如何具体将红外遥控技术应用于智能仪器仪表、工业测控设备.docVIP

如何具体将红外遥控技术应用于智能仪器仪表、工业测控设备等装置？依据遥控电路的软硬件与这些设备或装置的联系紧密程度，有以下几种方法： 1 嵌入法 此法将遥控电路软硬件与设备或装置的电路融为一体，即在整机设计时已考虑了遥控功能，这种方法适用于新产品开发。 2 独立法 遥控电路的软硬件与系统相对保持独立，通过接口电路向系统传送控制信号。例如：在图1所示的电路中，单片机接收到遥控键码后，可由软件模拟产生计算机键盘的某些按键的波形，通过两根端口线接到计算机的键盘接12／，形成遥控键盘。也可用类似的方法制作遥控鼠标。此外，还可通过ISA接口，设计一个计算机遥控输入设备。遥控电路与仪器设备在电路上的接口可采用图5所示的方法。当AT89C2051接收并解码出一个控制信号时，一方面将键值从P1 口送出，另一方面由P3．1向系统CPU发出中断请求；系统CPU在响应中断时，将缓冲器打开，便可从数据总线上读取键值。 3 并联法 。使用现成遥控器作为控制系统的输入，需要解决如下几个问题：如何接收红外遥控信号；如何识别红外遥控信号；解码软件的设计。其它的问题都是非本质的，例如遥控器面板功能键标注问题，。可自行设计、重印即可。 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，发送端采用脉冲调制方式．将二进制数字信号调制成某一频率的脉冲序列，并驱动红外发射管以光脉冲的形式发送； 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。简言之，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凋制解调器。 l 红外发送、接收接口的设计 2 通信协议的制定 在红外通信中， 其载波频率通常为38kHz。也有一些系统使用32kHz， 36kHz，40kHz，56kHz等载波频率，但是比较少见。在本系统中， 发送部分我们用单片机(AT89C51)的定时器产生38kHz的载波频率，发送的数据经调制后再通过红外发光二极管发送出去。通信的波特率设置为2400bps(38kHz的载波频率不适于更高的波特率)。为了进行精确的通信，本系统时钟频率选为1 1·0592MHz，可以算出在2400bps的传播速度下每位二进制数据对应16个载波脉冲调制信号。接收则使用3端口红外接收模块TFM 5360。 lFFM 5360的载波频率固 L昌—定为38kHz，集成了红外线的接收、放大、解调等功能．解凋后的数据直接输入UART的RXD引脚。主从式红外串行通信发射部分的电路原理图：图2 发送端接口电路 单片机TXD 发送数据．RXD 发送载波， 由74HC05和9031构成的电源部分保证了系统可以提供稳定的电压。单片机合理的初始化保证了信号可以被很好地调制。 4 红外通信中若干问题的讨论 在主机和从机都需发送和接收的红外串行通信中，由于主机和从机的红外发射、接收电路完全相同，红外线的载波频率也相同， 因此，为了避免发射时造成互相干扰， 通常采用了半双工的通信方式。所谓半双工通信，指的是主机与从机可以进行双向通信，但是不能同时进行，在同一时间内，要么是主机发射，从机接收；要么是从机发射，主机接收。事实上，一般红外线接收模块的接收载波中心频率虽然是38kHz，但其接收频率实际上是非常宽的，从30kHz到60kHz它都可以正确接收和解调。所以主机和从机使用不同的载波频率以实现全双工通信也是比较困难的，除非使用选频特性比较好的红外线接收电路。在红外线传输过程中采用的是负逻辑， 即有红外线表示逻辑0，无红外线表示逻辑1． 所以在本系统发射电路中， 串行输出信号是经过Q2反相之后再加到红外发射管的；而红外接收模块平时为高电平，接收到红外信号就变为低电平。在本系统中采用的红外发射、接收电路，其数据传送距离是比较近的，但在有些场合需要较长的 传输距离，那么如何增加传送距离呢?有两个方法：其中一个方法是采用高灵敏度的红外接收电路，但是其成本比较高，且比较容易受到干扰。另个方法是提高发射功率(指峰值功率，不一定需要提高平均功率)， 这可以通过减小限流电阻来实现，通常可以减小到1OQ。但是需要注意的是，在这种情况下，为了降低功耗和对其他红外设备的干扰，红外线载波的占空比需要降低。一般选择30 左右的占空比，也就是载波的高电平时间应为18uS左右，而低电平时间应为8uS左右(38kHz载波频率)。 参考文献 1 楼然苗，李飞光．51系列单片机设计实例．北京航空 航天大学出版社，2003 2 石东海，扈啸，周旭升．单片机数据通信技术从入门 到精通．西安电子科技大学出版社，2002 红外发射电路设计要求 个性能良好的红外发射电路，需要考虑三个方面的要求。第一是必须具有很好的抗环境干扰性能，第二是能