[實用新型]一種基于UART口的紅外通信裝置

有效

• 申請號: 201720053966.0
• 申請日: 2017-01-10
• 公開（公告）號: CN206370153U
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 胡雪松
• 申請（專利權）人: 北京維冠機電股份有限公司
• 主分類號: G08C23/04
• 分類號: G08C23/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于通信技術領域，具體涉及一種基于UART口的紅外通信裝置。

背景技術

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，將二進制信號調制為若干脈沖信號，最后驅動紅外線發射元件發射紅外信號。紅外接收端收到紅外脈沖信號后，將紅外信號轉換為電信號，再經過放大、濾波等處理后送給解調電路進行解調，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，應盡量提高發射端的功率，從而使接收端有較大信號電流和較高信噪比。但是，紅外發光二極管不能在100％時間段內全功率，所以發送端需采用脈沖調制技術。工作紅外信號的調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信號調制的脈沖位置調制PPM(Pulse Position Modulation)和通過脈沖寬度來實現信號調制的脈寬調制PWM(Pulse WidthModulation)2種方法。PPM主要用于高數據速率的紅外通信，調制和解調電路相對比較復雜；PWM則主要應用于低數據速率紅外通信場合，調制和解調電路比較簡單。PWM調制有軟件和硬件2種不同的實現方法。用軟件方法實現PWM調制功能，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、程序結構和系統時鐘，極易使得定時不準確；此外，CPU也得全程參與到算法的實現中，加重了系統的載荷。

實用新型內容

針對現有技術的不足，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，包括紅外發射電路、紅外接收電路；所述紅外發送電路由ATMega16串口1發送端TXD1，PWM模塊，74LS02或非門，電阻R1、R2，TSAL6200紅外發光二極管，9013開關管共同組成；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紅外發光二極管峰值波長為940nm，發射角度±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°，調制頻率為38kHz，電源電壓2.7-5.5V，紅外光峰值波長約950nm，被調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調制技術，PWM調制通過高分辨率計數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，被廣泛應用于測量、通信、功率控制與變換等許多領域。紅外通信中通過對二進制信號進行38kHz的近紅外光PWM調制，可準確高效地完成數據的無線傳輸。

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

紅外接收電路中紅外接收器TSOP34838接收頭中已經包含有解調電路，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：本實用新型所設計的裝置通信距離可達30m，一次可發送40000位信息，工作穩定、可靠，可廣泛應用于測量、通信、功率控制與變換等許多領域。采用PWM調制技術，通過高分辨率計數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的任務量和程序員的負擔。

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