[实用新型]一种基于UART口的红外通信装置

说明书

技术领域

本实用新型属于通信技术领域，具体涉及一种基于UART口的红外通信装置。

背景技术

红外通信的基本原理是利用波长950nm的近红外波段的红外线作为信息的载体，将二进制信号调制为若干脉冲信号，最后驱动红外线发射元件发射红外信号。红外接收端收到红外脉冲信号后，将红外信号转换为电信号，再经过放大、滤波等处理后送给解调电路进行解调，最后还原成二进制信号输出。为了使红外通信的距离尽量远，同时便于接收端把混在外界照明和干扰中的有用信号提取出来，应尽量提高发射端的功率，从而使接收端有较大信号电流和较高信噪比。但是，红外发光二极管不能在100％时间段内全功率，所以发送端需采用脉冲调制技术。工作红外信号的调制方法比较常用的有2种：通过脉冲串之间的时间间隔来实现信号调制的脉冲位置调制PPM(Pulse Position Modulation)和通过脉冲宽度来实现信号调制的脉宽调制PWM(Pulse WidthModulation)2种方法。PPM主要用于高数据速率的红外通信，调制和解调电路相对比较复杂；PWM则主要应用于低数据速率红外通信场合，调制和解调电路比较简单。PWM调制有软件和硬件2种不同的实现方法。用软件方法实现PWM调制功能，需要通过软件精确延时才能满足时序要求，而软件延时会过分依赖于中断技术、程序结构和系统时钟，极易使得定时不准确；此外，CPU也得全程参与到算法的实现中，加重了系统的载荷。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于UART口的红外通信装置。

一种基于UART口的红外通信装置，包括红外发射电路、红外接收电路；所述红外发送电路由ATMega16串口1发送端TXD1，PWM模块，74LS02或非门，电阻R1、R2，TSAL6200红外发光二极管，9013开关管共同组成；所述红外接收电路由ATMega16串口1接收端RXD1、TSOP34838接收器件、R3、C1组成；

所述TSAL6200红外发光二极管峰值波长为940nm，发射角度±17°，峰值电流200mA。

所述TSOP34838接收器件可同时兼容TTL和CMOS电平，解调输出的信号可直接用于微处理器控制操作；最远通信距离可达35m，接收角度±45°，调制频率为38kHz，电源电压2.7-5.5V，红外光峰值波长约950nm，被调制信号的脉冲宽度不小于263μs。

本实用新型的红外通信装置采用PWM调制技术，PWM调制通过高分辨率计数器的使用可以精确地控制载波的频率和占空比，并且其起始电平也是可以控制的，被广泛应用于测量、通信、功率控制与变换等许多领域。红外通信中通过对二进制信号进行38kHz的近红外光PWM调制，可准确高效地完成数据的无线传输。

红外发送电路中PWM调制功能主要由或非门74LS02实现，ATMega16的PWM用于输出38kHz的载波，TXD1用于串口二进制数据的输出，2路信号分别接入或非门74LS02的2个输入端。当要发送的数据为“0”时，调制电路控制输出载波信号，再由载波信号控制9013的开关，这样红外发光管便会间断的发射出闪烁的红外光，闪烁的频率跟载波频率相同，点亮时间取决于载波的占空比；当发送数据为“1”时，调制电路控制输出低电平，9013处于关闭状态，红外发光二极管不会发出红外光。电阻R1起限流作用，控制流过发光二极管的电流；R2为偏置电阻，控制开关管的工作状态。

红外接收电路中红外接收器TSOP34838接收头中已经包含有解调电路，它的输出符合UART口的要求，所以可以直接与单片机的串口输入端相接。当TSOP34838收到与载波频率相同的红外光时输出“0”，其他情况一律输出“1”。电阻R3和电容C1用于电源滤波。

有益效果：本实用新型所设计的装置通信距离可达30m，一次可发送40000位信息，工作稳定、可靠，可广泛应用于测量、通信、功率控制与变换等许多领域。采用PWM调制技术，通过高分辨率计数器的使用可以精确地控制载波的频率和占空比，并且其起始电平也是可以控制的，所采用的ATMega16带有PWM模块的PWM调制方法既充分利用了单片机的硬件资源，又减轻了CPU的任务量和程序员的负担。

附图说明

图1为本实用新型红外通信原理框图；

图2为本实用新型PWM调制时序图；

图3为本实用新型红外通信装置电路逻辑图

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明。

实施例1