0 引言

隨著現代新技術的發(fā)展，電子產品的使用功能越來越多，各種無線通信技術不斷在填充生產生活的各個領域。紅外通訊以紅外線作為通訊載體，通過紅外光在空中的傳播來傳輸數據，它由紅外發(fā)射器和紅外接收器來完成。在發(fā)射端，發(fā)送的數字信號經過適當的調制編碼后，送入電光變換電路，經紅外發(fā)射管轉變?yōu)榧t外光脈沖發(fā)射到空中;在接收端，紅外接收器對接收到的紅外光脈沖進行光電變換，解調譯碼后恢復出原信號。

紅外通訊作為一種數據傳輸手段，可以在很多場合應用，如家電產品、娛樂設施的紅外遙控，水、電、煤氣耗能計量的自動抄表等。特別是在電子電力行業(yè)，使用紅外技術進行通訊的產品越來越多，人們可以利用紅外技術對產品進行短距離抄控，非常簡潔方便。串口是計算機上一種非常通用設備通信的協議，大多數計算機包含一個基于RS 232的串口。串口通信的概念非常簡單，串口按位(bit)發(fā)送和接收字節(jié)。本文所講的通信使用3根線完成：地線;發(fā)送;接收。由于串口通信是異步的，端口能夠在一根線上發(fā)送數據同時在另一根線上接收數據。

1 PC機RS 232接口

PC機232串行口一般為DB?9(針)型連接器，其針腳功能定義如下所示：

(1)載波檢測(CD);

(2)接受數據(RXD);

(3)發(fā)出數據(TXD);

(4)數據終端準備好(DTR);

(5)信號地線(SG);

(6)數據準備好(DSR);

(7)請求發(fā)送(RTS);

(8)清除發(fā)送(CTS);

(9)振鈴指示(RI)。

2 單片機電路設計

2.1 電平轉化

由于RS 232信號的電平和單片機串口信號的電平不一致，必須進行二者之間的電平轉換，常用MAX232來實現RS232/TTL 電平轉化。MAX232 內部結構有三個部分：

(1)電荷泵電路。由1~6引腳和4個電容搭建組成。

(2)數據轉換通道。由7~14 管腳組成兩個數據通道。RS 232數據從R1in,R2in輸入轉換成TTL/COMS數據后從R1out,R2out輸出;TTL/COMS數據從T1in,T2in輸入轉換成RS 232數據從T1out,T2out送到電腦DB9口。

(3)外部供電電路。外部供電是利用電腦USB 輸出+5 V電源有效電源，不但節(jié)約該電路設計篇幅，并且在實際制作時節(jié)約體積，其電路原理如圖1所示。

2.2 紅外發(fā)射部分

紅外發(fā)射端發(fā)送數據時，是將待發(fā)送的二進制數據調制成一系列的脈沖串信號后發(fā)射出去，紅外載波為頻率38 kHz的方波。紅外載波可以使用單片機內部的定時器的PWM功能實現，也可以通過外圍硬件電路實現，這里采用38 kHz 晶振產生穩(wěn)定的振蕩信號，采用CD4069非門電路通過一系列轉化實現方波振蕩信號，與經過電平轉換后的COMS數據信號疊加來實現驅動三極管導通，從而實現TSAL6200 紅外發(fā)射二極管將周期的電信號轉變成一定頻率的紅外光信號發(fā)出，見圖2.[!--empirenews.page--]

2.3 紅外接收部分

紅外接收采用HS0038B 紅外接收器，紅外接收電路的原理是：當接收到38 kHz 的載波信號，HS0038B接收器會輸出低電平，否則輸出高電平，從而可以將紅外光信號解調成一定周期的連續(xù)方波信號，經單片機處理，便可以恢復出原數據信號。HS0038B是能夠接收紅外信號的小型化接收器件，它的環(huán)氧包裝可以作為紅外過濾器，因此不需要再加紅外過濾裝置。最大的優(yōu)點是，在干擾很強的環(huán)境中輸出也很穩(wěn)定。電路設計如圖3 所示，本文中采用CD4093 邏輯與非門芯片與HS0038B接收器搭建電路輸出數據，同時利用芯片其他組管腳對MAX232輸出的轉換電平數據進行自鎖，避免信號自發(fā)自收。

2.3 電源部分

通過電解電容低頻濾波和陶瓷貼片電容高頻濾波后得到比較純正的電源信號，如圖4所示。

3 結語

紅外通訊適合于需短距離傳輸數據的場合，特別是那些有線通訊實現困難或者便攜性要求較高的場合。本文介紹了基于MAX 232電平轉化芯片和門電路芯片實現232信號轉換紅外通訊的電路設計，該電路已經在現實中得到應用并有很好的使用效果。