课程设计 微型计算机的红外接口与通信

摘要：重点研究微型计算机的短距离红外无线通信技术，设计红外接口和数字录音接口电路，并编写相应的程序，实现消息、文本和语音数据的红外无线发送与接收。红外发射管光电接收管各一个实验箱一台电阻电容导线若干进一步掌握高档微机的汇编语言程序设计方法。进一步掌握微机常用接口电路的工作原理和使用方法。掌握微机红外接口电路的设计与调试方法。掌握微机数字录音电路的设计与编程方法。掌握微机短距离无线数据传输的原理和方法。掌握微机软件，硬件系统综合设计的基本方法。完成微机红外接口的软件设计与硬件调试完成微机文件数据的红外无线传输(自发自收)完成微机语音数据的红外无线传输(自发自收)在达到以上要求的基础上可以继续实现双机通信或多机通信。二.实验内容(一)微机红外接口的设计与调试先编程实现文本和图形文件的读出(显示)和保存；再通过红外接口编程实现文本和图形文件的短距离无线发送和无线接收。(三)微机语音数据的红外无线传输设计并调试一个数字录音接口电路，其中包括A/D转换电路和D/A转换电路，先编程实现语音信号的输入和保存和读出回放，再通过红外接口编程实现语音信号的短距离无线发送和无线接收，并且回放出声音。目前，微型计算机的短距离连接大都还是有线(电缆)连接，这往往造成麻烦和不便。而无线连接和好地解决了这一问题，带来了方便。目前主要的短距离无线联接技术有红外通信技术和蓝牙技术。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。它一般由红外发射和接收系统两部分组成。发射系统对一个红外辐射源进行调制后发射红外信号，而接收系统用光学装置和红外探测器进行接收，就构成它的特点是保密性强，息容量大，结构简单，既可以是室内使用，也可间的保密通信，但在野外使用时易受气候的影响。视距直线传播，方向性视)方式和Diffuse(漫射)方式。在LOS方式下，通讯具有很强的方向性，红外通讯的最大特点在于它替代了设备与设备之间传统的线缆连接，进而摆脱了不同平台设备连接时对于特制接口的要求，使得跨平台设备间的数技术是一种正在发展中的短距离无线连接技术，它直接面对可以提供电路交换和分组交换两种技术，以提供不同场合的应用。在同步工作状态下，一个组数据包可以占用一个或多个时隙，最多可达5个。BLUETOOTH可以同时在异步条件下支持语单和数据传输。重要系统参数BLUETOOTH技术，目前主要是以满足美国FCC的要求为目标。对于在其他国家的应用，需要做一些变动，如发射功率和频带，可以做一些适应性调整。BLUETOOTH10规范已公布的主要技术指标和系统参数如表1所示。总结：红外无线接入技术和蓝牙技术都是短距离的无线接入技术，而且都表1BLUETOOTH技术指标和系统参数工作频段ISM频段，2.402-2.480CHz双工方式全双工，TDD时分双工业务类型支持电路交换和分组交换业务数据速率非同步信道速率非对称连接721Kbps/57.6Kbps,对称连接432.6Kbps同步信遵速率功率跳频频率数79个频点/IMHz跳频速率1600次/秒工作模式数据连接方式面向连接业务SCO,无连接业务ACL纠错方式1/3FEC,2/3标FEC,ARQ鉴权采用反应逻辑算术信道加密采用0位、40位、60位密钥语音编码方式连续可变斜率调制CVSD发射距离一般可达10cm-10m,增加功率情况下可达100m四.实验步骤软件方面：程序如下1.编一简单程序使8250A重复送出同一个字符代码。初始化程序如下：Mova1,283;初始化程序movdx,280h;送波特率因子mova1,0bh2.字符发送程序如下：check:movdx,285h;状态寄存器outal,1bhdx,a13.字符接收程序如下：movedi,offsetmybuffer2;接收数据缓冲区jnzjzjmpinvokeSetWindowText,hEdit2,ADDRmybuffer2finish:......4.文本文件发送和接收程序文本文件的发送程序只要将字符发送程序中hEdit1改为hEdit,并且将字符接收程序中的hEdit2改为hEdit。5.录音程序设计实现语音的录入、存储，再能读取和回放等功能。录入和回放程序如下：录音部分：delayprocnear;延时子程序pushjzpopdx,2B3hdx,al;设8253通道0工作方式0;写入计数器初值;设8255的A口为输入放音部分：jedone3jenextjenextpushjbeal,clal,0fhal,39hpop;置数据区首地址为DI;置数据区首地址为SI;从数据区取出数据;放音;延时jmploopljmploopmovdx,283h;初始化movdx,283hck:;发送jnznexttowjzcknexttow:;接收jmpckfinish:invokeSendMessage,hRi红外接口脉冲发射和接收的接口电路如图3、4所示：baud图3红外脉冲发射接口电路C74加74T_Mn:叫蓝早五.软硬件调试1.全面检测各元器件的好坏，发现问题及时更换，这将直接影响实验成败。2.编一简单程序使8250输出一字符代码。通过示波器双踪观察8250的有关输出信号。,在8250的sout脚查看波形，根据不同的字符ASCII码，示波器3.连接红外接口脉冲解调接收电路。改变字符代码，调试红外接口脉冲解调接收电路。用示波器检查解调接收电路输出波形是否正确。这时要用到双踪示波器，上下两个方波呈现的波形应一致，只是由于传输时延，接受到的信号4.以上步骤成功后，依次进行单机自发自收；通过红外发送并接收文本文件：利用masm32提供的现成程序生成窗口，通过修改它的原始程序，逐步完成换等步骤，然后在它的文本框内输入一些字母或英文，按发送按钮就能实现5.语音信号的自发自收类似于文本的自发自收。先将语音信号通过数字录音接口电路的MIC输入并保存为文件，显示在文本框内的是其转换代码，选择发送将语音信号通过红外发送到本机，可以看到文本框接收到一串字符，在启故障诊断与排除实验又是一个重要的实验环节，对学生逻辑思维能力与推理1.示波器无法显示波形或有杂波：原因是探头损坏，更换示波器探头后正常显示。2.发送字符程序启动后，示波器没有显示出相应的方波：经各个节点的调试原3.自发自收时接收波形没有与发射波形一一对应：原因导线接触不好，更换导4.发送文本成功而接收时没波形显示：拔掉电容，由导线替代后正常显示。七.改进措施通过脉冲宽度来实现信号调制的脉宽调制(PWM)和通过脉冲串之间的时间间隔来实现信号调制的脉时调制(PPM)两种方法。本系统采用的为永时市制方法。数据比特的传送仿照不带奇侧校验的RS232通信，首先产生一个同步头，然后接着8位数据比特，硬件电路设计。复费率电能表系统可分为手持遥控器和复费率电能表两部分.手持遥控器为发射部分，其基本电路如图2所示。采用塑封的SE303ANC一发射二极管，波长为940nm。CPU按照协议规定导通或特定频率的发射信号，这里选用的频率为38.9kHz。复费率电能表红外接收部分的基本电路如图3所示。接收管采用日本光电子公司的PIC-12034,其接收频输出低电平，否则输出为高电平。电能表部分采用的是51系列单片机，以中断方式检测接收信号。这里的非门对收信号起整形作用。隔的37.9kHz脉冲串信号控制发射管的通断。在发射端，CPU不断扫用的是4×4的小键盘，正如和0~F编码对应，为了提高可靠性，采用最简单的纠错编码--将每位数重复发送一次，即和键盘数字对应的编码为00~FF。这样，一个键值要发送8比特。接收端接收满8比特信号后，再进行纠错处理，不正确断是0还是1。如果定时器溢出，则清除本次接收的号码，恢复到接收初始状态。计数值来判断发送比特，一般采用硬判决，即取0和1比特时宽