采用PWM技术的红外光通信装置
红外通信是目前比较常用的一种无线数据传输手段
红外通信是目前比较常用的一种无线数据传输手段，其具有无污染、信息传输稳定、信息安全性高以及安装使用方便等优点，并且可以在很多场合应用，如家电产品，工业控制、娱乐设施等领域。
红外通信是利用950nm近红外波段的红外线作为传递信息的载体，通过红外光在空中的传播来传递信息，由红外发射器和接收器实现。
发射端将二进制数字信号调制成某一频率的脉冲序列，经电光转换电路，驱动红外发射管以光脉冲的形式发送到空中。
接收端将接收到的光脉冲转换成电信号，再经解调和译码后恢复出原二进制数字信号。
本文设计了一种基于单片机PIC18F248的主从式红外通信系统，主要设计了红外接口电路以及主机和从机通信软件流程。
2、系统硬件电路设计在主从式红外通信系统中，主机及从机的红外发射电路相同，红外线的载波频率都为38KHz，在同一时间内，可以是主机发射，从机接收；或者从机发射，主机接收。
2.1 红外发射电路设计红外发射器电路主要由单片机，驱动管Q1和Q2、红外发射管D1等组成，电路如下：红外发射器工作原理为：单片机通过I/O端口控制整个发射过程。
其中，红外载波信号采用频率为38KHz的方波，由PIC18F248的CCP模块的PWM功能实现，并由CCP1端口传输到三极管T2的基极。
待发送到数据由单片机的TX端口以串行方式送出并驱动三极管Q1，当TX为“0”时使Q1管导通，通过Q2管采用脉宽调制（PWM）方式调制成38KHz的载波信号，并由红外发射管D1以光脉冲的形式向外发送。
当TX为“1”时使Q1管截止，Q2管也截止，连接Q1和Q2的两个上拉电阻R1和R3把三极管的基极拉成高电平，分别保证两个三极管可靠截止，红外发射管D1不发射红外光。
因此通过待发送数据的“0”或“1”就可控制调制后两个脉冲串之间的时间间隔，即调制PWM的占空比。
比如若传送数据的波特率为1200bps，则每个数位“0”就对应32个载波脉冲调制信号。
红外发射管D1采用TSAL6200红外发射二极管，其实现将电信号转变成一定频率的红外光信号，它发射一种时断时续的高频红外脉冲信号，由于脉冲串时间长度是恒定的，根据脉冲串之间的间隔大小就可以确定传输的数据是“0”还是“1”。
红外无线通信装置(非常详细的原理)
西南科技大学自动化专业方向设计报告设计名称：红外光通信装置姓名：杨 * *学号: 2 0 1 0 5 7 8 9班级：自动 1 0 0 4 班指导教师：**起止日期： 2013年10月15日--11月9日西南科技大学信息工程学院制方向设计任务书学生班级：自动1004 学生姓名：杨* * 学号：20105789 设计名称：红外光通信装置起止日期：2013年10月15日---11月9日指导教师：武丽方向设计学生日志红外光通信装置摘要：基于2013年电子设计大赛红外光通信装置题目的要求，设计了具有实际运用价值的红外光无线扩音装置。
该装置由音频放大滤波电路，SPWM音频信号比较调制器，红外载波信号发生器，红外接收器，功率放大电路，LC低通滤波等模块构成。
由模拟电路搭建的红外光通信信道传送经过处理的连续的音频信号，并由后级电路还原传送出来的音频信号，让喇叭发出原始音频信号。
该系统能够完整的将频率范围为300Hz-8KHz的音频信号通过红外光传送4m以外并接收还原。
关键词：红外光通信；音频传送；SPWM载波Design of Infrared Communication DeviceAbstract:The infrared communication device is based on the National Undergraduate Electronic Design Contest of 2013 , but it has more practical application value . This appliance contains an amplifier , SPWM modulator audio signal comparator , an infrared carrier signal generator , IR receiver , Power amplifier circuit , LC low-pass filter . The analog circuit structures of the infrared light transmitted through the communication channel continuous audio signal processed by the post-stage circuit to restore the audio signal sent out , so that the original audio signal horn . The system can be a complete frequency range of 300Hz-8KHz audio signals transmitted by infrared light and receive reduction up to 4m , temperature detection and transmission display .Keyword: Infrared light transmission ; Audio transmission ; SPWM0 引言现在市面上使用较为广泛的无线技术有红外光无线以及无线电技术。
单片机的红外通信系统设计
科研训练题目：单片机的红外通信系统设计指导教师：学生姓名：班级学号：评语和成绩:摘要：本文索要介绍的内容就是如何利用单片机，结合红外线器件设计构建出一套简易的红外通信系统，以实现在中短距离内的红外无线通信的功能。
与一般红外遥控器不同的是本文通过单片机的编、解码程序来实现红外信号的发收，从而实现红外遥控通信功能。
此通信系统经过一定的拓展，完全可以实现通信和各种红外遥控器的功能。
关键字：单片机；红外通信；发射；接收；遥控；接口Abstract:This paper in troduced the content of that how to use for SCM, comb ined with the in frared device desig n to con struct a simple in frared com muni cati on system, in order to realize the in frared wireless com muni cati on in short dista nee within the fun ctio n. Un like the gen eral in frared remote con trol is based on sin gle chip en cod ing, decod ing process to achieve the in frared sig nal sending and recei ving, so as to realize the in frared remote con trol fun ctio n. This com muni cati on system after a certa in developme nt, can achieve com muni cati on and various kinds of in frared remote con trol fun cti on.Keywords: si ngle chip; in frared com muni catio n; emissi on; recepti on; remote con trol; in terface1红外线通信原理红外数据通信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，一般采用红外波段内的近红外线，波长在0.75 m至25 pm之间。
准连续QCW高脉冲能量光纤激光器峰值功率高达6000W
的基础 ．而 ｌ Ｐ Ｎ是 近期 实现 宽带 提速 的最 ０Ｇ Ｅ Ｏ 佳 技术 ，其 快速 商用 有助 于 运营 商在 三 网融合 中
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通 讯 先 后 两 次 业 界 首 发 １ Ｐ Ｎ非 对 称 和 对 称 ０Ｇ Ｅ Ｏ 样 机 ，并 于 ２ ０ ０ ９年 ９月 业 界 首 发 １ Ｐ Ｎ 试 ０Ｇ Ｅ Ｏ 商 用
继首 家发 布 １ Ｐ Ｎ样 机 和试商 用之 后取得 的 ０Ｇ Ｅ Ｏ 又 一新 的 进展 。业 界 资 深 专 家 预 测 ，Ａ Ｉ ＳＣ化 的
缝 ”（ 扫描焊缝 ” 的横截 面金相 图 ，在实 验 中即 “ ） 使没有保 护气体保 护熔 池 ，焊缝也没有气孔缺 陷。
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产 品 和 方案 。 中兴 通 讯 基 于 Ａ Ｉ ＳＣ的 １ Ｐ Ｎ ０Ｇ Ｅ Ｏ 系 列产 品的 面市 ，再 次证 明了 ｌ Ｐ Ｎ产业链 ０ＧＥ Ｏ 的成熟 ，伴 随应 用规 模 的增 长 ，其建 网成 本将 和 已规模商 用 的 Ｅ Ｏ Ｐ Ｎ更加 接近 。 ２０ ０ ９年 ，Ｉ Ｅ ０ ． ｖ１ Ｐ Ｎ标 准 正 式 Ｅ Ｅ８ ２ ａ ０Ｇ Ｅ Ｏ ３ 发 布 ，经 过 一 年 多 的 发 展 和 完 善 ，包 括 在 光 模
下一 个脉 冲到来 前凝 固 ，该效 果是 在氩 气保 护 氛
红外光通信装置（F题）红外光通信装置
红外光通信装置(F题) 红外光通信装置学校统一编号学院名称：队长姓名：队员姓名：指导教师姓名：红外光通信装置(F题)摘要由于红外载波的无线通信技术成本比较低，所以越来越多的应用于生活中，例如常用的电视机遥控器等，但由于红外光的特殊性，使它的传输距离有限，而且传输时需要将发射端与接收端对齐。
本文设计了一个利用红外光作为传输方式的通信装置。
首先将声音信号收集到，将其放大之后转换为数字信号，然后通过红外光进行传输，利用另一端的红外光接收装置将发射端发射的光信号接收到，经过解调转换成声音信号，然后输出。
在传输的过程中同时传输由发射端热敏电阻采集到的温度信息，并在接收端通过液晶显示屏显示出来。
在发射端和接收端使用STC12C5616AD单片机进行控制。
关键字：单片机红外光智能控制发射极接收极目录一、题目分析........................................................................................... (3)1.1计划任务........................................................................................... . (3)二、系统设计............................................................................................. (3)2.1方案比较........................................................................................... . (3)2.1.1方案一...........................................................................................3 2.1.2方案二 (3)2.2方案论证........................................................................................... . (4)2.2.1方案的优点 (4)2.2.2方案的缺点 (4)三、单元模块的设计与分析 (4)3.1各个单元模块的分析........................................................................................... .. (4)3.1.1.音频接收模块............................................................................... 4 3.1.2.红外发射模块............................................................................... 4 3.1.3 通信通道.. (5)3.1.4 红外接收装置 (5)3.2特殊元器件的介绍........................................................................................... (5)四、方案设计............................................................................................. (8)4.1电路仿真........................................................................................... ..................................... 8 4.2流程图........................................................................................... .. (8)五、系统测试............................................................................................. (9)5.1系统功能........................................................................................... . (9)5.1.1实现功能 (9)5.1.2与设计要求的比较 (10)5.2指标参数........................................................................................... .. (10)六、设计总结............................................................................................. ....... 10 七、参考文献............................................................................................. ....... 10 八、附录............................................................................................. (11)附录1：元器件列表........................................................................................... ...................... 11 附录2：仪器设备........................................................................................... .......................... 11 附录3：系统原理图........................................................................................... . (12)一、题目分析1.1计划任务设计并制作一个红外光通信装置，利用红外发光二极管和红外接收模块作为接收器件，红外光信道作为通信信道，来传输语音信号，并且使得传输距离达到两米。
红外遥控密码锁
第一章前言电子技术的飞速发展，给古老的锁具生产带来了巨大的变革，现代的电子技术与机械技术相结合，产生了一大批如声控锁、磁控锁、密码锁、遥控锁，指纹锁等先进的锁具。
目前国内外密码锁系统的主要方向的发展是：接触式密码锁系统，非接触式密码锁系统，智能识别密码锁系统，但是他们都相应的存在着不同的缺点。
例如：接触式密码锁系统成本较低，体积小，卡片本身无须电源，但使用不太方便，而且有接触磨损。
相比之下，红外遥控密码锁系统的成本与接触式密码锁系统相当，而且可以进行近距离遥控，使用十分方便。
而且它已经与PC机的数据库相结合，可以组成一套酒店房间的门禁管理系统。
由于红外遥控具有许多优点，例如红外线发射装置采用红外发光二极管，遥控发射器易于小型化且价格低廉；采用数字信号编码和二次调制方式，不仅可以实现多路信息的控制，增加遥控功能，提高信号传输的抗干扰性，减少误动作，而且功率消耗低；红外线不会向室外泄露，不会产生信号串扰；反应速度快、传输效率高、工作稳定可靠等。
工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。
所以红外线遥控是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。
在本设计中，红外遥控密码锁和PC机、数据库相结合，能够实现适时的、强大的管理，使得整个红外遥控系统得到更好的完善。
第二章 相关理论分析2．1 IRDA标准简介1993年，由HP、COMPAQ、INTEL等二十多家公司发起成立了红外数据协会(Infrared Data Association,简称IrDA)，1993年6月28日，来自50多家企业的120多位代表出席了红外数据协会的首次会议，并就建立统一的红外通讯标准问题达成了一致。
一年以后，第一个IRDA的红外数据通讯标准发布，即IRDA1.0。
IRDA1.0简称为SIR(Serial InfraRed)，它是基于HP-SIR开发出来的一种异步的、半双工的红外通讯方式。
红外通信模块的设计与实现
红外通信模块的设计与实现随着现代化科技的不断发展，人们对于通信技术的需求也越来越迫切。
在众多的通信技术中，红外通信技术因其快速、安全、成本低廉等优势受到了广泛的关注。
本文将介绍一种基于红外通信技术的通信模块的设计与实现，包括硬件设计、软件设计、测试结果等方面。
通过本文的介绍，读者可以了解到红外通信模块的基本原理及其在实际应用中的优缺点，对于红外通信技术的了解也将更加深入。
关键词：红外通信；通信模块；硬件设计；软件设计；测试结果一、引言随着信息社会的不断发展，人们对于通信技术的需求也越来越迫切。
在众多的通信技术中，红外通信技术因其快速、安全、成本低廉等优势受到了广泛的关注。
红外通信技术采用红外线进行数据传输，可以实现在短距离内的高速数据传输，而且不会干扰其它无线设备，因此被广泛应用于智能家居、电子商务、自动化控制等领域。
本文将介绍一种基于红外通信技术的通信模块的设计与实现，包括硬件设计、软件设计、测试结果等方面。
通过本文的介绍，读者可以了解到红外通信模块的基本原理及其在实际应用中的优缺点，对于红外通信技术的了解也将更加深入。
二、红外通信模块的原理红外通信技术是一种无线通信技术，它采用红外线进行数据传输。
红外线是一种电磁波，它的波长在0.75微米到1000微米之间，属于可见光的外侧。
红外线的能量比较弱，不能穿透障碍物，因此在传输过程中需要保持传输的直线性。
红外通信技术的工作原理是通过调制红外光源的频率和强度来实现数据传输。
在发送端，将需要传输的数据信号转换为红外光信号，然后通过红外发射器发射出去。
在接收端，通过红外接收器接收到红外光信号，然后将其转换为电信号，再进行解码，最终得到原始数据信号。
红外通信技术具有传输速度快、安全性高、成本低廉等优点，因此被广泛应用于智能家居、电子商务、自动化控制等领域。
三、红外通信模块的设计1.硬件设计红外通信模块的硬件设计主要包括红外发射器、红外接收器、信号解码电路、电源电路等部分。
红外遥控
简单红外遥控原理一、红外遥控的原理概述二、红外遥控信号发射机三、红外遥控信号接收机课题小组成员：邓帆、钟恩彬、郭良根一、红外遥控的原理概述：1、什么是红外线？人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列，依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。
其中红光的波长范围为0.62～0.76μm；紫光的波长范围为0.38～0.46μm。
比紫光波长还短的光叫紫外线，比红光波长还长的光叫红外线。
红外线根据波长从短到长又分为近红外线、中间红外线和远红外线。
所有发热的物体都会产生红外线。
2、什么是红外遥控（器）？红外遥控器就是利用波长0.76μm～1.5μm之间的近红外线来传送控制信号的装置。
红外遥控包括红外线发射（即遥控器）和红外线接收两部分。
3、怎样保证准确无误传输红外信号？既然几乎所有的物体都在不停地发射红外线，那么怎样才能保证指定遥控器发射的控制信号既能准确无误地被接收装置所接收，又不会受到其他信号的干扰呢？这就需要从以下四个环节上加以控制：a、红外传感器的配套使用红外发射传感器和红外接收传感器配套使用，就组成了一个红外线遥控系统。
遥控用的红外发射传感器，也就是红外发光二极管，采用砷化镓或砷铝化镓等半导体材料制成，前者的发光效率低于后者。
峰值波长是红外发光二极管发出的最大红外光强所对应的发光波长，红外发光二极管的峰值波长通常为0.88μm~0.95μm。
遥控用红外接收传感器有光敏二极管和光敏三极管两种，响应波长（亦称峰值波长）反映了光敏二极管和光敏三极管的光谱响应特性。
可见，要提高接收效率，遥控系统所用红外发光二极管的峰值波长与红外接收传感器的响应波长必须一致或相近。
b、信号的调制与解调红外遥控信号是一连串的二进制脉冲码。
为了使其在无线传输过程中免受其他红外信号的干扰，通常都是先将其调制在特定的载波频率上，然后再经红外发光二极管发射出去，红外线接收装置则会滤除其他杂波只接收该特定频率的信号并将其还原成二进制脉冲码，也就是解调。
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N
数据更新
数据发送 （ 串 口）
结束
系统初始化 LCD1602初始化 数据接收（串口）
1602显示 结束
发送端
五、系统测试
5.1 测试仪器和工具
序号
名称
1
数字示波器
2
函数发生器
3
数字万用表
4
螺丝刀套装
5
稳压电源
6
电铬铁
型号 Tektronix TDS1002
EE1420 ATTEN AT9205B
Keywords: infrared transceiver, speech signal processing, PWM modulation, class D power amplifier
1
一、 系统方案的设计与论证
1.1 系统整体结构
语
音 信
红外线发射装置
号
2米
STC89C51
红外接收装置 STC89C51
三、硬件电路设计
3.1 发射部分主要电路设计
3.1.1 前级语音信号功放
4
3.1.2 PWM 调制 PWM 调制使用 TL494 模块，其中 U7 的 4 号脚是音频信号输入端，U43 的 2 脚是 调制输出端。整个系统的中心震荡频率约为 100KHz。通过音频信号控制 TL494 输出矩 形波的占空比，来进行调制。
红外光通信装置
摘要
湖北汽车工业学院 王元炜 汪鹏程 刘宇轩
本装置采用 PWM 技术，通过脉宽调制方式实现红外光无线语音通信和温度数字信号 的通信．选用的调制器件是 TL494，接收部分温度信号解调器件是 CX20106，语音解调 采用简单的 LC 电路，和 D 类功放。本装置通信原理简单，可行性强。
2
红外接收
1MHz 带通滤
波
CD4046解 调
功放
音频输出
CX20106
MCU
温度显示
通过压控振荡器来实现调频，然后用 CD4046 来解调。由于要温度信号和语音信号 两路通道来实现这两个不同信号的传输，所以 FM 调制需要较高的频率，防止后级解调 时不容易将两路信号分离开，经实际验证，红外光通信在频率较高时传输效果较差。本 方案受环境干扰较严重，很难达到 2 米的传输距离。
043003 DF1743003C .温度可调型
接收端
数量 1 1 2 2 1 1
用途 检测波形 产生特定信号 检测直流参数 组装，加固 作为直流电源 焊接硬件电路
5.2 测试方法
1、将发射装置和接收装置之间慢慢移开到 2 米距离，看接收装置是否可以持续接 收到发射装置的信号。在此基础上，用小喇叭来听从发射装置发射的声音信号，看声音 效果的好坏。
2、从 0 到 2 米慢慢移动发射和接收装置的间距，看单片机后面所带的显示屏显示
8
是否正确。
5.3 测试结果
给发射装置与接收装置的距离与接收信号
序号 1 2 3
4 5
距离 s (m) 0.5 1 2
3
4
音频信号接收效果
接收信号，失真很少 接受信号，失真很少 接受信号，失真较少 可以接收信号，但失真
关键词： 红外光收发，语音信号处理，PWM 调制，D 类功放
Abstract
The device adopts PWM technology, realize the communication of infrared wireless voice communication anby pulse width modulation. Modulation deviceuses the TL494, receives the temperature signal demodulation device is CX20106, speechdemodulation using simple LC circuit, and the class D power amplifier. The devicecommunication principle is simple, feasible.
9
3.1.3 红外光发射装置
5
使用 74HC04 增加驱动电流，增加发射功率。
3.2 接收部分电路设计
3.2.1 红外接收部分
当红外接收管接收到红外光后接收到相关信号，由 RXD 端输出接收到的信号。 3.2.2 温度信号接收显示部分 从 1 脚接收信号，从 7 脚自动解码输出信号，然后通过单片机的串口通信 RXD 口， 单片机解码串口信息经过 1602LCD 显示温度值。
方案二：PWM 调制。
1、发射部分
语音信号
放大
PWM调制 （TL494）
放放大大
+
功率放大
红外发射
DS18B20
MCU
红外编码
2、接收部分
3
红外接收
100KHz 低通滤
波
38KHz 陷波
38KHz 帯阻滤
波
低通滤 波、D 类放大
音频 功放
音频 输出
CX20106
MCU
温度显示
采用脉宽调制，抗干扰能力强，并且所需频率较低。系统设计比较简单，红外光传 输效果较好。
6
3.2.2 后级音频解调的 D 类放大器
L3 与 C3 是 38KHz 陷波电路，L1 和 C1 是 38Hz 帯阻电路。L2 与 C2 是后 级低通滤波器，该装置可以输出解调出来的音频信号，经过后级放大后， 可驱动扬声器。
四、软件算法思想
4.1
7
开始
开始
系统初始化
时间间隔 是否为 30 ms
耳机
DS18B20
LCD1602
1.2 部分模块的方案选择与论证
1.2.1 调制解调方案的选择 方案一：FM 调制。 1、发射部分
语音信号
放大
FM调频（CD4046、 1MHz）
功率放
+
大
红外发 射
r
DS18B20
MCU
红外编码
采用 CD4046 内部压控晶体振荡器产生 FM 调制波，其调制的中心频率为 1MHz。 2、接收部分
综合比较，我们选择方案二。
二、理论分析与计算
2.1 脉宽调制的分析
通过电压比较器让信号电压与载波信号比较输出，根据信号频率改变调制信号的占 空比，产生脉宽调制波。
2.2 解调方式的分析
本系统采用，LC 滤波器和 D 类功率放大器解调。
经验证，这种方法适合 PW 波解调，电路十分简单，D 类功放可以解调出调制信号， 并且效率很高，但是声音信号会有一些失真，不过这影响不大，可以实行。
严重 几乎没有信号
温度信号接收效果 效果很好 效果很好 效果很好 效果较好
无信号
参考文献
[1] 康华光.电子技术基础（模拟部分）.5 版.北京.高等教育出版社.2006.1 [2] 康华光.电子技术基础（数字部分）.5 版.北京.高等教育出版社.2006.1 [3] 铃木雅臣.晶体管电路设计.1 版.北京.科学出版社.2004 [4] 郭天祥.新概念 51 单片机 C 语言教程.1 版.北京.电子工业出版社.2009.1 [5] 沈伟慈.通信电路.3 版.西安.西安电子科技大学出版社.2011.9 [6] 远坂俊昭.锁相环（PLL）电路设计与应用.1 版. 北京.科学出版社.2006.1 [7] 远坂俊昭.测量电子电路设计——滤波器篇.1 版. 北京.科学出版社.2006.6 [8] 王树本.高频电子线路原理.3 版. 大连.大连理工大学出版社.2004.8