红外通信模块设计教程
红外控制RS-485通信系统设计
- - --目录第1章引言41.1RS-485通信技术的开展41.2设计任务与方案51.2.1设计任务51.2.2系统总体设计方案5第2章系统硬件设计62.1硬件系统的构造62.2系统部件功能描述62.2.1AT89C51单片机62.2.2单片机最小应用系统82.2.3红外接收102.2.4MA*485接口电路112.3RS-485串口标准13第3章系统的软件设计153.1MCS-51汇编语言简介153.2串行通信原理163.2.1数据通信的根本概念163.2.2串行通信的过程163.2.3串行通信协议173.3串行通信程序设计183.3.1串行口的构造和功能183.3.2选择串行口工作方式193.3.3串行口波特率的设置203.3.4初始化串口213.3.5程序的编制213.4红外通信原理223.4.1红外发送原理223.4.2红外解码原理233.5红外解码程序设计233.5.1延时子程序233.5.2解码子程序243.6RS-485程序设计流程图263.6.1数据接收局部263.6.2命令执行局部263.6.3数据发送局部27第4章系统的调试274.1WAVE6000软件简介274.2程序调试274.3系统硬件的调试28总结28致29参考文献29附录一30附录二30- - --第1章引言1.1 RS-485通信技术的开展单片机技术和PC机技术在现实生活中都起着不可取代的作用，而结合这两种技术的应用有着极大的开展前景。
单片机和PC机串行通信技术有着其特有的魅力，现已经在工业、农业、科研等各个领域广泛地应用。
它凭着本钱低、实现简单等特点，在单片机与PC机的通信中占着一席之地。
如今形成了RS-232总线标准、RS-485总线标准、总线、CAN总线、无线通信、USB总线等并行开展的趋势。
可以预测单片机和PC机串行通信技术的应用将更为广泛，并随着其他新技术的开展而开展。
单片机与微机之间以RS-232通信最为常见，微机对外的两个串口1、2都是专门为RS-232通信而设置的。
红外通信课程设计
红外通信课程设计一、教学目标通过本章的学习，学生将掌握红外通信的基本原理、技术和应用。
具体目标如下：1.知识目标：a.了解红外通信的定义、特点和历史发展。
b.掌握红外通信的基本原理，包括红外辐射、接收和调制解调过程。
c.熟悉红外通信的技术指标，如传输速率、距离和抗干扰能力。
d.了解红外通信在实际应用中的典型场景，如遥控器、红外遥感等。
2.技能目标：a.能够分析红外通信系统的基本组成和工作原理。
b.能够计算红外通信的传输速率和距离。
c.能够设计简单的红外通信系统，并进行调试和优化。
d.能够运用红外通信技术解决实际问题，如制作遥控器、红外传感器等。
3.情感态度价值观目标：a.培养学生对红外通信技术的兴趣和好奇心，激发他们继续学习的动力。
b.培养学生具备创新精神和团队合作意识，能够在实践中解决问题。
c.培养学生关注科技发展对社会和环境的影响，培养他们的社会责任感。
二、教学内容本章的教学内容主要包括红外通信的基本原理、技术和应用。
具体安排如下：1.第一节：红外通信概述介绍红外通信的定义、特点和 history 发展，使学生了解红外通信的基本概念。
2.第二节：红外通信的基本原理讲解红外辐射、接收和调制解调过程，让学生掌握红外通信的工作原理。
3.第三节：红外通信的技术指标介绍红外通信的传输速率、距离和抗干扰能力等技术指标，帮助学生了解红外通信的技术特点。
4.第四节：红外通信的应用讲解红外通信在实际应用中的典型场景，如遥控器、红外遥感等，让学生了解红外通信技术的广泛应用。
三、教学方法为了提高教学效果，本章将采用以下教学方法：1.讲授法：通过讲解红外通信的基本原理、技术和应用，使学生掌握相关知识。
2.案例分析法：分析实际应用中的红外通信案例，帮助学生更好地理解红外通信技术。
3.实验法：安排实验室实践，让学生动手设计简单的红外通信系统，提高他们的实际操作能力。
4.讨论法：学生进行分组讨论，培养他们的团队合作意识和创新精神。
红外模块通信协议说明
红外模块通信协议说明一、引言红外（Infrared）通信技术是一种近距离无线通信技术，通过红外线的辐射和接收来实现信息的传输。
红外模块作为红外通信的重要组成部分，其通信协议的制定对于实现稳定、高效的通信至关重要。
本文旨在对红外模块通信协议进行详细说明，包括红外模块通信原理、通信协议的格式和功能等。
二、红外模块通信原理红外模块通信是通过红外光源发射与接收器接收的红外光信号传输数据。
发射器将数据转换为红外光信号，接收器接收到红外光信号后将其转换为电信号进行解码。
红外模块通信的原理基于红外光的特性，利用不可见的红外光波进行通信，具有低功耗、稳定性高的优点。
三、红外模块通信协议格式红外通信协议是指红外模块通信时数据传输所遵循的规则和格式。
常见的红外模块通信协议格式主要包括以下几个部分：1. 起始码（Start Code）：起始码是一段特定的红外光脉冲序列，用于标识数据传输的开始。
通常采用连续的高电平信号作为起始码。
2. 数据码（Data Code）：数据码是指要传输的具体数据内容。
不同的通信协议有不同的数据码格式，可以是二进制码、十进制码或其他类型的码。
3. 校验码（Checksum）：校验码是为了检验数据的完整性而添加的，用于验证数据在传输过程中是否发生错误。
通常校验码采用奇偶校验、CRC校验等方式实现。
4. 结束码（End Code）：结束码用于标识数据传输的结束，通常采用连续的低电平信号作为结束码。
四、红外模块通信协议功能红外模块通信协议的功能主要包括以下几个方面：1. 数据传输：红外模块通信协议能够实现可靠、高效的数据传输。
通过合理设计的通信协议格式，确保数据在红外通信中的准确传输。
2. 遥控功能：红外通信协议广泛应用于遥控器等领域，能够实现对电视、空调、音响等设备的控制。
通过遥控器发送特定的红外信号，与接收器进行通信，实现对设备的开关、调节等功能。
3. 数据识别：通信协议中的起始码和结束码能够帮助接收器识别数据的开始和结束，从而准确获取要传输的数据。
红外通信发射系统设计讲解
Infrared communication system design
ABSTRACT
Infrared communication is now more commonly used a wireless data transmission means, which has no pollution, information transmission stability, high safety and convenient installation, and can be applied in many occasions, such as home appliances, industrial control, entertainment facilities, and other fields. Infrared communication for a long time, but into the 90 s, the communication technology and the new development, application scope is more extensiveInfrared receiving tube with low consumption, low price, high efficiency, the transmission distance is moderate, small volume, simple decoding technology such as outstanding characteristics, in household appliances remote control equipment, agricultural greenhouse temperature management, industrial field temperature has been widely used.
本科毕业设计--基于三极管 lm386红外发射接收模块
摘要红外线是近距离，高速无线通信的一种手段，作为一种近距离，室内通信手段，红外线具有无线电无法比拟的优势。
本文介绍的系统是利用红外通信信道构成红外无线近程设备控制系统，可以满足无线控制的需要。
本文主要阐述了红外线通信的工作原理与实现方法，红外线无线通信过程，详细的分析了系统设计中的每一个模块，得出了这一系统的最佳实施方案，成功的完成了系统的设计。
本系统分为3个模块：电源模块，红外线发射模块，红外线接收模块。
电源模块采用了7805组成的5V电源。
红外线发射模块中主要是采用三极管，LM386将接收到的信号进行电压放大和功率放大以及红外线发射管。
在红外线接收模块中主要是采用三极管，LM386将接收到的信号进行电压放大和功率放大以及红外线接收管。
其系统实现的功能是利用红外发光管和红外光接收模块作为收发器件，传输距离为2米。
关键词：红外线发射管红外线接收管 LM386音频集功放器AbstractI nfrared ray is close, a means of high-speed wireless communication, as a kind of close, indoor means of communication, infrared has incomparable advantage over radio.System is introduced in this paper by using the infrared communication channel constitute the infrared wireless short-range equipment control system, can meet the needs of the wireless control. This article mainly expounds the working principle and implementation method of infrared communication, infrared wireless communication process, a detailed analysis of each module of the system design, the best scheme of this system are derived, successfully completed the design of the system. This system is divided into three modules: voice module, the infrared emission module, the infrared receiving module. Power supply module adopts the 7805 of 5 v power supply. mainly used in infrared emission module triode, LM386 will receive the signal voltage amplifier and power amplifier and infrared transmitting tube. Mainly used in infrared receiving module triode, LM386 will receive the signal voltage amplifier and power amplifier and infrared receiving tube. The function of system implementation is the use of infrared light-emitting tube as the transceiver devices and infrared receiving module, transmission distance is 2 meters.keyword: I nfrared Diodes Infrared Receiving Tube Set The Audio Power Amplifier目录摘要------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ I Abstract -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- II 第一章总体设计方案---------------------------------------------------------------------------------------- 11.1 红外通信的发展背景------------------------------------------------------------------------------- 11.2 总体设计方案---------------------------------------------------------------------------------------- 21.3 电源模块模块论证与选择 ------------------------------------------------------------------------ 21.4 红外光发射模块论证与选择 --------------------------------------------------------------------- 31.6 系统各模块的最终方案 --------------------------------------------------------------------------- 4 第二章电路的设计 ------------------------------------------------------------------------------------------- 52.1 总体系统电路的设计------------------------------------------------------------------------------- 52.2 各个模块的电路设计------------------------------------------------------------------------------- 62.2.1 电源模块功能介绍 ------------------------------------------------------------------------ 62.2.2 红外光发射模块功能介绍--------------------------------------------------------------- 62.2.3 红外光接收模块功能介绍--------------------------------------------------------------- 72.3 电路参数的计算及元器件的选择--------------------------------------------------------------- 82.3.1 电路参数的计算 --------------------------------------------------------------------------- 82.3.2 元器件的选择------------------------------------------------------------------------------- 82.3.3 特殊器件的介绍 --------------------------------------------------------------------------- 92.3.4 各模块的连接------------------------------------------------------------------------------ 11 第三章测试方案与测试结果------------------------------------------------------------------------------ 133.1 测试方案 --------------------------------------------------------------------------------------------- 133.2 测试仪器 --------------------------------------------------------------------------------------------- 133.3 测试结果及分析------------------------------------------------------------------------------------ 133.3.1 测试结果------------------------------------------------------------------------------------ 133.2.2 测试分析与结论 -------------------------------------------------------------------------- 14 第四章设计总结----------------------------------------------------------------------------------------------- 15 第五章心得体会----------------------------------------------------------------------------------------------- 16 参考文献 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 17 附录一系统实物图-------------------------------------------------------------------------------------------- 18 附录二系统电路图-------------------------------------------------------------------------------------------- 20第一章总体设计方案1.1 红外通信的发展背景20世纪80年代人类进入信息时代以来，人们的一切社会活动都是以信息获取与信息交换为中心。
红外控制的RS_485通信系统设计说明
目录第1章引言 (3)1.1RS-485通信技术的发展 (3)1.2设计任务与方案 (3)1.2.1设计任务 (3)1.2.2系统总体设计方案 (4)第2章系统硬件设计 (4)2.1硬件系统的结构 (4)2.2系统部件功能描述 (5)2.2.1AT89C51单片机 (5)2.2.2单片机最小应用系统 (7)2.2.3红外接收 (10)2.2.4MAX485接口电路 (11)2.3RS-485串口标准 (13)第3章系统的软件设计 (14)3.1MCS-51汇编语言简介 (14)3.2串行通信原理 (15)3.2.1数据通信的基本概念 (15)3.2.2串行通信的过程 (15)3.2.3串行通信协议 (16)3.3串行通信程序设计 (17)3.3.1串行口的结构和功能 (17)3.3.2选择串行口工作方式 (17)3.3.3串行口波特率的设置 (18)3.3.4初始化串口 (19)3.3.5程序的编制 (19)3.4红外通信原理 (20)3.4.1红外发送原理 (20)3.4.2红外解码原理 (21)3.5红外解码程序设计 (22)3.5.1延时子程序 (22)3.5.2解码子程序 (22)3.6RS-485程序设计流程图 (24)3.6.1数据接收部分 (25)3.6.2命令执行部分 (25)3.6.3数据发送部分 (26)第4章系统的调试 (28)4.1WAVE6000软件简介 (28)4.2程序调试 (28)4.3系统硬件的调试 (30)总结 (31)致 (32)参考文献 (32)附录一 (33)附录二 (34)第1章引言1.1 RS-485通信技术的发展单片机技术和PC机技术在现实生活中都起着不可取代的作用，而结合这两种技术的应用有着极大的发展前景。
单片机和PC机串行通信技术有着其特有的魅力，现已经在工业、农业、科研等各个领域广泛地应用。
它凭着成本低、实现简单等特点，在单片机与PC机的通信中占着一席之地。
红外独立模块的设计
红外独立模块的设计前面我们已经否定了通过一个模块来进行封装的方式。
下面设计发射管，一个接收头在一个模块内的情况，然后采用两套同样的模块进行出入统计，具体是出还是入让软件判断。
首先了解红外调制发射与接收解调过程，该硬件部分可以简单理解为调制，发射，和接收解调三部分构成。
构成图如下1.调制调制载波一般在30KHz到60KHz之间，但是一般我们多采用38KHz频率，占空比1/3方波，如图发射端使用455KHz晶振，一般进行12分频，因此455/12≈37.9≈38KHz。
调制管与接收管外观是基本一致的但是管脚功能不同，一般为信号输出端，电源端，地端（从左到右）。
载波波形图2.发射红外线是通过红外发光二极管发射的，红外发光二极管与一般二极管外观基本一样（红外二极管与普通二极管外观见图），但是内部构造却不同，在红外发光二极管两端加上电压可以发射出红外光。
红外发光二极管普通发光二极管在选购发射管时还应该考虑LED正向电流一般不超过100mA，在满足要求条件下，电流越大，发射波强度越大。
3.接收与解调部分在前面我们已经简单介绍了红外接收一体化头，它将红外接收，放大，滤波，积分，比较等集中为一体。
工作过程大概描述为：红外光电管接收红外信号，然后送至放大器以及限幅器，将输入信号控制在一定水平，然后带通滤波只能通过30到60KHz负载波，在经过解调以及积分电路最终送至比较器，比较器输出高低电平（注意：输出高低电平与发射端是相反的，这样有效的提高灵敏度）。
此外，在应用中我们还关心着红外发射与接收距离的问题，影响红外接收距离的因素有三个，发射管，接收头以及使用环境有关。
红外发射管一般有10μ、12μ、14μ的芯片，然后它的发射角也从15度到60度不等，一般芯片越大，发射角越小发射功率越大，发射距离越远。
简而言之，发射距离与发射角成反比，与发射管芯片成正比。
同时，接收头的灵敏度，抗干扰能力，也直接影响着接收距离。
当然使用环境肯定也会对接收距离产生一定影响。
单片机红外发射(原理与设计程序)
单片机红外发射(原理与设计程序)单片机红外发射(原理与设计程序)1.引言本文档旨在介绍单片机红外发射的原理和设计程序。
红外发射是一种常用的通信手段，广泛应用于遥控器、红外传感器、无线通信等领域。
本文将从红外发射的原理入手，介绍单片机的红外发射设计和程序编写的具体步骤。
2.红外发射原理2.1 红外通信概述红外通信是一种无线通信技术，利用红外光传输信息。
它具有传输速率快、抗干扰能力强等优点，被广泛应用于遥控、数据传输等场景。
2.2 红外发射原理红外发射原理是通过控制红外发射器的开关，使其发出特定频率的红外光信号。
通常采用的红外发射器是红外发光二极管，当通过它流过的电流变化时，就会发出对应频率的红外光信号。
一般红外发射的频率为38kHz。
3.硬件设计3.1 单片机选择选择适合的单片机是进行红外发射设计的第一步。
常见的单片机有STM32、Arduino、PIC等，根据需求选择合适的型号。
3.2 电路设计3.2.1 红外发射电路原理图设计红外发射电路时，需要将红外发射器连接到单片机的GPIO 引脚上，并加入适当的电阻和电容进行保护和调节。
3.2.2 电路元件清单列出所需的电路元件清单，包括红外发射器、电阻、电容等。
4.程序设计4.1 开发环境配置配置所选单片机的开发环境，包括安装相应的开发工具、驱动程序等。
4.2 红外发射程序编写编写红外发射程序，实现发送特定频率的红外光信号。
可以使用相应的编程语言进行开发，如C语言、Arduino语言等。
5.附件本文档涉及的附件包括红外发射电路原理图、电路元件清单、红外发射程序源代码等。
6.法律名词及注释6.1 单片机：________一种集成电路芯片，包含中央处理单元(CPU)、内存、输入输出接口等功能。
6.2 红外光：________波长在红光和微波之间的电磁波，可见光的波长范围为380nm-780nm之间。
6.3 红外发光二极管：________一种能够发射红外光的二极管，常用于红外通信和遥控器等领域。
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红外通信模块
4.14.1 设计目的及任务
设计任务：设计一个红外通信电路；了解红外调制的过程；了解一体化红外接收头的使用；
熟悉Keil uv2 集成开发环境；熟悉STC-ISP 软件的使用。
功能指标：红外通信电路能够正常收发。
要求：所设计的红外通信电路应满足系统设计要求，并能与整个系统有效结合。
范例：以下是一个设计范例及其讲解，供参考。
4.14.2 TSOP18XX 一体化红外接收头原理
TSOP18xx 系列是Temic 公司推出的一体化红外线接收模块，集红外线接收、放大、解调于一体，不需要任何外接元件，就能完成从红外线接收到输出与TTL 电平信号兼容的所
有工作；而体积只有普通三极管大小一样，适合各种红外线遥控和红外线数据传输，其传输
距离大于4 米。
其外形如图4.14.1 所示
图4.14.1 一体化红外接收头外形图
TSOP18xx 系列的特性如下：(1)多种接收频率可供选择：30kHz、33kHz、36kHz、36.7 kHz、38kHz、40k Hz、56kHz(2 )大范围工作电压：3- 6V (3 )工作电流：3mA(4 )遥控距离：
大于4m (5 )内置金属保护装置(6)综合限幅电路功能(7)多种主要传输码(8)智能自动增益控制(AGC)，在不同的环境下也能发挥较高接收灵敏度。
TSOP18xx 系列红外线模块接收器的受光面一侧为黑色环氧聚焦滤波透镜，此透镜消除
了可见光对它的干扰，对于提高可靠性及滤除光噪声至关重要。
模块内含红外线PIN 接收管、前置放大器和解调器。
当红外线发射器发出的信号经空间传送到TSOP18xx 系列模块时，模块内部PIN 红外线接收管将红外光转换为电信号，该信号经前置放大、解调后由 3 脚输
1
出与 TTL 电平兼容的电信号，该信号能直接送入到微控器等要求 TTL 电平信号输入的芯片
中。
图 4.14.2 是 TSOP18xx 系列模块的输入输出波形图，图中输出信号的波形中逻辑，“0”
代表有光，逻辑“1”代表无光。
图 4.14.2 红外接收头输入输出波形图
本实验为单片机串口通过红外线反射形成自发自收。
接收部分选用 TSOP1838 系列，即 38KHz 载波系列，发射部分选用普通红外发射管。
载波利用 52 系列单片机 P1.0 口的自动翻 转功能产生，载波经过“或非门”对串口数据（TXD ）进行调制，调制信号通过三极管驱动
发射管，接收管输出接到单片机的串口输入端（RXD ）。
4.14.3 设计内容
1、 实验仪红外通信接口定义 实验仪红外接口定义如图 4.14.3 所示
2
图 4.14.3 实验仪红外接口定义
2、 原理图
图 4.14.4 红外通信原理图
3、 原理框图
图 4.14.5 红外通信原理框图
4、 软件流程
3
图4.15.6 红外通信软件流程例4.14.1 红外通信相关代码
void Clock_init()//载波初始化
{
C_T2=0;
T2MOD=0x02;
RCAP2L = 0xB7;
RCAP2H = 0xFF;
TR2=1;
}
void InitUART(void)//串口初始化
{
TMOD=0x20;
TH1 = 256 - (unsigned char)(gCLK/384.0/UART_BAUD);
TL1 = 256 - (unsigned char)(gCLK/384.0/UART_BAUD);
SCON=0x50;
PCON=0x00;
4
TR1=1; IE = 0x90;
}
void serial () interrupt 4
//9600 串口初始化; //允许串口中断
using 3//红外接收并显示函数
{
static uchar i=0; if(RI) {
RI=0;
RE_SHOW_Data[i++]=SBUF+48; if(i==10) {
lcd_string(RE_SHOW_Data,2); EA=0; } }
if(TI) return;
} 5、设计步骤
1、 把电源模块、CPU 模块、1602 液晶模块、串口通信模块、红外通信模块、8155 I/O
扩展模块、按键模块插在正确的位置上，并把跳帽进行正确短接 2、 建立 Keil 工程，编辑、编译源代码并生成可下载的 HEX 文件 3、 连接串口线，通过串口通信模块使用 STC-ISP 软件下载程序 4、 调试，直到能够把按键数据通过红外发射出去，然后接收并正确显示
跳线的用法：J4 2、3 脚短接（J4 上端为 1）；下载程序时需把通信板上的 J7 1、2，J8
1、2 短接（J7、J8 右端为 1），红外板上的 J1、J2 不能短接；程序下载结束需把 J7 1、 2，J8 1、2 悬空，红外板上的 J1、J2 短接
5
6、思考与发挥：
(1)对于外界光线干扰能想到哪些方法去除？
(2)串口自发自收如何保证可靠性？
4.14.4 电子设计DIY
设计要求：请参考上述红外通信电路原理图在EDP 试验仪的面包板上自行完成一个红外通信电路，完成自发自收功能，发送数据由键盘或者串口输入，接收数据可以用液晶显示
或者用串口送出，画出电路原理图并完成相应的软硬件设计。
设计提示：请用两台实验仪设计一个红外报警防侵入系统，正常情况一台发送一台接收，如有入侵则不能正常接收，给出报警信息。
6。