畢業(yè)設計（論文）-基于紅外線的通信研究

九江學院2006屆電子信息工程（本科）專業(yè)畢業(yè)論文1JIUJIANGUNIVERSITY畢業(yè)論文（設計）論文（設計）題目基于紅外線的通信研究CORRESPONDENCESTUDYBASEONINFRARED院系電子工程學院專業(yè)電子信息工程姓名年級A2662班指導教師二零零六年五月九江學院2006屆電子信息工程（本科）專業(yè)畢業(yè)論文2摘要紅外線是近距離、高速無線通信的一種手段，一直以來，紅外遙控、遙測技術在玩具生產(chǎn)、家電制造等領域得到了廣泛的應用。作為近距離、室內(nèi)通信的手段，紅外線具有無線電無法比擬的優(yōu)勢。在一些工業(yè)測控場合中，有些設備與主控機之間不便進行有線連接，而采用無線電又會增加干擾和申請應用上的限制。本文介紹的系統(tǒng)采用AT89C52單片機作為微處理器，利用紅外通信信道構成紅外無線遠程設備控制系統(tǒng)，可以滿足無線控制的需求。本文主要論述了紅外線通信的原理和實現(xiàn)方法。對紅外線無線通信方式進行了全面和深入的研究與討論，并詳細闡述了紅外線無線通信的過程。然后設計了一個紅外線遠程設備控制系統(tǒng)，并詳細分析了系統(tǒng)設計中的每一個環(huán)節(jié)，得出了這一系統(tǒng)的最佳實施方案，成功的完成了系統(tǒng)的設計。其實現(xiàn)的功能是可以在遠距離對設備進行控制，并可通過數(shù)碼管的顯示值來判斷設備的工作情況?！娟P鍵詞】紅外線、無線通信、控制系統(tǒng)、單片機九江學院2006屆電子信息工程（本科）專業(yè)畢業(yè)論文3ABSTRACTTHEINFRAREDISONEMETHODWHICHISASHORTDISTANCE,THEHIGHSPEEDWIRELESSCORRESPONDENCESINCEALWAYS,THEINFRAREDREMOTECONTROL,THEREMOTEMEASURETECHNOLOGYINREALMOFTOYPRODUCTIONANDELECTRICALAPPLIANCESMANUFACTUREOBTAINEDTHEWIDESPREADAPPLICATIONASINTHESHORTDISTANCEANDTHEROOMCORRESPONDS,THEINFRAREDHASTHESUPERIORITYWHICHRADIOISUNABLETOCOMPAREWITHINSOMEINDUSTRYOBSERVATIONANDCONTROLSITUATIONS,ITISINCONVENIENTTOCARRYONTHEWIREDCONNECTIONBETWEENSOMEEQUIPMENTANDHOSTCONTROLLINGMACHINE,BUTUSINGWIRELESSRADIOCANINCREASETHELIMITWHICHCONTAINSDISTURBSANDAPPLIESFORINTHEAPPLICATIONTHISARTICLEINTRODUCEDTHESYSTEMUSESTHEAT89C52SINGLECHIPINTEGRATEDCIRCUITTOTAKETHEMICROPROCESSORUSINGINFRAREDCOMMUNICATIONCHANNELCONSTITUTIONSALONGDISTANCEINFRAREDWIRELESSDEVICECONTROLSYSTEMANDMAYSATISFYTHEDEMANDOFTHEWIRELESSCONTROLLINGTHISARTICLEMAINLYELABORATEDTHEINFRAREDCORRESPONDENCEPRINCIPLEANDTHEREALIZATIONMETHODITHASCONDUCTEDCOMPREHENSIVEANDTHETHOROUGHRESEARCHANDTHEDISCUSSIONTOTHEINFRAREDWIRELESSMAILINGADDRESS,ANDELABORATEDTHEINFRAREDWIRELESSCORRESPONDENCEPROCESSINDETAILTHENTHEARTICLEHASDESIGNEDANINFRAREDLONGDISTANCEDEVICECONTROLSYSTEMANDANALYSEDTHESYSTEMDESIGNINEACHLINKANDITHASOBTAINEDTHEBESTIMPLEMENTATIONPLANINTHESYSTEMANDHASCOMPLETEDTHESYSTEMDESIGNTHESUCCESSFULLYITSREALIZATIONFUNCTIONISMAYCARRYONTHECONTROLINTHELONGDISTANCERANGETOTHEEQUIPMENT,ANDMAYJUDGETHEWORKINGCONDITIONOFTHEEQUIPMENTTHROUGHTHEDIGITALTUBEDEMONSTRATIONVALUEKEYWORDSINFRARED、WIRELESSCORRESPONDENCE、CONTROLSYSTEM、SINGLECHIP九江學院2006屆電子信息工程（本科）專業(yè)畢業(yè)論文4目錄摘要ABSTRACT第一章緒論111引言112主要工作1第二章基于紅外通信的遠程設備控制系統(tǒng)的方案論證221紅外通信系統(tǒng)組成222紅外發(fā)射器223通信信道224紅外接收器3第三章基于紅外通信的遠程設備控制系統(tǒng)的硬件設計431系統(tǒng)工作原理432紅外發(fā)射器的設計533紅外接收器的設計7第四章基于紅外通信的遠程設備控制系統(tǒng)的軟件設計1041通訊協(xié)議1042程序設計11第五章紅外無線通信抗干擾措施1651二次調(diào)制技術1652改善接收條件1653軟件抗干擾措施16第六章總結17致謝18參考文獻18附錄一發(fā)射源程序19附錄二接收源程序25九江學院2006屆電子信息工程（本科）專業(yè)畢業(yè)論文5第一章緒論11引言隨著現(xiàn)代工業(yè)技術的飛速發(fā)展，工業(yè)控制的多元化、復雜化，通信線路的連接成為工業(yè)控制中一個很重要的環(huán)節(jié)，以往的有線連接方式已很難滿足生產(chǎn)的需要。本文提出采用紅外無線連接方式對設備進行操作與控制。在短距離無線通訊領域中應用的傳輸媒介主要為電磁波，比較適用于高速，短程無線通訊的頻段是紅外頻段和無線電頻段。無線電和紅外是相互補充的兩種傳輸媒質(zhì)，不同的應用場合使用不同的媒質(zhì)。無線電頻率低，波長長，所發(fā)射的能量分散，沒有方向性，覆蓋面大，能穿越障礙物，比較適合于用戶流動性很大、或者要求傳輸信號能通過墻壁、或進行長距離傳輸而發(fā)射功耗最小的各種場合。紅外線則頻率高，波長短，所發(fā)射的能量集中，有一定的方向性且不能穿越障礙物，比較適合用在室內(nèi)，短距離，小活動范圍的場所。作為一種近距離、室內(nèi)通訊的手段，紅外輻射具有勝過無線電波的幾個明顯的優(yōu)點能高速轉換和傳送的紅外發(fā)射器和接收器成本很低，易于實現(xiàn)；抗干擾能力強，工作可靠性高；紅外光譜區(qū)很寬，實際上對紅外帶寬沒有限制。另外，紅外通信在較短的通信距離內(nèi)具有速度快、可靠性高等優(yōu)點，而且紅外線的使用不受國家無線電協(xié)會有關規(guī)定的限制，因此，紅外無線通信在工業(yè)測控領域的應用是非常有意義的。12主要工作1系統(tǒng)規(guī)劃這部分工作主要是對系統(tǒng)進行整體考慮，包括單片機等芯片和元器件的選型、軟件編程語言的選擇和紅外通信線路的設計等。2電路設計包括紅外通信發(fā)射和接收電路設計、顯示電路的設計以及鍵盤的設計。3軟件設計包括鍵盤掃描程序，數(shù)碼顯示程序以及調(diào)制編碼程序、解調(diào)解碼程序的設計。4系統(tǒng)調(diào)試包括單片機調(diào)試環(huán)境的構成、各部分電路的分解調(diào)試、組合調(diào)試，各九江學院2006屆電子信息工程（本科）專業(yè)畢業(yè)論文6部分軟件的分解調(diào)試、組合調(diào)試以及最后的整體聯(lián)機調(diào)試。第二章基于紅外通信的遠程設備控制系統(tǒng)的方案論證21紅外通信系統(tǒng)組成紅外通信系統(tǒng)采用紅外光傳輸及無線工作機制，其組成結構主要包括1發(fā)射器部分在信號發(fā)射之前一般需要進行基帶調(diào)制和傳輸調(diào)制，有時還要進行信號源壓縮編碼，采用所得的電信號驅動電光變換電路來完成紅外脈沖發(fā)射。2通信信道紅外無線數(shù)字通信的信道泛指發(fā)射器與接收器之間的空間。由于自然光及人工光源等背景光信號的介入，信號源以及發(fā)射/接收端設備中電學或光學噪聲的影響，紅外無線數(shù)字通信在某些場合的通信質(zhì)量較差，需要采用信道編碼技術來提高抗干擾能力。3接收器部分信道中的光信號由光接收器部分實現(xiàn)光電變換，為了消除噪聲以及碼間干擾，需要加入濾波和均衡等環(huán)節(jié)，并需對信號進行放大。22紅外發(fā)射器紅外發(fā)射器的功能是完成信號的電光變換并向空間發(fā)射紅外脈沖。紅外發(fā)射器的關鍵部件是紅外發(fā)光二極管LED和相應的驅動電路。紅外LED器件首先要滿足其調(diào)制帶寬大于信號的頻譜寬度，保證通信線路暢通。此外LED的發(fā)射波長應與接收器端的光電探測器一般選用硅光二極管的峰值響應率相匹配，最大程度地抑制背景雜散光干擾，現(xiàn)階段一般選用780950NM的紅外波段進行數(shù)字信號傳輸。由于紅外無線通信系統(tǒng)的信噪比與發(fā)射器發(fā)射功率的平方成正比，所以適當提高紅外發(fā)射器的發(fā)射功率，并采用空間分集、全息漫射片等可使發(fā)射端的光功率在空間均勻分布的措施來降低誤碼率，提高通信質(zhì)量。另外，為保證紅外發(fā)射電路工作點的穩(wěn)定，應增加適當?shù)臏乜睾凸饪卮胧?3通信信道在紅外無線通信系統(tǒng)中，不管是直視方式信道還是漫射方式信道，信道中紅外線的發(fā)射及反射特性常用朗伯輻射源來近似。由于光信號的反射、散射及背景光噪九江學院2006屆電子信息工程（本科）專業(yè)畢業(yè)論文7聲的影響，紅外無線數(shù)字信道中存在多徑干擾，這是提高信道質(zhì)量以及進行高速率應用時應解決的主要問題。紅外無線通信信道中的光噪聲主要包含自然噪聲太陽光及人為干擾熒光燈燈光等，可以在信息傳輸通道中加入光學濾光片、聚光鏡等加以解決。它們的作用包括整形、濾波、視場變換、頻段劃分等。例如可用透鏡對發(fā)射光進行聚焦，利用光學濾光片濾除雜散光利用透鏡擴大光接收器的視場，還可利用光學元件進行鏈路的頻分復用等。這些都將有利于提高信道質(zhì)量，滿足信息傳輸需求。24紅外接收器紅外接收器部分包括紅外光接收部分以及后續(xù)的濾波、放大及顯示部分。在紅外接收器端，首先進行光電轉換，將紅外脈沖信號變?yōu)殡娦盘?。?jīng)過濾波、放大后由單片機進行軟件解調(diào)解碼。在紅外無線通信系統(tǒng)中，由于紅外發(fā)射器的發(fā)射功率較小，而且信號采用外線進行傳輸，易受外界環(huán)境的影響，這些因素導致了紅外接收器接收到的信號很弱，所以必須經(jīng)過放大電路后單片機才能正確識別接受信號。同時，為了濾去低頻噪聲及人為干擾需采用帶通濾波器為了與調(diào)制特性匹配并消除碼間干擾常采用均衡技術為了獲得較大的光接收器工作范圍及瞬時視場常采用球形光學透鏡。這些措施都將有利于紅外無線通信質(zhì)量的提高。九江學院2006屆電子信息工程（本科）專業(yè)畢業(yè)論文8第三章基于紅外通信的遠程設備控制系統(tǒng)的硬件設計31系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)工作的原理框圖如圖31所示，系統(tǒng)可以對8個設備進行控制（在工業(yè)的實際應用中可增加或減少）。系統(tǒng)通過鍵盤輸入信號到單片機AT89S52調(diào)制編碼后由LED發(fā)射出去，通過紅外線傳輸?shù)浇邮斩?，在接收端有一個光電轉換器，再經(jīng)過對信號的濾波放大后輸入到單片機AT89S52解碼并發(fā)出控制信號，這就實現(xiàn)了遠距離對設備的操作與控制并可通過數(shù)碼管顯示出設備的工作情況。圖31系統(tǒng)工作原理圖鍵盤輸入信號單片機AT89S52編碼調(diào)制電光轉換器光電轉換器放大單片機AT89S52解調(diào)解碼產(chǎn)生控制信號紅外線傳輸顯示工作狀態(tài)九江學院2006屆電子信息工程（本科）專業(yè)畢業(yè)論文932紅外發(fā)射器的設計1鍵盤的設計鍵盤用于實現(xiàn)單片機應用系統(tǒng)中數(shù)據(jù)和控制命令的輸入，鍵盤輸入也是單片機應用系統(tǒng)中使用最廣泛的一種輸入方式。鍵盤輸入的主要對象是各種按鍵或開關。所以按鍵盤排布方式可分成獨立方式和行列式方式；按讀入鍵值的方式可分成直讀方式和掃描方式；按是否進行硬件編碼可分成非編碼方式和編碼方式；按CPU響應方式可分成中斷方式和查詢方式。將以上各種方式組合可構成很多不同的鍵盤接口方式。下面主要介紹矩陣式鍵盤的設計。矩陣式鍵盤又叫行列式鍵盤。用I/O口組成行、列結構，按鍵設置在行列的交點上。例如用22的行、列結構可以構成4個鍵的鍵盤，33的行列結構可構成9個鍵的鍵盤。因此按鍵數(shù)量較多時可節(jié)省I/O口。行列式鍵盤電路原理圖如圖32所示。按鍵設計在行、列線交點上，行、列線分別連接到按鍵開關的兩端。當行線通過上拉電阻接5V時，被鉗位在高電平狀態(tài)。判斷鍵盤中有無鍵按下其方法是給列線（P20P22）的所有I/O口均置成高電平，而所有行線（P23P25）置低電平。當有任一鍵按下時，該鍵的行線與列線將短接，列線的高電平將會被拉成低電平。所以，列線就不會全為高電平了。這樣，單片機就可以檢查列線（P20P22）是否為1來判斷有沒有鍵按下。九江學院2006屆電子信息工程（本科）專業(yè)畢業(yè)論文10123456ABCD654321DCBATITLENUMBERREVISIONSIZEBDATE25APR2006SHEETOFFILEIPROTELMYDESIGN1DDBDRAWNBYR410KR510K610KS1S2S3S4S5S6S7S8S95P20P21P22P23P24P25圖32行列式鍵盤鍵盤中是哪個鍵按下是由行線逐行置0后，不斷檢查列線狀態(tài)來確定的。其方法是依次給行線送低電平，然后檢查所有列線狀態(tài)，如果全為1，則所按下之鍵不在此行，接著將下一行置0，直到所有列線中有一根為0，則可根據(jù)行列狀態(tài)確定是哪個鍵按下了。按下的鍵就在行列線中分別為0的導線交點之上。2電光轉換器這部分采用紅外發(fā)光二極管發(fā)射信號，但由于單片機產(chǎn)生的信號功率小，所以在發(fā)射之前必須增加一個三極管對信號進行放大。本電路采用9013三極管放大如圖33所示，R139R247K9013發(fā)發(fā)發(fā)發(fā)5VP35圖33電光轉換器3系統(tǒng)復位采用普通的上電復位電路，當系統(tǒng)通電后，電源需對電容充電，此時RST腳為高電平，單片機復位。電容充電完畢后，下拉電阻的作用將RST電平拉低（為低電平），單片機處于工作狀態(tài)。據(jù)以上分析紅外發(fā)射器的設計電路原理圖如圖34所示。九江學院2006屆電子信息工程（本科）專業(yè)畢業(yè)論文11P101P112P123P134P145P156P167P178RST9P3010P3111INT012INT113P3414P3515P3616P3717XTAL218XTAL119GND20P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE30EA31P0732P0633P0534P0435P0336P0237P0138P0039VC40AT89S52R410KR510K610KC110UFR139R382KR247KC233PFC333PF12MHZ9013發(fā)發(fā)發(fā)發(fā)5V5VS1S2S3S4S5S6S7S8S9圖34發(fā)射器電路原理圖33紅外接收器的設計1光電轉換器放大電路信號通過紅外線進行傳輸，易受外界環(huán)境的影響，這些因素導致了紅外接收器接收到的信號很弱，所以本系統(tǒng)必須對接收到的信號進行放大，單片機才能正確識別。經(jīng)研究，發(fā)射器發(fā)射出來的信號傳輸?shù)浇邮掌魃蠒r信號非常微弱（大約幾毫伏），如果用三級管放大很難實現(xiàn)，本系統(tǒng)采用了LM324運算放大器進行放大。由于運放的偏置電阻一般不大于1M歐姆，輸入電阻一般不小于10K歐姆，否則，電路易產(chǎn)生失調(diào)電流和失調(diào)電壓，導致運放不能在線性范圍內(nèi)工作，放大信號就會失真。因此，為了保證單片機能正確識別信號，本系統(tǒng)采用了三級放大（如圖45所示）。放大倍數(shù)VV1V2V3其中V1100K/10K10（倍），V2100K/1010（倍），V2100K/1010（倍）即總放大倍數(shù)VV1V2V31000（倍）九江學院2006屆電子信息工程（本科）專業(yè)畢業(yè)論文12R11100KR13100KR15100KR21100KR1010KR1410KR19100KR12100KR16100KR20100KR17100KR18RES2AR1AR2AR35V5V5VVIVOC247UFC347UFC547UFC647UFC647UFC147UFC447UF圖35光電轉換器放大電路2LED數(shù)碼管顯示電路數(shù)碼管（LED）在儀器儀表中有著廣泛的用途，如數(shù)字萬用表，轉速表等。數(shù)碼管在儀器儀表中主要是顯示單片機輸出數(shù)據(jù)和狀態(tài)等，因而，作為外圍典型器件，數(shù)碼管顯示是反映系統(tǒng)輸出和操作輸入的有效器件。數(shù)碼管具備數(shù)字接口，可以很方便地和單片機系統(tǒng)連接；數(shù)碼管體積小，重量輕，并且功耗低，是一種理想的顯示單片機數(shù)據(jù)輸出的器件。數(shù)碼管的結構如下BDGP圖36LED管腳定義數(shù)碼管要能正常顯示數(shù)據(jù)還要連接譯碼驅動器。根據(jù)不同的顯示方式有不同的譯碼驅動器，通常有CD4511,74LS164,74LS47等。本節(jié)將著重介紹在系統(tǒng)中使用的譯碼驅動器CD4511。如圖37所示。B1C2LT3BL4LE5D6A7GND8E9D10C11B12A13G14F15VCC16圖37CD4511結構圖A、B、C、D為四位二進制數(shù)輸入端；AG為7個輸出端；從輸入端輸入16個不同的數(shù)值，通過譯碼后在輸出端可得到相應的代碼，此代碼可直接在數(shù)碼管（共陰）九江學院2006屆電子信息工程（本科）專業(yè)畢業(yè)論文13上顯示。其輸出的低電平不超過08V，輸出的高電平不低于24V，一般為37V輸入的低電平不超過08V，輸入的高電平不低于20V。顯示電路如下圖所示B1C2LT3BL4LE5D6A7GND8E9D10C11B12A13G14F15VCC1674LS47ABFCGDEDPYLEDGN1234567FGABCDEDPY_7SEGR23470R24470R25470R26470R27470R28470R29470P27P26P25P24圖38顯示電路原理圖3被控制的8臺設備用8個發(fā)光二極管代替，并在每條通路上須加一個限流電阻。接收器電路原理圖如39圖所示。P101P112P123P134P145P156P167P178RST9P3010P3111INT012INT113P3414P3515P3616P3717XTAL218XTAL119GND20P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE30EA31P0732P0633P0534P0435P0336P0237P0138P0039VCC40AT89S52B1C2LT3BL4LE5D6A7GND8E9D10C11B12A13G14F15VCC16CD4511BEABFCGDEDPYLEDGN1234567FGABCDEDPY_7SEGR1470R2470R3470R4470R5470R6470R7470R8470D1D2D3D4D5D6D7D8C810UFC933PFC1033PF12MHZR2282KR23470R24470R25470R26470R27470R28470R29470發(fā)發(fā)發(fā)發(fā)R1110KR1310KR1510KR2110KR1010KR947KR1410KR1910KR1210KR1610KR2010KR1710KR18RES2AR1AR2AR3C147UFC447UF5V5V5V5V5VR302KC247UFC347UFC547UFC647UFC747UF39接收模塊電路原理圖九江學院2006屆電子信息工程（本科）專業(yè)畢業(yè)論文14第四章基于紅外通信的遠程設備控制系統(tǒng)的軟件設計41通信協(xié)議本系統(tǒng)采用脈沖個數(shù)編碼的方式，對不同的脈沖個數(shù)代表不同的碼，最小為2個脈沖，最大為17個脈沖。為了使接收可靠，第一位碼寬為3MS，發(fā)射碼數(shù)據(jù)幀間隔大于10MS，如下圖所示。圖41發(fā)射器編碼當某個操作按鍵按下時，單片機先讀出鍵值，然后根據(jù)鍵值設定發(fā)射碼的脈沖個數(shù)，再調(diào)制成40KHZ方波由紅外線發(fā)光管發(fā)射出去。P35端口的輸出調(diào)制波如圖51所示。數(shù)據(jù)幀的接收處理當紅外線接收器輸出脈沖幀數(shù)據(jù)時，第一位碼的低電平將啟動中斷程序，實時接收數(shù)據(jù)幀。在數(shù)據(jù)幀接收時，將對第一位（起始位）碼的碼寬進行驗證。若第一位低電平的脈寬小于2MS，將作為錯誤碼處理。當間隔位的高電平脈寬大于3MS時，結束接收，然后根據(jù)累加器A中的脈沖個數(shù)，執(zhí)行相應輸出口的操作圖42為紅外線接收器輸出的一幀控制碼的波形圖。九江學院2006屆電子信息工程（本科）專業(yè)畢業(yè)論文15圖42波形圖42程序設計1發(fā)射器程序設計初始化程序和主程序流程圖如圖43所示。初始化程序主要是設置P1口和P3口為高電平狀態(tài)，關P35串口輸出，設置堆棧SP，設置中斷優(yōu)先級IP，選擇定時器/計數(shù)器1和設置操作模式及工作方式。主程序部分首先調(diào)用初始化程序，再進入主程序循環(huán)狀態(tài)。在循環(huán)中主要有兩個任務，既調(diào)用鍵盤程序和進入低功耗空閑待機方式。系統(tǒng)完成鍵盤查詢程序后即進入空閑節(jié)電方式，直到外部中斷1中斷或斷電復位而退出，CPU再次轉向循環(huán)部分調(diào)用鍵盤程序。九江學院2006屆電子信息工程（本科）專業(yè)畢業(yè)論文16初始化程序流程圖主程序流程圖圖43初始化程序和主程序流程圖鍵掃描、紅外發(fā)射程序流程圖如下開始P0P3口復位關輸出口設置堆棧及中斷優(yōu)先級定時器工作方式選擇及初值設置返回開總中斷開始初始化程序鍵盤子程序編碼發(fā)送程序九江學院2006屆電子信息工程（本科）專業(yè)畢業(yè)論文17圖4433鍵盤程序流程圖圖45編碼發(fā)送程序流程圖2接收器程序設計初始化程序和主程序流程圖如圖46所示。初始化程序部分主要使系統(tǒng)進入復位初始化的狀態(tài)值。具體是P0口到P3口為高電平狀態(tài)，選擇工作寄存器區(qū)，設置堆棧SP，設置中斷優(yōu)先級IP，開外部中斷0。主程序部分首先調(diào)用初始化程序，再進入主程序循環(huán)狀態(tài)。開始設置掃描初值逐行掃描有按鍵嗎查列號確定鍵號由鍵號轉至功能程序返回開始裝入脈沖個數(shù)設置首位脈寬開高平定時器等待發(fā)送設置1MS碼距關高平定時器脈沖還有嗎幀距延時返回設置1MS碼寬開高平定時器等待發(fā)送YNYN九江學院2006屆電子信息工程（本科）專業(yè)畢業(yè)論文18初始化程序流程圖主程序流程圖圖46初始化程序和主程序流程圖外部中斷0中斷服務程序當紅外接收器輸出脈沖幀數(shù)據(jù)時，第1位碼的下降沿觸發(fā)中斷程序，實時接收數(shù)據(jù)幀，并對第1位（起始位）碼的碼寬進行驗證。若第1位低電平碼的脈寬小于2MS，將作為錯誤幀處理。當間隔位的高電平脈沖寬大于3MS時，結束接收，然后根據(jù)累加器A中的脈沖數(shù)，執(zhí)行相應的功能操作。外部中斷0中斷服務程序流程圖如圖47所示。開始P0P3口復位關輸出口設置堆棧及中斷優(yōu)先級定時工作方式選擇及初始設置開外中斷0返回開始初始化子程序設置P1，P2的顯示狀態(tài)九江學院2006屆電子信息工程（本科）專業(yè)畢業(yè)論文19圖47外部中斷服務程序43發(fā)射器與接收器的源程序請見附錄第五章紅外無線通信抗干擾措施中斷入口關中斷脈沖個數(shù)加1等待跳變保存脈沖數(shù)轉至相應的功能程序返回P31低電平有3MS嗎P31低電平有3MS嗎開中斷YNYN九江學院2006屆電子信息工程（本科）專業(yè)畢業(yè)論文20由于紅外無線通信的傳輸介質(zhì)是紅外光，在數(shù)據(jù)傳輸過程中不可避免地會受到外界可見光的干擾。因此，我們必須要考慮到紅外光傳輸過程中的抗干擾措施。一般而言，紅外無線通信的抗干擾措施主要包括利用紅外器件的頻譜特性對紅外光進行二次調(diào)制采用聚焦透鏡提高接收二極管的輻射光入射量通過光濾波片減小光敏器件接收角來提高接收信噪比采用軟件抗干擾措施來避免突發(fā)干擾造成的數(shù)據(jù)錯誤。51二次調(diào)制技術二次調(diào)制是指在采用異步串行數(shù)據(jù)對40KHZ的載波信號進行脈沖調(diào)制的基礎上再對波長約900NM的紅外光進行二次幅度調(diào)制。一般通過驅動紅外發(fā)光管來產(chǎn)生紅外數(shù)據(jù)信號，采用脈沖驅動紅外二極管不易使管芯發(fā)熱，而且允許脈沖電流幅值比直流電流大很多。例如紅外脈沖寬度100MS,頻率100HZ，正向脈沖電流可達1OA，而此時直流電流僅LOMA。這樣就可以有效地抑制頻譜成份中相近光線的干擾，提高了接收信噪比的同時還增加了作用距離。52改善接收條件為防止可見光的干擾，應保證紅外濾光片與紅外接收二極管的頻譜特性相配合，將接收光譜限制在8501000NM的窄帶范圍內(nèi)。一般采用的方法把光敏器件受光通路的周圍涂黑來吸收散射光和反射光，并減小光敏器件的接收角以便提高接收信噪比，這樣可避免由于環(huán)境光散射引起紅外收發(fā)器的自收自發(fā)現(xiàn)象。另外，通過將多片紅外接收器并聯(lián)也可以適當增大紅外光接收面積，也有助于提高接收靈敏度。接收端采用自適應接收放大電路，以適應強弱不同的信號需求。53軟件抗干擾設計在實際通信過程中，信號傳輸除隨機錯誤外，往往還會出現(xiàn)突發(fā)錯誤，這種錯誤信號一般由連續(xù)的全“0”或全“1“序列組成。在紅外無線通信中，由于紅外線傳輸介質(zhì)的特殊性，突發(fā)錯誤往往是由于強光干擾或空氣中塵埃、煙霧對紅外線的散射與吸收所引發(fā)的連續(xù)多位錯誤。在誤碼區(qū)間內(nèi)，碼元變?yōu)槿?”或全“1“。對于突發(fā)錯誤而言，簡單的奇偶校驗無能為力，而采用數(shù)據(jù)取反重發(fā)方式就能檢測出這九江學院2006屆電子信息工程（本科）專業(yè)畢業(yè)論文21類錯誤。當接收端收到紅外信號后，利用兩次數(shù)據(jù)比較來判斷數(shù)據(jù)正誤。當存在外部干擾時，在正常數(shù)據(jù)信號和其反碼信號相對應的位置上同時受到相反干擾的幾率是極小的。因此，接收端可以利用此方法檢測出誤碼信號。第六章總結基于紅外線的通信技術是一種利用紅外線作為通信介質(zhì)，能夠實現(xiàn)遠距離紅外線點到點的數(shù)據(jù)傳輸方式。紅外傳輸方式具有不受無線電干擾，可靠性高，通信帶寬幾乎不受限制，適合于環(huán)境惡劣的工業(yè)應用。本文主要介紹了一種基于紅外通信技術的遠程設備控制系統(tǒng)的工作原理和具體實現(xiàn)過程，整個系統(tǒng)可以控制八臺設備，并可通過數(shù)碼管來了解設備的工作情況。根據(jù)確定的設計方案，給出了系統(tǒng)的硬件設計電路和軟件程序代碼。主要完成了鍵盤的設計，放大電路及顯示電路的設計。經(jīng)過模擬實驗，獲得了較好的通信效果，能夠用于實際應用場合，具有一定的經(jīng)濟效益和研究意義。致謝經(jīng)過長時間的忙碌和工作，本次畢業(yè)設計已經(jīng)接近尾聲，作為一個本科生的畢業(yè)設計，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有指導老師的督促指導，以及一起工作的同學們的支持，想要完成這個設計是非常難的。在這里首先要感謝我的指導老師吳德會老師。吳老師平日里工作繁忙，但在我做畢業(yè)設計的每個階段，都給予了我悉心的指導。我的設計較為復雜煩瑣，在設計過程中難免會遇到一些問題，吳老師都給予我非常大的幫助，使我順利的完成了畢九江學院2006屆電子信息工程（本科）專業(yè)畢業(yè)論文22業(yè)設計。在這我要再一次感謝吳老師，謝謝他對我的指導，使我順利的完成了這次畢業(yè)設計。其次要感謝和我一起作畢業(yè)設計的胡杏鴛及劉建新同學，他們在本次設計中勤奮工作，克服了許多困難來完成此次畢業(yè)設計，在他們的帶領下我也充滿了激情和動力，在設計工作中遇到的困難也都迎刃而解，從此讓我的人生自信、自強，我將終生難忘。然后還要感謝大學四年來所有的老師，為我們打下電子專業(yè)知識的基礎；同時還要感謝所有的同學們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。此次畢業(yè)設計才會順利完成。最后感謝電子學院和我的母校九江學院四年來對我的大力栽培。參考文獻151系列單片機設計實例，樓然苗，北京航空航天大學出版社2機原理及接口技術，李朝青，北京航空航天大學出版社3IC單片機實用教程，李學海，北京航空航天大學出版社4單片機課程設計實例指導，李光飛，北京航空航天大學出版社5紅外探測與控制電路，陳永浦，人民郵電出版社6紅外傳感器原理及應用，胡佳文，人民郵電出版社7傳感器與檢測技術，陳杰，高等教育出版社附錄一發(fā)射源程序INCLUDEDEFINEINTUNSIGNEDINTDEFINECHARUNSIGNEDCHARCHARKEY,TIMES,KDOWN,FLAG1,TIMES,I九江學院2006屆電子信息工程（本科）專業(yè)畢業(yè)論文23BITBDATAF1,F2SBITP10P10SBITP11P11SBITP12P12SBITP13P13SBITP14P14SBITP15P15SBITP16P16SBITP17P17SBITP35P35CHARSCANVOIDCHARDCODECHARVOIDDELAY1MS0INTCHARDCODECHARVOIDPLUGSCHARVOIDDELAY1MSCHARVOIDMAINVOIDFLAG10F10F20TMODTMODTL1243TH1243ET11EA1WHILE1九江學院2006屆電子信息工程（本科）專業(yè)畢業(yè)論文24KEYSCANIFKDOWN1TIMESDCODEKEYSWITCHTIMESCASE1P100BREAKCASE2P110BREAKCASE3P120BREAKCASE4P130BREAKCASE5P140BREAKCASE6P150BREAKCASE7P160BREAKCASE8P170BREAKCASE9P100BREAKPLUGS3FORI0I1|0X80九江學院2006屆電子信息工程（本科）專業(yè)畢業(yè)論文26CHARDCODECHARREG2CHARREG1SWITCHREG2CASE0X84REG10X01BREAKCASE0X82REG10X02BR