第5讲 红外通信原理及应用

1、1红外通信原理及应用 23红外线：在光谱中，波长在0.76至400微米的一段，我们称为红外线。什么是红外线什么是红外线所有高于绝对零度（-273.15）的物质都可以 产生红外线。红外线是不可见光线。4v红外通信是利用红外技术实现两点间的近距离保密通信和信息转发。他一般由红外发射和接收系统两部分组成。5v 红外线遥控是利用波长为红外线遥控是利用波长为0.761.5um之间的近红外线来之间的近红外线来传送控制信号的，是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。传送控制信号的，是目前使用最广泛的一种通信和遥控手段。v 红外线遥控装置的优点红外线遥控装置的优点: 体积小、功耗低、功能强、成本低。体积小、功耗

2、低、功能强、成本低。v 应用场合应用场合: 在家用电器中，彩电、录像机在家用电器中，彩电、录像机, 录音机、音响设备、空凋机录音机、音响设备、空凋机以及玩具等产品中应用非常广泛。工业设备中，在高压、辐以及玩具等产品中应用非常广泛。工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控不仅完全可射、有毒气体、粉尘等环境下，采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。靠而且能有效地隔离电气干扰。 6v 红外发光管: 红外发光二极管通常使用砷化镓（GaAs）、砷铝化镓 （GaAlAs）等材料，采用全透明或浅蓝色、黑色的树脂封装。 通电后会产生的光波波长为940nm左右的红外线。7v

3、红外接收头:红外一体化接收头：其内部含有高频的滤波电路，专门用来滤除红外线合成信号的载波信号（38KH），并送出接收到的信号。当红外线合成信号进入红外接收头，在其输出端便可以得到原先红外发射器发出的数字编码。 红外接收头的主要参数如下： 工作电压：4.85.3V 工作电流：1.72.7mA 接收频率：38kHz 峰值波长：980nm 静态输出：高电平 输出低电平：0.4V 输出高电平：接近工作电压8 常用的红外遥控系统一般分发射和接收两个部分。 应用编/解码专用集成电路芯片来进行控制操作，如下图所示。发射部分包括键盘矩阵、编码调制、LED红外发送器；接收部分包括光、电转换放大器、解调、解码电路

4、。 红外遥控系统结构红外线遥控系统结构图 9 为什么要有载波 红外接遥控的载波频率红外接遥控的载波频率 1、更好的减少周边环境对红外信号的干扰。 因为经过调制后，我们 在接收时，可以选择性的接收。比如现在发送的是38KHZ的红外 信号，那我接收时只接收38KHZ的信号，其它频率的一概不收。 2、另外经过载波的二次调制还可以提高发射效率，达到降低电源功 耗的目的。广州大学华软软件学院10调制载波频率一般在30khz到60khz之间，大多数使用的是38kHz，占空比1/3的方波。载波频率的确定13这是由发射端所使用的455kHz晶振决定的。在发射端要对晶振进行整数分频，分频系数一般取12，所以45

5、5kHz1237.9 kHz38kHz。广州大学华软软件学院11v 引导码 + 8位客户码1 + 8位客户码2 + 8位操作码 + 8位操作反码 用户真正需要的只有操作码广州大学华软软件学院12 1 、引导码: 相当于一把钥匙,单片机只有检测到了引导码出现了才确认接收后面的数据 ,保证数据接收的正确性. 4 、操作反码: 为操作码的反码,目的是接收端接收到所有数 据之后,将其取反与操作码比较,不相等则表示在传输过程中 编码发生子变化,视为此次接收的数据无效,可提高接收数据 的准确性. 3 、操作码: 也叫键数据码,按下不同的键产生不同的操作码,待接收端接收到后根据其进行不同的操作. 2 、客户

6、码: 用来区分各红外遥控设备,使之不会互相干扰.广州大学华软软件学院13 一般的红外发射芯片比如日本NEC的uPD6121G 红外编码芯片，定义的引导码为9ms的高电平加4.5ms的低电平组成. 如果是我们自已设计红外发射电路，其实引导码的时间是 可以自已定义的(但要注意：为了接收准确，引导码高电 平的时间不能过短，可为8000us到10000us之间)广州大学华软软件学院14v 客户码和操作码都为8位的二进制编码v NEC的uPD6121G编码芯片定义的0,1如下:0: 0.56ms的高电平+0.565ms的低电平1: 0.56ms的高电平+1.685ms的低电平同样这样的数码0, 1的占空

7、比也可以自已定义15 假如要发送一个数据 C8H 其客户码1为 AAH,客户码2为 55H 那么转换成的二进制数为 10101010 01010101 11001000 00110111 再加上引导码要发送的波形就为: （数据：低位在前，高位在后）（数据：低位在前，高位在后）16上述“0”和“1”组成的32位二进制码,经38kHz的载频进行二次调制以提高发射效率(因红外接收头能接收的红外线为38KHz 左右)，还可达到降低电源功耗的目的。 17 常用常用38KHz产生办法：产生办法：1.455K晶振进行分频，晶振进行分频，12分频后为分频后为37.96KHz2.用单片机的用单片机的PWM模块产生模块产生3.用时基电路产生，如用时基电路产生，如NE555电路电路NE555电路图一电路图一NE555电路图二电路图二18硬件电路的设计v发射电路19接收电路:20 当接收到38KHz的红外线时其输出低电平 静态时(没收到38KHZ红外线)其输出为高电平1、由上图可以看出红外发射信号，经红外接收头接收、由上图可以看出红外发射信号，经红外接收头接收 进行解调后，会将信号进行了反向进行解调后，会将信号进行了反向.2、同时还可以看出同时还可以看出,收到的收到的0 码码 1码只是高电平时的码只