微型计算机的红外接口与通信指导书.docVIP

微型计算机的红外接口与通信 一、目的与要求： （1）、设计目的： 进一步掌握微机的汇编语言程序设计方法。 进一步掌握微机常用接口电路的工作原理和使用方法。 掌握微机红外接口电路的设计与编程方法。 掌握微机数字录音电路的设计与编程方法。 掌握微机短距离无线数据传输的原理和方法。 掌握软、硬件系统综合设计的基本方法。 （2）、设计要求： 独立完成各部分应用程序的设计与调试。 独立完成各部分接口电路的设计与调试。 与其他组配合，向对方发送数据（文本、图形、语言）。 与其他组配合，从对方接受数据（文本、图形、语言）。 记录各个步骤的调试结果（信号波形与程序功能）。 写出课程设计报告（一律用word排版打印）。 二、设计内容： 重点研究微型计算机的短距离红外线通信技术，要求自行设计红外接口和数字录音接口电路，自行编写程序，实现文本、图形以及语音数据的红外接口传输。 内容可分为以下三个部分： （1）、微机红外接口的设计与调试 在异步串行通信接口芯片8250A的基础上，按照IRDA物理层协议，采用RZI（反相归零）的调制方法，设计一个红外接口，其中的脉冲调制发射电路，将串行数字信号转化为红外光脉冲，其中的脉冲解调接收电路，将红外光脉冲转化为串行数字信号，再通过编程实现双机短距离无线通信。 （2）、微机文件数据的红外无线传输 先编程实现文本和图形文件的读出（显示）和保存；再通过红外接口编程实现文本和图形的短距离无线发送和无线接受。 （3）、微机语音数据的红外无线传输 设计并调试一个数字录音接口电路，其中包括A/D转换电路和D/A转换电路，先编程实现语音的输入保存和读出回放，再通过红外接口编程实现语音的短距离无线发送和无线接受，并且回放出声音。 三、技术背景 目前微型计算机的短距离联接大都还是有线（电缆）联接，微机之间以及微机与外设之间的联线往往造成麻烦。短距离联接的发展的必然走向无线连接，目前主要的短距离无线联接技术有红外通信技术和蓝牙技术，前者采用红外线，后者采用无线电波作为信息传播的媒介。由于红外通信技术比较成熟，并且成本低廉，因此我们主要研究这一技术。其中包括三方面的内容： （A）、红外数据通信 红外数据通讯指的是两台设备之间通过红外线进行无线数据传输的一种数据传输方式。红外通讯的最大特点在于它替代了设备与设备之间传统的线缆连接，进而摆脱了不同平台设备连接时对于特制接口的要求，使得跨平台设备间的数据交换简单到只需彼此相对。 红外接口连接器实质上是由红外线发射管、红外线接收管、传输门组成的光电信号转换电路，电路设计与实际需要的传送距离有关。红外发送接收器设计方案很多，下图是一种最简单的电路。这种红外接口连接器隔离了两台红外设备的电气连接，有较好的抗干扰能力，能真正实现红外线传输 （1）)红外线发射管 这是一种能发射红外线的半导体二极管．它是进行电光变换的核心元件根据固体能级理论． 电子在吸收能量的时候会跳到较高的能级．同时，它也会跃迁到较低的能级并释放光子． 光子的能量就是跃过能级之间的差值。半导体红外线发光二极管的机理即如此选择合适的 材料可以使发光波长集中在单一波长上而发光效率最优。实际的红外线发射管一般由砷化 镓等材料制成．其发光波长集中在很窄的范围内，中心频率位于可见光之外的红外区域。 半导体红外线发射管的发射光功率是环境温度T和流过发光管的电流ic的复杂函数． 一般可表示为 Pc-f(ic,T ） 在稳定工作条件下．芯片温度恒定,光的输出功率仅是流过发射管电流ic的函数．即 Pc-p(ic） 红外发射管的测试：红外发射管实际上是一个特殊的二极管，用万用表电阻档测量，发射管的反向电阻通常为无穷大，正向电阻一般为500K左右。如果您有一台笔记本电脑，可以由PC机的红外接口引出IRTX和GND两条线，IRTX连接发射管的正极，GND连接发射管的负极，将发射管对准笔记本电脑的红外线发射窗口，在笔记本电脑的“红外线监视器”中会发现“你的PC”。 (2)红外线接收管 这是一种对一定波长的红外光线特别敏感的二极管，它是将光信号转换成电信号的核 心元件。使用时．接收管反向接入电路．正常情况下．二极管反向PN结不提供电流通路．电 路中除稳定的反向漏电外没有其他电流流过。然而，一旦有适当波长的光线照射到PN结 上．耗尽区的束缚电子吸收光子能量激发成自由电子参与导电．形成光电流严格的设计使 得接收管仅对单一频率的光线特别敏感，一般．流过接收管的光电流（ic）是环境温度（T）、电源电压（Vc）和照射到接收管的光能量（I）的复杂函数．一般可以表示为 is-g（T，Vc，l） 在稳定工作条件下．Vc，T恒定，is仅是照射通量（I）的函数