红外线技术在电子通信系统设计中的应用

史春侠

（宝鸡职业技术学院 陕西 宝鸡 721000）

红外线技术在电子通信系统设计中的应用

史春侠

（宝鸡职业技术学院 陕西 宝鸡 721000）

文中主要目的在于研究红外线技术在电子通信系统设计中的应用。主要通过在电子通信系统设计中。基于单片机硬件支撑，结合红外线技术，构建设计红外通信系统，以便可以在中短距离内实现红外无线通信的功能。结果证实，将红外线技术运用到电子通信系统的设计中，有助于提升系统设计性能，确保实现红外线遥控系统的功能，使系统通信准确率提升20.0%，出错率降低15.0%，发挥积极应用价值。可见对于电子通信系统设计中，运用红外线技术，有助于拓展通信系统功能，提升电子通信系统应用性能，产生积极影响。

红外线技术；系统设计；电子通信

红外线技术中，可以进行红外通信，能够实现在传输数据，达到低速率、短距离通信传输的需求，并且还可以将低运行功耗，提升系统设计水平。对于电子通信系统设计之中，应用红外线技术，可发挥积极应用价值，以下对此进行分析。

1　红外线技术分析

关于红外通信中，其技术原理就是可以利用波长在900～1 000 nm范围内的红外波，将其作为信息传输的载体，然后通过发射装置，可以经高频调制后把二进制信号运用红外线发送出去，然后，在经过接收装置，其能够把接收的红外高频信号解调成为原来的信息，从而实现红外线通信传输。就如在进行系统设计中，在其通信信号初始阶段，按下系统不同指令键被时，此时指令信号电路就会产生出不同的脉冲编码，形成指令信号，然后可以经调制电路进行调制，从而能够变成编码的脉冲调制信号，经过驱动电路后产生红外信号，完成通信初始工作，以便确保通信的进一步实现。其如图1。

图1　红外发射流程图

其中调制方式，主要有脉宽调制（也就是通过改变脉冲的宽度，从而调制信号PWM）以及脉时调制（可以改变脉冲串的时间间隔，从而调制信号PPM）两种，均可以实现在红外线通信中的信号转播，从而可实现系统的通信工作。

2　电子通信系统需求分析

2.1脉冲调制需求

文中，设计电子通信系统，运用红外线进行数据通信，同时对于通信数据，能够采用脉冲编码的方法，就是可以将每位传输的数据信号，能够用一个脉冲进行表示，脉宽宽度为526 μs，可以将两个脉冲周期来表示‘1’，一个这样脉宽的脉冲表示为‘0’。将脉冲信号调制为频率在38 kHz载波之上进行发送；在红外线传播过程中，脉冲信号具有一定时间间隔的信号，占空比可以是数据编码来决定的。并且，在红外线的接收端，对于数据的处理过程则是与之正好相反的；完成这一些列过程之后，就可以实现数据的传输。

2.2通信传输需求

对于红外光通信装置设计中，可以利用红外发光管以及红外光接收模块，作为该系统通信收发器件，以此能够用来定向的传输语音信号，并且可以确保信号的传输距离达到2 m。同时，也要保证通信红接收的声音确保是无明显失真的。对于发射端的输入语音，可以将信号转化为800 Hz的单音信号，并且在8 Ω电阻负载之中，确保接收输出电压不小于0.4 V。并且在该系统设计中，也不可以改变电路状态，确保输出端电压读数可以不大于0.1 V，以满足系统设计需求。

3　基于红外线技术的电子通信系统的设计

3.1系统总体设计

在本次电子通信系统设计中，主要由红外发射以及红外接收这两个过程，首先，在通信系统设计过程中，能够将数字信号传输给红外发射电路部分，然后可以经该电路进行调制后，将信号转变成模拟的红外光信号，实现在空气中的无线传输，当红外接收的电路部分收到这个红外线的光信号之后，经过相关电路解调之后，并能够将红外光信号还原为能够被系统单片机处理的数字信号，然后由电子通信系统的单片机处理得出数据的原编码。所采用的红外线技术，是运用红外线发射芯片LC7461实现的红外线传播功能。当红外遥控器有键按下时，红外接收器接收到红外信号，可以将红外信号转化为可识别的电信号，经放大、调解、滤波后，经红外接收器将原编码输入到AT89C51的外部中断0的引脚，然后由AT89C51对接收到的原编码信号进行判断、识别，然后做出相应判断。PC机通过MAX485芯片实现和单片机的通信，红外信号经过解码以后，按遥控器不同的键，在串口调试助手窗口会有不同的数字显示。系统红外通信设计图如图2所示。

图2　系统红外通信过程

3.2系统硬件设计

整个硬件系统是由红外接收模块和MAX485接口电路两大部分组成，红外接收模块的作用是将接收的红外信号转换为电信号，经放大、调解、滤波后，输入到AT89C51，然后由AT89C51对所接收的原编码信号进行判断、识别、然后做出相应的处理。MAX485接口电路负责传送数据。如图3为AT89C51的引脚图：

图3　AT89C51引脚图

3.3红外线接收设计

对于红外线的接收电路，在设计中可以使用红外接收器进行相关设计，不需外接元件。然而，在实际的设计之中，仍然需要注意的问题就是，一定要确保选择的接收器件中，其中心频率和发射信号中的中心频率可以相互进行匹配。在本次电子通信系统设计中，采用LT0038作为红外接收芯片，如图4所示。

图4　红外接收电路

当P1口作为输出使用时，已能向外提供推拉电流负载，而无需再接上拉电阻。P1口出来的数据经电阻分压后直接接到发光二极管上，8个发光二极管对应8位的数据码，当数据码为“1”时亮，为“0”时暗。采用该连接通信方法，确保软件解码工作可以查询，也可以实现通信中断。并且，在实际的电子通信系统设计之中，还能够进一步提升抑制干扰电路，从而去增强电子通信系统通信稳定性。

3.4设计系统的串行通信程序

AT89C51单片机串行口有4种工作方式，用特殊功能寄存器SCON中的SM0、SM1两位进行设定，如表1所示。

表1　串行口的工作方式

本次设计之中，其采用的串行口为工作方式1。在方式1之中，10位通用异步接口，可以真正的实现串行通信的发送与接收工作。其中，TXD实现发送操作，RXD实现接收数据操作；且对于收发帧数据格式之中，主要由10位组成，1位是起始位、1位停止位、8位是数据位。在接收时，停止位进入SCON的RB8，此方式的波特率可调。图5所示为串口通信流程图。

图5　串口通信流程图

3.5红外线技术应用设计实现

数据接收部分设计之中，对于数据的接收程序，主要就是可以接收正确的一帧数据，然后设置一个字节的错误偶校验，错误数据帧，以便可以区分数据信息。对于命令执行部分设计之中，当从系统中接收一帧正确数据之后，可以通过地址域判断的RS-485总线中主控器，判断其是否呼叫本机，如果是的话，则对于所有接收到的从机，都需要去响应命令，同时还可以通过密码方式，设置想要的权限，将密码和地址军保存在E2PROM之中。然后能够通过总线发送出数据，在发送完毕之时，可以清除接收事件的发生标志。红外线电子通信中，区别通信数据中的“0”和“1”，从而读出传输的数据信息。其红外线技术中解码的子程序如图6所示。

图6　红外遥控流程图

4　分析电子通信系统设计中应用红外线技术的效益

通过系统调试，观察分析程序执行过程中各个窗口数据变化，如有错误，修改程序重新执行。程序调试结果如图7所示：

图7　红外通信调试结果

将红外电子技术应用到电子通信系统的设计中，有助于提升系统设计性能，确保实现红外线遥控系统的功能，使系统通信准确率提升20.0%，出错率降低15.0%，发挥积极应用价值。

5　结　论

综上所述，在进行电子通信系统设计中，应用红外电子技术，有助于提升电子通信系统设计质量，可以提升系统通信性能，降低系统通信出错率，该系统的设计切实可行，发挥积极应用价值。

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Application of infrared technology in electronic communication system design

SHI Chun-xia
（Baoji Vocational Technology College，Baoji 721000，China）

This paper mainly aims to study the application of infrared technology in the design of electronic communication system.Mainly through the design of electronic communication systems.Based on single-chip microcomputer hardware support，combined with infrared technology，building design infrared communication system，in order to realize the function of infrared wireless communication in a short distance.The results confirm that the infrared technology is applied in the design of electronic communication system，which can help to improve the system design performance and ensure the function of infrared remote control system，so as to improve the accuracy of the system communication，and the error rate is 15%，and the error rate is 20%.In the design of electronic communication system，the use of infrared technology，which helps to expand the function of the communication system，improve the application performance of electronic communication system，have a positive impact.

infrared technology；system design；electronic communication

TN99

A

1674-6236（2016）21-0072-04

2015-07-14稿件编号：201507097

史春侠（1972—），女，陕西宝鸡人，讲师。研究方向：电子信息技术。