;为0执行FUN8（10个脉冲）
NOP
NOP
LJMPREADOUT;出错退出
FUN0:
MOVR0,#00H
LJMPDISPLAY
FUN1:
MOVR0,#01H
LJMPDISPLAY
FUN2:
MOVR0,#02H
LJMPDISPLAY
FUN3:
MOVR0,#03H
LJMPDISPLAY
FUN4:
MOVR0,#04H
LJMPDISPLAY
FUN5:
MOVR0,#05H
LJMPDISPLAY
FUN6:
MOVR0,#06H
LJMPDISPLAY
FUN7:
MOVR0,#07H
LJMPDISPLAY
FUN8:
MOVR0,#08H
LJMPDISPLAY
DISPLAY:
MOVDPTR,#TABLE
MOVP0,#0C0H;关闭所有共阳7段LED
MOVP2,#02H;片选高位
MOVA,R0
MOVCA,@A+DPTR;查表得显示内容
MOVP0,A
LJMPREADOUT
;延时程序（512US）
DELAY:
MOVR0,#0FFH
DELAY1:
DJNZR0,DELAY1
RET
TABLE:
DB0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0FFH
END
总结
经过近多日的努力，终于将本次课程设计做完了，但由于水平有限，文中肯定有很多不恰当的地方，请老师指出其中的错误和不当之处，使我能做出改正，我会虚心接受。
在本次课程设计过程中，我增强了自己的动手能力和分析能力。
通过跟老师和同学的交流，也通过自己的努力，我按时完成了这次课程设计。
在此过程中，我学会了很多，也看到了很多自己的不足之处。
在以后的学习生活中，我会努力学习专业知识，完善自我，为将来的发展做好充分的准备。
作为整个电子信息科学与技术学习体系的有机组成部分，课程设计虽然安排在每周课下进行，但并不具有绝对独立的意义。
它的一个重要功能，在于运用学习成果，检验学习成果。
运用学习成果，把课堂上学到的系统化的理论知识，尝试性地应用于实际设计工作，并从理论的高度对设计工作的现代化提出一些有针对性的建议和设想。
检验学习成果，看一看课堂学习与实际工作到底有多大距离，并通过综合分析，找出学习中存在的不足，以便为完善学习计划，改变学习内容与方法提供实践依据。
在设计的过程中我遇到很多困难，例如Protel99软件的学习，资料的查找，后来从它的性能开始了解，4个设计各个击破，到最后终于完成了这次的期末课程设计。
总而言之，通过这次课程设计，我们获得了很多，但学海无涯，我们还得一如既往的努力踏实的学习，只有这样才能成为合格的人才。
致谢
通过两周的努力，终于将单片机课程设计完成了，在完成课程设计的这两周中，吕老师给予了我很大的帮助。
他不仅是指导我完成了设计，还教会了我做设计的一般步骤、设计思想和设计方法。
当我对此课程设计无从下手的时候，吕老师专心地为我讲解，为我解决了很多实
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