專利名稱：一種具有硬件收發(fā)自控制功能的遠紅外通訊電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明主要涉及一種應用于電表、電腦、掌機之間的遠紅外抄表通訊電路。
背景技術：
遠紅外通訊廣泛應用于手持式設備和電腦與電表的無線抄表應用中。因為遠紅外發(fā)射的信號帶38K載波調制，并且發(fā)射功率大，發(fā) 射時接收端會同步收到自己發(fā)射的紅外信號，照成數(shù)據(jù)堵塞，因此需要增加一片單片機來產生38K載波和收發(fā)判斷控制，增加了成本和軟件工作量，收發(fā)控制通過單片機軟件判斷而降低了系統(tǒng)可靠性。

發(fā)明內容
本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術存在的缺陷，設計一種應用于電表、電腦、掌機之間的遠紅外抄表通訊電路，包括38K載波發(fā)生模塊，信號耦合模塊，紅外信號發(fā)射模塊，紅外信號接收模塊，收發(fā)自控制模塊。該電路滿足(中華人民共和國電力行業(yè)標準DL/T 645-2007)對于遠紅外通訊物理層的要求。本電路使用I片非門電路74HC14完成了載波發(fā)生，信號調制，收發(fā)自控制，與普通TTL電平直接連接。適合應用于電腦、掌機、單片機系統(tǒng)等直接連接遠紅外通訊接口的應用。本電路不需額外控制和載波信號，以TTL電平直接發(fā)射和接收紅外數(shù)據(jù)，電路簡單可靠，具有較高的性價比和通用性。為了實現(xiàn)上述設計目的，本發(fā)明的技術方案1，設計一種適用于電表、手持機或電腦設備上的遠紅外通訊電路，使用信號耦合電路、紅外信號收發(fā)電路和收發(fā)自控制電路，實現(xiàn)對電表、PDA設備等的直接遠紅外通訊應用。本發(fā)明的技術方案I :具有硬件收發(fā)自控制功能的遠紅外通訊電路包括38Κ載波發(fā)生電路、信號耦合電路、紅外信號發(fā)射電路、紅外信號接收電路以及收發(fā)自控制電路，其中所述信號耦合電路的輸入端接入一個TXD信號線，輸出端分別電連接至38Κ載波發(fā)生電路和收發(fā)自控制電路；所述38Κ載波發(fā)生電路電連接至紅外信號發(fā)射電路；所述紅外信號接收電路的輸出端接入一個RXD信號線，輸入端電連接至收發(fā)自控制電路。進一步地，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，所述38Κ載波發(fā)生電路是由第一電阻、第五電阻、第一電容、第二電容、38Κ晶振單元Yl和非門單元UlA組成，其中所述第五電阻R5為起振電阻，使得非門單元UlA不停地反向開始振蕩，從而使其起振后的振蕩頻率與38Κ晶振單元Yl發(fā)生諧振，使得最終的振蕩頻率為38Κ ;所述第一電阻Rl為阻抗匹配電阻，用以提聞所述38Κ晶振單兀Yl的振蕩強度；所述電容Cl, C2為諧振電容，用以提聞所述38Κ晶振單元Yl的振蕩穩(wěn)定性和可靠性。進一步地，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，所述信號耦合電路是由第二電阻R2、第三二極管D3，非門單元U1B，UlC組成，所述非門單元UlC進一步接入一個TXD信號線。進一步地，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，所述紅外信號發(fā)射電路是由第四電阻R4、第八電阻R8、第一三極管Q1、紅外發(fā)射二極管Dl組成。進一步地，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，在常態(tài)下，所述TXD信號線為高電平，非門單元Uic輸出低電平，經過第三二極管D3后將非門單元UlB輸入信號拉至低電平，所述非門單元UlB輸出高電平使得Ql截止，此時第一二極管Dl不發(fā)送紅外信號；當TXD信號線發(fā)射低電平信號時，非門單元UlC輸出為高電平，使得第三二極管D3截止，由所述38K載波發(fā)生電路生成的38K信號經過第二電阻R2傳遞至非門單元UlB以輸出帶38K載波信號的TXD電平信號；帶載波信號的TXD信號通過所述第四電阻R4控制第一三極管Ql的導通和截止，在導通時電流流過第一三極管Ql、紅外發(fā)射二極管Dl、第八電阻R8至接地GND，紅外發(fā)射二極管Dl產生紅外信號并發(fā)射，在截止時第一三極管Ql截止，紅外發(fā)射二極管Dl不發(fā)射紅外信號。進一步地，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，所述紅外信號接收電路是由第三電阻R3、第七電阻R7、第四電容C4、遠紅外接收一體頭U2和非門單元U1D，UlE組成，其中所述第七電阻R7和第四電容C4組成一級RC濾波電路給遠紅外接收一體頭U2供電，以提高其接收靈敏度和抗干擾性能；所述遠紅外接收一體頭U2接收到紅外信號后通過第三電阻R3經過二級非門單元U1D，UlE后以RXD輸出接收信號。進一步地，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，所述收發(fā)自控制電路由第六電阻R6、第三電容C3，第二二極管D2、第四二極管D4和非門單元UlF組成。進一步地，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，在常態(tài)下，TXD信號線未發(fā)射信號時第二二極管D2保持截止，非門單元UlF的輸入端通過第六電阻R6上拉為高電平，非門單元UlF輸出為低電平，此時D4截止，遠紅外接收一體頭U2接收到的紅外信號可以依次通過第三電阻R3、非門單元U1E，UlD輸出RXD信號；當TXD信號線發(fā)射信號時，第二二極管D2被低電平拉低，非門單元UlC輸出變?yōu)榈碗娖?，UlF輸出高電平，第四二極管D4導通，非門單元UlE的輸入被強制設為高電平，同時遠紅外接收一體頭U2會收到自己之前發(fā)射的TXD信號，收到·的TXD信號延時us級時間后自遠紅外接收一體頭U2輸出，因為第四二極管D4先于U2延時時間將非門單元UlE輸入拉至高電平，使得RXD信號仍保持高電平。進一步地，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，第六電阻R6和第三電容C3組成一個RC延時電路，當TXD信號為高電平時，第六電阻R6對第三電容C3進行緩慢充電，使得非門單元UlF的輸入電壓緩慢變高；當TXD信號線發(fā)送下一個低電平信號時，第三電容C3被第二二極管D2放電，所述第六電阻R6、第三電容C3重新建立充電時間。進一步地，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，所述RC延時電路的延時時間大于遠紅外接收一體頭U2的延時時間，使得其在發(fā)送數(shù)據(jù)時自身的RXD始終不會輸出自己的TXD信號，當TXD信號完成發(fā)送時，等待處理完數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)時，第六電阻R6對第三電容C3已預先完成充電，非門單元UlF輸出低電平，此時第四二極管D4截止。


本發(fā)明的優(yōu)選實施方式將在以下通過參照附圖的方式加以詳細體現(xiàn)，圖中的相同功能組件/電路以相同符號加以標記，其中的圖I為本發(fā)明的電路原理圖。
具體實施例方式參照圖1，本發(fā)明遠紅外通訊電路的優(yōu)選實施例包括38K載波發(fā)生電路I、信號耦合電路2、紅外信號發(fā)射電路3、紅外信號接收電路4以及收發(fā)自控制電路5，其中所述信號耦合電路2的輸入端接入一個TXD信號線，輸出端分別電連接至38K載波發(fā)生電路I和收發(fā)自控制電路5 ;所述38K載波發(fā)生電路I電連接至紅外信號發(fā)射電路3 ;所述紅外信號接收電路4的輸出端接入一個RXD信號線，輸入端電連接至收發(fā)自控制電路5。進一步地，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，所述38K載波發(fā)生電路I是由第一電阻R1、第五電阻R5、第一電容Cl、第二電容C2、38K晶振單元Yl和非門單元UlA組成，其中所述第五電阻R5為起振電阻，使得非門單元UlA不停地反向開始振蕩，從而使其起振后的振蕩頻率與38K晶振單元Yl發(fā)生諧振，使得最終的振蕩頻率為38K ;所述第一電阻Rl為阻抗匹配電阻，用以提高所述38K晶振單元Yl的振蕩強度；所述電容Cl，C2為諧振電容，用以提高所述38K晶振單元Yl的振蕩穩(wěn)定性和可靠性。進一步地，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，所述信號耦合電路2是由第二電阻R2、第三二極管D3，非門單元U1B，UlC組成，所述非門單元UlC進一步接入一個TXD信號線。進一步地，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，所述紅外信號發(fā)射電路3是由第四電阻R4、·第八電阻R8、第一三極管Q1、紅外發(fā)射二極管Dl組成。進一步地，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，在常態(tài)下，所述TXD信號線為高電平，非門單元UlC輸出低電平，經過第三二極管D3后將非門單元UlB輸入信號拉至低電平，所述非門單元UlB輸出高電平使得Ql截止，此時第一二極管Dl不發(fā)送紅外信號；當TXD信號線發(fā)射低電平信號時，非門單元UlC輸出為高電平，使得第三二極管D3截止，由所述38K載波發(fā)生電路I生成的38K信號經過第二電阻R2傳遞至非門單元UlB以輸出帶38K載波信號的TXD電平信號；帶載波信號的TXD信號通過所述第四電阻R4控制第一三極管Ql的導通和截止，在導通時電流流過第一三極管Q1、紅外發(fā)射二極管D1、第八電阻R8至接地GND，紅外發(fā)射二極管Dl產生紅外信號并發(fā)射，在截止時第一三極管Ql截止，紅外發(fā)射二極管Dl不發(fā)射紅外信號。進一步地，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，所述紅外信號接收電路4是由第三電阻R3、第七電阻R7、第四電容C4、遠紅外接收一體頭U2和非門單元U1D，UlE組成，其中所述第七電阻R7和第四電容C4組成一級RC濾波電路給遠紅外接收一體頭U2供電，以提高其接收靈敏度和抗干擾性能；所述遠紅外接收一體頭U2接收到紅外信號后通過第三電阻R3經過二級非門單元U1D，UlE后以RXD輸出接收信號。進一步地，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，所述收發(fā)自控制電路5由第六電阻R6、第三電容C3，第二二極管D2、第四二極管D4和非門單元UlF組成。進一步地，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，在常態(tài)下，TXD信號線未發(fā)射信號時第二二極管D2保持截止，非門單元UlF的輸入端通過第六電阻R6上拉為高電平，非門單元UlF輸出為低電平，此時D4截止，遠紅外接收一體頭U2接收到的紅外信號可以依次通過第三電阻R3、非門單元U1E，UlD輸出RXD信號；當TXD信號線發(fā)射信號時，第二二極管D2被低電平拉低，非門單元UlC輸出變?yōu)榈碗娖剑琔lF輸出高電平，第四二極管D4導通，非門單元UlE的輸入被強制設為高電平，同時遠紅外接收一體頭U2會收到自己之前發(fā)射的TXD信號，收到的TXD信號延時us級時間后自遠紅外接收一體頭U2輸出，因為第四二極管D4先于U2延時時間將非門單元UlE輸入拉至高電平，使得RXD信號仍保持高電平。進一步地，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，第六電阻R6和第三電容C3組成一個RC延時電路，當TXD信號為高電平時，第六電阻R6對第三電容C3進行緩慢充電，使得非門單元UlF的輸入電壓緩慢變高；當TXD信號線發(fā)送下一個低電平信號時，第三電容C3被第二二極管D2放電，所述第六電阻R6、第三電容C3重新建立充電時間。進一步地，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，所述RC延時電路的延時時間大于遠紅外接收一體頭U2的延時時間，使得其在發(fā)送數(shù)據(jù)時自身的RXD始終不會輸出自己的TXD信號，當TXD信號完成發(fā)送時，等待處理完數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)時，第六電阻R6對第三電容C3已預先完成充電，非門單元UlF輸出低電平，此時第四二極管D4截止。以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，旨在體現(xiàn)本發(fā)明的突出技術效果和優(yōu)勢，并非是對本發(fā)明的技術方案的限制。本領域技術人員應當了解的是，一切基于本發(fā)明技術內容所作出的修改、變化或者替代技術特征，皆應當涵蓋于本發(fā)明所附權利要求主張的技術范 疇內。
權利要求
1.一種具有硬件收發(fā)自控制功能的遠紅外通訊電路，其特征在于包括38K載波發(fā)生電路(I)、信號耦合電路(2)、紅外信號發(fā)射電路(3)、紅外信號接收電路(4)以及收發(fā)自控制電路(5)，其中 所述信號耦合電路(2)的輸入端接入一個TXD信號線，輸出端分別電連接至38Κ載波發(fā)生電路(I)和收發(fā)自控制電路(5 );所述38Κ載波發(fā)生電路(I)電連接至紅外信號發(fā)射電路(3);所述紅外信號接收電路(4)的輸出端接入一個RXD信號線，輸入端電連接至收發(fā)自控制電路(5)。
2.如權利要求I所述的具有硬件收發(fā)自控制功能的遠紅外通訊電路，其特征在于所述38Κ載波發(fā)生電路(I)是由第一電阻R1、第五電阻R5、第一電容Cl、第二電容C2、38K晶振單元Yl和非門單元UlA組成，其中所述第五電阻R5為起振電阻，使得非門單元UlA不停地反向開始振蕩，從而使其起振后的振蕩頻率與38K晶振單元Yl發(fā)生諧振，使得最終的振蕩頻率為38K ;所述第一電阻Rl為阻抗匹配電阻，用以提高所述38K晶振單元Yl的振蕩強度；所述電容Cl，C2為諧振電容，用以提高所述38K晶振單元Yl的振蕩穩(wěn)定性和可靠性。
3.如權利要求I所述的具有硬件收發(fā)自控制功能的遠紅外通訊電路，其特征在于所述信號耦合電路(2)是由第二電阻R2、第三二極管D3，非門單元U1B，U1C組成，所述非門單元UlC進一步接入一個TXD信號線。
4.如權利要求I所述的具有硬件收發(fā)自控制功能的遠紅外通訊電路，其特征在于所述紅外信號發(fā)射電路(3)是由第四電阻R4、第八電阻R8、第一三極管Q1、紅外發(fā)射二極管Dl組成。
5.如權利要求4所述的具有硬件收發(fā)自控制功能的遠紅外通訊電路，其特征在于在常態(tài)下，所述TXD信號線為高電平，非門單元UlC輸出低電平，經過第三二極管D3后將非門單元UlB輸入信號拉至低電平，所述非門單元UlB輸出高電平使得Ql截止，此時第一二極管Dl不發(fā)送紅外信號；當TXD信號線發(fā)射低電平信號時，非門單元UlC輸出為高電平，使得第三二極管D3截止，由所述38K載波發(fā)生電路(I)生成的38K信號經過第二電阻R2傳遞至非門單元UlB以輸出帶38K載波信號的TXD電平信號；帶載波信號的TXD信號通過所述第四電阻R4控制第一三極管Ql的導通和截止，在導通時電流流過第一三極管Ql、紅外發(fā)射二極管D1、第八電阻R8至接地GND，紅外發(fā)射二極管Dl產生紅外信號并發(fā)射，在截止時第一三極管Ql截止，紅外發(fā)射二極管Dl不發(fā)射紅外信號。
6.如權利要求I所述的具有硬件收發(fā)自控制功能的遠紅外通訊電路，其特征在于所述紅外信號接收電路(4)是由第三電阻R3、第七電阻R7、第四電容C4、遠紅外接收一體頭U2和非門單元U1D，UlE組成，其中 所述第七電阻R7和第四電容C4組成一級RC濾波電路給遠紅外接收一體頭U2供電，以提高其接收靈敏度和抗干擾性能；所述遠紅外接收一體頭U2接收到紅外信號后通過第三電阻R3經過二級非門單元U1D，UlE后以RXD輸出接收信號。
7.如權利要求I所述的具有硬件收發(fā)自控制功能的遠紅外通訊電路，其特征在于所述收發(fā)自控制電路(5)由第六電阻R6、第三電容C3，第二二極管D2、第四二極管D4和非門單元UlF組成。
8.如權利要求7所述的具有硬件收發(fā)自控制功能的遠紅外通訊電路，其特征在于在常態(tài)下，TXD信號線未發(fā)射信號時第二二極管D2保持截止，非門單元UlF的輸入端通過第六電阻R6上拉為高電平，非門單元UlF輸出為低電平，此時D4截止，遠紅外接收一體頭U2接收到的紅外信號可以依次通過第三電阻R3、非門單元U1E，UlD輸出RXD信號；iTXD信號線發(fā)射信號時，第二二極管D2被低電平拉低，非門單元UlC輸出變?yōu)榈碗娖?，UlF輸出高電平，第四二極管D4導通，非門單元UlE的輸入被強制設為高電平，同時遠紅外接收一體頭U2會收到自己之前發(fā)射的TXD信號，收到的TXD信號延時us級時間后自遠紅外接收一體頭U2輸出，因為第四二極管D4先于U2延時時間將非門單元UlE輸入拉至高電平，使得RXD信號仍保持高電平。
9.如權利要求8所述的具有硬件收發(fā)自控制功能的遠紅外通訊電路，其特征在于第六電阻R6和第三電容C3組成一個RC延時電路，當TXD信號為高電平時，第六電阻R6對第三電容C3進行緩慢充電，使得非門單元UlF的輸入電壓緩慢變高；當TXD信號線發(fā)送下一個低電平信號時，第三電容C3被第二二極管D2放電，所述第六電阻R6、第三電容C3重新建立充電時間。
10.如權利要求7或8或9所述的具有硬件收發(fā)自控制功能的遠紅外通訊電路，其特征在于所述RC延時電路的延時時間大于遠紅外接收一體頭U2的延時時間，使得其在發(fā)送數(shù)據(jù)時自身的RXD始終不會輸出自己的TXD信號，當TXD信號完成發(fā)送時，等待處理完數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)時，第六電阻R6對第三電容C3已預先完成充電，非門單元UlF輸出低電平，此時第四二極管D4截止。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有硬件收發(fā)自控制功能的遠紅外通訊電路，包括38K載波發(fā)生電路、信號耦合電路、紅外信號發(fā)射電路、紅外信號接收電路以及收發(fā)自控制電路，其中所述信號耦合電路的輸入端接入一個TXD信號線，輸出端分別電連接至38K載波發(fā)生電路和收發(fā)自控制電路；所述38K載波發(fā)生電路電連接至紅外信號發(fā)射電路；所述紅外信號接收電路的輸出端接入一個RXD信號線，輸入端電連接至收發(fā)自控制電路。本發(fā)明電路不需額外控制和載波信號，以TTL電平直接發(fā)射和接收紅外數(shù)據(jù)，電路簡單可靠，具有較高的性價比和通用性，適合應用于電腦、掌機、單片機系統(tǒng)等直接連接遠紅外通訊接口的應用。
文檔編號G08C23/04GK102930709SQ20121040726
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月23日 優(yōu)先權日2012年10月23日
發(fā)明者錢海波, 陳凱 申請人:重慶華虹儀表有限公司