本實用新型屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于UART口的紅外通信裝置。

背景技術(shù)：

紅外通信的基本原理是利用波長950nm的近紅外波段的紅外線作為信息的載體，將二進制信號調(diào)制為若干脈沖信號，最后驅(qū)動紅外線發(fā)射元件發(fā)射紅外信號。紅外接收端收到紅外脈沖信號后，將紅外信號轉(zhuǎn)換為電信號，再經(jīng)過放大、濾波等處理后送給解調(diào)電路進行解調(diào)，最后還原成二進制信號輸出。為了使紅外通信的距離盡量遠，同時便于接收端把混在外界照明和干擾中的有用信號提取出來，應(yīng)盡量提高發(fā)射端的功率，從而使接收端有較大信號電流和較高信噪比。但是，紅外發(fā)光二極管不能在100％時間段內(nèi)全功率，所以發(fā)送端需采用脈沖調(diào)制技術(shù)。工作紅外信號的調(diào)制方法比較常用的有2種：通過脈沖串之間的時間間隔來實現(xiàn)信號調(diào)制的脈沖位置調(diào)制PPM(Pulse Position Modulation)和通過脈沖寬度來實現(xiàn)信號調(diào)制的脈寬調(diào)制PWM(Pulse WidthModulation)2種方法。PPM主要用于高數(shù)據(jù)速率的紅外通信，調(diào)制和解調(diào)電路相對比較復(fù)雜；PWM則主要應(yīng)用于低數(shù)據(jù)速率紅外通信場合，調(diào)制和解調(diào)電路比較簡單。PWM調(diào)制有軟件和硬件2種不同的實現(xiàn)方法。用軟件方法實現(xiàn)PWM調(diào)制功能，需要通過軟件精確延時才能滿足時序要求，而軟件延時會過分依賴于中斷技術(shù)、程序結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)時鐘，極易使得定時不準(zhǔn)確；此外，CPU也得全程參與到算法的實現(xiàn)中，加重了系統(tǒng)的載荷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供了一種基于UART口的紅外通信裝置。

一種基于UART口的紅外通信裝置，包括紅外發(fā)射電路、紅外接收電路；所述紅外發(fā)送電路由ATMega16串口1發(fā)送端TXD1，PWM模塊，74LS02或非門，電阻R1、R2，TSAL6200紅外發(fā)光二極管，9013開關(guān)管共同組成；所述紅外接收電路由ATMega16串口1接收端RXD1、TSOP34838接收器件、R3、C1組成；

所述TSAL6200紅外發(fā)光二極管峰值波長為940nm，發(fā)射角度±17°，峰值電流200mA。

所述TSOP34838接收器件可同時兼容TTL和CMOS電平，解調(diào)輸出的信號可直接用于微處理器控制操作；最遠通信距離可達35m，接收角度±45°，調(diào)制頻率為38kHz，電源電壓2.7-5.5V，紅外光峰值波長約950nm，被調(diào)制信號的脈沖寬度不小于263μs。

本實用新型的紅外通信裝置采用PWM調(diào)制技術(shù)，PWM調(diào)制通過高分辨率計數(shù)器的使用可以精確地控制載波的頻率和占空比，并且其起始電平也是可以控制的，被廣泛應(yīng)用于測量、通信、功率控制與變換等許多領(lǐng)域。紅外通信中通過對二進制信號進行38kHz的近紅外光PWM調(diào)制，可準(zhǔn)確高效地完成數(shù)據(jù)的無線傳輸。

紅外發(fā)送電路中PWM調(diào)制功能主要由或非門74LS02實現(xiàn)，ATMega16的PWM用于輸出38kHz的載波，TXD1用于串口二進制數(shù)據(jù)的輸出，2路信號分別接入或非門74LS02的2個輸入端。當(dāng)要發(fā)送的數(shù)據(jù)為“0”時，調(diào)制電路控制輸出載波信號，再由載波信號控制9013的開關(guān)，這樣紅外發(fā)光管便會間斷的發(fā)射出閃爍的紅外光，閃爍的頻率跟載波頻率相同，點亮?xí)r間取決于載波的占空比；當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)為“1”時，調(diào)制電路控制輸出低電平，9013處于關(guān)閉狀態(tài)，紅外發(fā)光二極管不會發(fā)出紅外光。電阻R1起限流作用，控制流過發(fā)光二極管的電流；R2為偏置電阻，控制開關(guān)管的工作狀態(tài)。

紅外接收電路中紅外接收器TSOP34838接收頭中已經(jīng)包含有解調(diào)電路，它的輸出符合UART口的要求，所以可以直接與單片機的串口輸入端相接。當(dāng)TSOP34838收到與載波頻率相同的紅外光時輸出“0”，其他情況一律輸出“1”。電阻R3和電容C1用于電源濾波。

有益效果：本實用新型所設(shè)計的裝置通信距離可達30m，一次可發(fā)送40000位信息，工作穩(wěn)定、可靠，可廣泛應(yīng)用于測量、通信、功率控制與變換等許多領(lǐng)域。采用PWM調(diào)制技術(shù)，通過高分辨率計數(shù)器的使用可以精確地控制載波的頻率和占空比，并且其起始電平也是可以控制的，所采用的ATMega16帶有PWM模塊的PWM調(diào)制方法既充分利用了單片機的硬件資源，又減輕了CPU的任務(wù)量和程序員的負(fù)擔(dān)。

附圖說明

圖1為本實用新型紅外通信原理框圖；

圖2為本實用新型PWM調(diào)制時序圖；

圖3為本實用新型紅外通信裝置電路邏輯圖

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步說明。

實施例1

如圖1、圖3所示，一種基于UART口的紅外通信裝置，包括紅外發(fā)射電路、紅外接收電路；所述紅外發(fā)送電路由ATMega16串口1發(fā)送端TXD1，PWM模塊，74LS02或非門，電阻R1、R2，TSAL6200紅外發(fā)光二極管，9013開關(guān)管共同組成；所述紅外接收電路由ATMega16串口1接收端RXD1、TSOP34838接收器件、R3、C1組成；

所述TSAL6200紅外發(fā)光二極管峰值波長為940nm，發(fā)射角度±17°，峰值電流200mA。

所述TSOP34838接收器件可同時兼容TTL和CMOS電平，解調(diào)輸出的信號可直接用于微處理器控制操作；最遠通信距離可達35m，接收角度±45°，調(diào)制頻率為38kHz，電源電壓2.7-5.5V，紅外光峰值波長約950nm，被調(diào)制信號的脈沖寬度不小于263μs。

本實用新型的紅外通信裝置采用PWM調(diào)制技術(shù)，PWM調(diào)制通過高分辨率計數(shù)器的使用可以精確地控制載波的頻率和占空比，并且其起始電平也是可以控制的，被廣泛應(yīng)用于測量、通信、功率控制與變換等許多領(lǐng)域。紅外通信中通過對二進制信號進行38kHz的近紅外光PWM調(diào)制，可準(zhǔn)確高效地完成數(shù)據(jù)的無線傳輸。接口電路所應(yīng)滿足的時序如圖2所示。

紅外發(fā)送電路中PWM調(diào)制功能主要由或非門74LS02實現(xiàn)，ATMega16的PWM用于輸出38kHz的載波，TXD1用于串口二進制數(shù)據(jù)的輸出，2路信號分別接入或非門74LS02的2個輸入端。當(dāng)要發(fā)送的數(shù)據(jù)為“0”時，調(diào)制電路控制輸出載波信號，再由載波信號控制9013的開關(guān)，這樣紅外發(fā)光管便會間斷的發(fā)射出閃爍的紅外光，閃爍的頻率跟載波頻率相同，點亮?xí)r間取決于載波的占空比；當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)為“1”時，調(diào)制電路控制輸出低電平，9013處于關(guān)閉狀態(tài)，紅外發(fā)光二極管不會發(fā)出紅外光。電阻R1起限流作用，控制流過發(fā)光二極管的電流；R2為偏置電阻，控制開關(guān)管的工作狀態(tài)。

紅外接收電路中紅外接收器TSOP34838接收頭中已經(jīng)包含有解調(diào)電路，它的輸出符合UART口的要求，所以可以直接與單片機的串口輸入端相接。當(dāng)TSOP34838收到與載波頻率相同的紅外光時輸出“0”，其他情況一律輸出“1”。電阻R3和電容C1用于電源濾波。