實驗二十一 紅外發(fā)射接收實驗

1、實驗二十一 紅外發(fā)射接收實驗一、實驗目的了解紅外通信知識，掌握紅外數(shù)據(jù)收發(fā)的電路、編解碼的編程方法。二、實驗內(nèi)容根據(jù)系統(tǒng)提供的紅外收發(fā)電路，單片機一方面從發(fā)送端發(fā)出數(shù)據(jù)，一方面從接收端接收數(shù)據(jù)，并比較收到的數(shù)據(jù)與發(fā)送的是否一致。三、實驗要求按實驗內(nèi)容編寫程序，并在實驗儀上調(diào)試和驗證。四、實驗說明在很多單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，常常利用非電信號（如光信號、超聲波信號等）傳送控制信息和數(shù)據(jù)信息，以實現(xiàn)遙控或遙測的功能。紅外通信具有控制簡單、實施方便、傳輸可靠性高的特點，是一種較為常用的通信方式。實現(xiàn)單片機系統(tǒng)紅外通信的關(guān)鍵在于紅外接口電路的設(shè)計以及接口驅(qū)動程序的設(shè)計。1紅外通信的基本原理紅外通信是利用95

2、0nm近紅外波段的紅外線作為傳遞信息的媒體，即通信信道。發(fā)送端采用脈時調(diào)制（PPM）方式，將二進制數(shù)字信號調(diào)制成某一頻率的脈沖序列，并驅(qū)動紅外發(fā)射管以光脈沖的形式發(fā)送出去；接收端將接收到的光脈轉(zhuǎn)換成電信號，再經(jīng)過放大、濾波等處理后送給解調(diào)電路進行解調(diào)，還原為二進制數(shù)字信號后輸出。2紅外發(fā)送器紅外發(fā)送器電路包括脈沖振蕩器、驅(qū)動管Q1和Q2、紅外發(fā)射管Q3等部分。其中脈沖振蕩器由2206組成，用以產(chǎn)生38kHz的脈沖序列作為載波信號；紅外發(fā)射管Q3用來向外發(fā)射950nm的紅外光束。紅外發(fā)送器的工作原理為：串行數(shù)據(jù)由單片機的串行輸出端DATA送出并驅(qū)動Q1管，數(shù)位“0”使Q1管導通，通過Q2管調(diào)制成

3、38kHz的載波信號，并利用紅外發(fā)射管Q3以光脈沖的形式向外發(fā)送。數(shù)位“1”使Q1管截止，紅外發(fā)射管Q3不發(fā)射紅外光。若傳送的波特率設(shè)為1200bps，則每個數(shù)位“0”對應(yīng)32個載波脈沖調(diào)制信號的時序，如圖21-1所示。圖21-1 調(diào)制信號時序圖3紅外接收器紅外接收電路選用專用紅外接收模塊。該接收模塊是一個三端元件，使用單電源+5V電源，具有功耗低、抗干擾能力強、輸入靈敏度高、對其它波長（950nm以外）的紅外光不敏感的特點，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖21-2所示。圖21-2 紅外接收模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖接收模塊的工作原理為：首先，通過紅外光敏元件將接收到的載波頻率為38kHz的脈沖調(diào)制紅外光信號轉(zhuǎn)化為電

4、信號，再由前置放大器和自動增益控制電路進行放大處理。然后，通過帶通濾波器和進行濾波，濾波后的信號由解調(diào)電路進行解調(diào)。最后，由輸出級電路進行反向放大輸出。為保證紅外接收模塊接收的準確性，要求發(fā)送端載波信號的頻率應(yīng)盡可能接近38kHz，因此在設(shè)計脈沖振蕩器時，要選用精密元件并保證電源電壓穩(wěn)定。再有，發(fā)送的數(shù)位“0”至少要對應(yīng)14個載波脈沖，這就要求傳送的波特率不能超過2400bps。五、實驗預習要求學習教材的相關(guān)內(nèi)容，根據(jù)實驗要求畫出程序流程圖，寫出實驗程序。六、實驗內(nèi)容及步驟1、把7279陣列式鍵盤的J9四只短路帽打在上方，J10打在VCC處，用8P排線將JD7和八位動態(tài)數(shù)碼顯示的JD11相連,

5、JD8和JD12相連；紅外發(fā)射的短路帽J14，J15，J16都打在上方，IN接最小系統(tǒng)的P1.0，同時P1.0在接八位邏輯筆的任意口，OUT接最小系統(tǒng)的T1口。2、用串行數(shù)據(jù)通信線連接計算機與仿真器，把仿真器插到模塊的鎖緊插座中，請注意仿真器的方向：缺口朝上。3、打開Keil uVision2仿真軟件，首先建立本實驗的項目文件，接著添加 “紅外發(fā)射接受程序.ASM”源程序，進行編譯，直到編譯無誤。4、編譯無誤后，運行程序。觀察發(fā)光管的閃爍（為發(fā)射的數(shù)據(jù)）和數(shù)碼管的顯示接收的數(shù)據(jù)。若顯示不正常則可調(diào)RW0調(diào)頻率到38K RW2調(diào)適當?shù)姆?5、也可以把源程序編譯成可執(zhí)行文件，把可執(zhí)行文件用ISP

6、燒錄器燒錄到89S52/89S51芯片中運行。（ISP燒錄器的使用查看附錄二）七、源程序（光盤中附帶） 八、電路圖;/*;/*文件名:紅外發(fā)射接受實驗程序;/*創(chuàng)建人：巫升輝 ;接受的信號進行處理并送顯示，注：一般紅外線接受模塊的解調(diào)信號頻率 ;為38KHZ，當它接受到38khz左右的紅外信號時將輸出低電平，但輸出低電 ;平的時間是有限制的如(100ms),也就是說發(fā)送數(shù)據(jù)的低電平寬度是有限的。;接線：p1.0接八位邏輯輸出電平的任意一個口，同時接到紅外發(fā)射頭的調(diào) ;制信號輸入口將產(chǎn)生的38KHZ信號接如紅外發(fā)射頭的載波輸入口，在將紅外 ;接受頭的的輸出端接到T1， RXD-DIN TXD-C

7、LK。;/* ConterSoft EQU 50H ;定時計數(shù)值 ;LEDBuf EQU 30H ;TEMP EQU 40H DBUF DATA 030H BIT_COUNT DATA 040H TIMER DATA 041H DATA_IN DATA 020H DATA_OUT DATA 021H CLK BIT P1.6 DAT BIT P1.7 ORG 0000H ljmp MAIN ORG 000BH LJMP INT_T0 ;T0中段入口MAIN: MOV TMOD,#51H ;T0定時/T1計數(shù) MOV TL0,#00H ;11.0592晶振 MOV TH0,#4CH mov TH

8、1, #0 mov TL1, #0 MOV ConterSoft,#10;改變立即數(shù)則改變調(diào)制信號的發(fā)生頻率觀查實驗效果 SETB ET1 setb TR1 ; 開始記數(shù) SETB TR0 SETB ET0 SETB EA Mloop: ACALL TOBCD ACALL DISPLAY ACALL DELAY Ljmp MLoopINT_T0: CLR EA PUSH ACC MOV A,ConterSoft DEC A MOV ConterSoft,A JNZ BACK ;軟件計數(shù)，次數(shù)不到返回,不為零時則轉(zhuǎn)移 CPL P1.0 MOV ConterSoft,#10 ;改變立即數(shù)則改變調(diào)制

9、信號的發(fā)生頻率觀查實驗效果 BACK: MOV TL0,#00H MOV TH0,#4CH SETB ET0 ;允許T0中斷 SETB TR0 SETB EA POP ACC RETI;雙字節(jié)十六進制整數(shù)轉(zhuǎn)換三字節(jié)BCD碼TOBCD:;= MOV R7,TL1 MOV R6,TH1HB2: CLR A ;碼初始化 MOV R3,AMOV R4,AMOVR5,AMOVR2,#10H ;轉(zhuǎn)換雙字節(jié)十六進制整數(shù)HB3:MOVA,R7 ;從高端移出待轉(zhuǎn)換數(shù)的一位到CY中RLCAMOVR7,AMOVA,R6RLCAMOVR6,AMOVA,R5 ;碼帶進位自身相加，相當于乘ADDCA,R5DAA ;十進制

10、調(diào)整MOVR5,AMOVA,R4ADDCA,R4DAAMOVR4,AMOVA,R3ADDCA,R3MOVR3,A ;雙字節(jié)十六進制數(shù)的萬位數(shù)不超過，不用調(diào)整DJNZR2,HB3 ;處理完16bit;BCD碼拆開送緩存DisplayResult: mov a, R3 anl a,#0fh mov DBUF+4,A ;R3低四位送緩存0 mov a, R4 swap a anl a,#0fh mov DBUF+3,a ;R4高四位送緩存1 mov a, R4 anl a,#0fh mov DBUF+2,a ;R4低四位送緩存2 mov a, R5 swap a anl a,#0fh mov DBU

11、F+1,a ;R5高四位送緩存3 mov a, R5 anl a,#0fh mov DBUF,a ;R5低四位送緩存4 retDELAY: LCALL DELAY1 LCALL DELAY1 LCALL DELAY1 LCALL DELAY1 LCALL DELAY1 RETDELAY1:MOV R1, #0DLOOP: DJNZ R1, DLOOP DJNZ R0, DELAY1 RETDelay2: mov r5, #2A0: mov r6, #20 A1: mov r7, #50DelayLoop: NOP NOP djnz r7, DelayLoop djnz r6, A1 djnz

12、r5, A0 RETDISPLAY: ANL P2,#00H ; CS7279有效 MOV DATA_OUT,#10100100B ; A4H,復位命令 CALL SEND MOV DATA_OUT,#10000000B ; 在第一個數(shù)碼管上顯示 CALL SEND MOV DATA_OUT,DBUF CALL SEND MOV DATA_OUT,#10000001B ; 譯碼方式0,2位顯示在第二個數(shù)碼管上顯示 CALL SEND MOV DATA_OUT,DBUF+1 CALL SEND MOV DATA_OUT,#10000010B ; 譯碼方式0,3位顯示在第三個數(shù)碼管上顯示 CALL

13、 SEND MOV DATA_OUT,DBUF+2 CALL SEND MOV DATA_OUT,#10000011B ; 譯碼方式0,4位顯示在第四個數(shù)碼管上顯示 CALL SEND MOV DATA_OUT,DBUF+3 CALL SEND MOV DATA_OUT,#10000100B ; 譯碼方式0,5位顯示在第五個數(shù)碼管上顯示 CALL SEND MOV DATA_OUT,DBUF+4 CALL SEND RET SEND: MOV BIT_COUNT,#8 ; 發(fā)送字符子程序 ANL P2,#00H CALL LONG_DELAYSEND_LOOP:MOV C,DATA_OUT.7 MOV DAT,C SETB CLK MOV A,DATA_OUT RL A MOV DATA_OUT,A CALL SHORT_DE