《基于单片机红外数据通讯系统的设计(最终版)》修改意见稿
1、“.....辐射入射量在处为,而在处,,随着距离的增加,红外辐射量急剧下降。图辐射量与距离的关系红外通信中的技术措施二次调制二次调制是指首先用异步串行数据对的载波信号进行脉冲调制,然后再去对波长约的红外光进行第二次幅度调制光调制,即用驱动红外发光关等的方法产生红外数据信号。信号波形见图图二次调制采用脉冲驱动红外二极管,不易使管芯发热,而且允许脉冲电流幅度比直流电流有很大增长。例如,脉冲宽度,频率,正向脉冲电流可达此时直流电流仅。这样就抑制了频谱成份相近的光线的干扰,提高信躁比,同时大大增加了作用距离。透镜聚焦为了得到更长的传输距离,把光学透镜置于红外发射二极管前,如图所示。图光学透镜的作用当把红外发射管放在透镜焦点上时,改变了发射角度,使距离为处的辐射入射量接近等于距离为处的入射量,因此使传输距离显著增加。第四章注意事项红外二极管正向平均工作电流不得超过产品参数给出的工作电流,对此可以采用过载保护电路如图所示......”。
2、“.....由于晶体管偏置电阻很小,因此在正常工作情况下晶体管截止,当流过集电极电流突然增大,超过极限值时,此电流在上的压降也增加,达到定程度时导通,对发光二极管起到分流作用,使流过发光二极管的电流下降,从而起到对发光二级管的保护作用。通信距离太近,最大的通信距离在米左右。要增加通信距离是采用高灵敏度的接收模块二是采用多管串联并联或串并联以提高其辐射功率,并采用光学天线,达到增加通信距离的目的。发射器和接收器间存在方向角度,需将发射器对准接收器。程序采用查询方式进行接收。由于采用半双工通信,所以接收数据之前要打开接收允许,接收完毕之后要关闭接收允许。在信号的传输过程中,不可避免的会收到各种干扰,从而造成通信。为了尽肯能减少,需要采取定的检错纠错的措施。对于检错,可以简单地采用单字节奇偶校验,或者校验和等,如果要进行前向纠错,则可以采用水平垂直奇偶校验监督码,循环冗余校验码,以及汉明码。发射信号结论该系统在测试时遇到的困难主要在于接收灵敏度不够......”。
3、“.....使发射频率与接收频率准确致通过安装光学会聚系统,提高发射与接收效率加大发射功率,以提高发射强度。参考文献苏长赞红外线与超声波遥控第版人民邮电出版社邹丽新等单片微型计算机原理第版苏州大学出版社朱欣荣等智能仪器原理与设计第版中国计量出版社康华光电子技术基础数字部分第四版高等教育出版社致谢衷心感谢我的导师朱桂荣,在我的毕业设计完成的过程中,朱老师给予了悉心的指导和帮助。朱老师严谨的科学作风渊博的学识严于律己宽以待人的人生态度将使我终身受益。感谢苏州大学物理科学与技术学院所有教过我的老师们,感谢同窗同班和同宿舍四年的同学和朋友,在学习和生活上给我无私的帮助,让我感受到集体的温暖。感谢父母多年来在我的成长道路上默默的关心和培养,附录是种专门用于红外遥控和数据通信的三端红外接收组件,其中包括了接收放大和解调等功能,使用单电源供电,具有功耗低抗干扰能力强输入灵敏度高对其他波长以外的红外光不敏感......”。
4、“.....此电流在上的压降也增加,达到定程度时导通,对发光二极管起到分流作用,使流过发光二极管的电流下降,从而起到对发光二级管的保护作用。发射信号若单管功率不足时,可采用多管串联并联或串并联以提高其辐射功率,并采用光学天线,达到增加通信距离的目的。接收电路的设计接收电路设计时的考虑首先要选择能将红外辐射转换成电流的探测器,为了确保质量,应选用灵敏度高,结电容小而响应速度快的器件,其次是对信号处理电路的噪声抑制也是接收电路要着重考虑的问题。二极管结电容不是固定值,它随入射光的功率大小而变化,随光强度的减少而增加。在偏压电阻选择不当时照明条件改变时接收器的通带会产生噪声蠕动现象。由于荧光灯的弧光通常每熄灭并重新闪烁,它的噪声贡献有岐点,因此经过调制的有效噪声频谱的范围很宽,这样就难以使频带内的噪声降低到最低限度。为了减少热噪声,可以选择电阻大的偏置电阻,但这又会增加荧光灯噪声,二者要适当兼顾。接收机带宽,目前国外些研究成果就已规定了些范围......”。
5、“.....上限为。经过仔细挑选所用元件,并经放大滤波后,噪声电平可降到最低限度。由于光源较多也较复杂,尽管采用以上方法还存在噪声时,可在接收机攻放之前,对于调频体制将更是必要的。红外数据通信系统根据上述要求,我们设计了种应用与单片机系统的红外串行数据通信系统。单片机本身并不具备红外通信接口,但可以利用单片机的串行接口的红外发射和接收电路组成个应用于单片机系统的红外串行通信接口,如图所示。图红外通信电路由图可看出,该设计系统由红外发射电路,红外接收电路两部分组成,由红外发光二极管作为发射器件,作为红外接收器件。硬件电路分析红外数据通信的硬件由发送电路和接收电路两部分组成。红外发送电路图红外发送电路由可知,红外发送器电路包括脉冲振荡器驱动管和红外发射管和发光管是硬件中的关键器件,对它的选择尤为重要,常见发光管又两种封装,种是圆形封装,种是扁平封装。圆形封装的发光管通讯视角小,距离远。扁平封装的发光管通讯视角大,当发射距离近,可根据需要选择......”。
6、“.....用以产生的脉冲序列作为载波信号红外发射管和选用公司生产的,用来向外发射的红外光束。定时器脚输出调制信号,定时电容通过定时电阻,充电的时间为。,此期间脚输出为高电平通过放电的时间为。,此期间脚输出为低电平,载波频率为占空比红外发送器的工作原理为串行数据由单片机的串行输出端送出并驱动管,数位使管导通,通过管调制成的载波信号,并利用两个红外发射管和以光脉冲的形式向外发送。数位使管截止,红外发射管和不发射红外光,若传送的波特率设为,则每个数位对应个载波脉冲调制信号的时序图如图所示。图调制信号的时序图使。定义按键标志位定义发送数据区首地址定义接收数据区首地址定义控制码定义回车控制符定义标志位。定义标志为。定义标志为。单片机初始化程序置定时器工作方式设置波特率为晶片振荡采用。禁止中断启动定时器置串行口工作方式初始化基本变量关闭三个指示灯发送数据程序等待发送子程序取上次状态临时存入检测按键保存按键状态本次状态取反出现......”。
7、“.....是字符则退出调整指针长度没超过则继续发送字符子程序等待发送结束←奇校验位发送中字符。接收数据程序等待接收子程序接收字符有字符输入不是字符,则退出接收数据接收数据子程序初始化接收标记打开指示灯,表示进入接收状态为接收字符倒计数单元为接收字符数单元接收字符←字符保存接收的字符,是字符则重新开始接收恢复原来值是字符则接收结束保存数据进行校验,为奇校验位保存了和都为表示无错←∨和都为表示无错有错,则设置指示调整指针长度没超过则继用载波方式传输数据可以避免空气中频杂散光的干扰,提高系统的抗干扰能力。在保证不超过红外管允许功耗的前提下,要有尽可能远的通信距离,可采取二个方法并联多个红外发光管,以加大红外光的辐射功率减小载波脉冲的占空比,提高其峰值。红外接收电路,如图所示。图红外接收电路红外接收电路选用公司生产的专用红外接收管,它是种专门用于红外遥控和数据通信的三端红外接收组件......”。
8、“.....使用单电源供电,具有功耗低抗干扰能力强输入灵敏度高对其他波长以外的红外光不敏感。的工作原理为首先通过红外光敏元件将接收到的载波频率为的脉冲调制光信号转化为电信号,再由前置放大器和自动增益控制电路进行放大处理,然后通过带通滤波器进行滤波,滤波后的信号由解调电路进行解调,最后由输出级电路进行反向放大输出。为保证红外接收模块接收的准确,要求发送端载波信号的频率应尽可能接近,因此,在设计脉冲振荡器时要选用精密元件并保证电源电压稳定。再有,发送的数位至少要对应个载波脉冲,这就要求传送的波特率不能超过,利用上述红外收发电路构成的红外信道最大通讯距离为。软件设计通信方式考虑到红外光反射的原因,在全双工方式下发送的信号也可能会被本身接收,因此,红外通信需采半双工通信方式。所谓半双工通信,指的是通信双方可以进行双向通信,但是不能同时进行,在同时间内,方作为通信,另方作为接收。此设计中采用异步传输的方式,在异步传输中每个字符的前后有起始信号和终止信号......”。
9、“.....选择传送的波特率,则定时器的初值应设置,另外应禁止定时器中断以免因定时器溢出而产生不必要的中断。通信协议进行红外通信之前,通信双方首先要根据系统的功能要求订立种特定的通信协议,然后才能编写相应的通信程序。机有个启动按键,按下键开始发送数据,机有三个作为指示器的发光二极管,分别表示接收中接收正确和接收。机发送的数据区存放在外部数据存储器为起始地址的存储区内,发送字节数小于个。机接收的数据区存放在外部数据存储区为起始地址的存储区内,长度小于个。机发送过程当检测到按下键后,先发送个控制符码的值为和,然后发送数据区内的码,采用奇校验,当遇到回车控制符后,发送结束,再次等待按下键,重复前面过程。机接收过程等待接收发出的字符,如收到字符码的值为和,进入接收状态,发出指示信号,开始接收数据,遇到回车控制符和接收字符已达个,表示接收结束。如接收过程中,发现奇校验错,则在接收结束时,发出指示信号,否则发出指示信号。如接收过程中......”。