学文网摘要：本文主要介绍红外通讯技术，简单阐述了红外通讯技术的优点、缺点和应用，并从软件和硬件的角度介绍了一种比较容易掌握的红外通讯技术。
关键词：红外通讯；通讯协议；PIC1018SCL
一、引言
红外通讯技术是一种点对点的数据传输协议，是传统设备之间连接线缆的一种替代。它的通讯距离一般在0～1m之间，传输速率最快可达16Mbps，通讯介质为波长为900nm左右的近红外线。红外通讯技术是目前在世界范围内广泛使用的一种无线连接技术，它主要通过数据电脉冲和红外光脉冲之间的相互转换来实现无线的数据收发，可用来取代点对点的线缆连接。
目前，4Mbps速率的FIR技术已被广泛使用，16Mbps速率的VFIR技术也已经。红外数据通讯技术的应用领域红外通讯技术通常被应用在笔记本电脑、台式电脑和手持电脑、打印机、键盘鼠标等计算机设备，以及电话机、移动电话、寻呼机、数码相机、计算器、游戏机、机顶盒、手表、工业设备和医疗设备、网络接入设备(如调制解调器)等方面。红外通讯技术已被全球范围内的众多软硬件厂商所支持和采用。目前，各主流软件和硬件平台均提供了对它的支持。红外技术已被广泛应用在移动计算和移动通讯等设备中，而且巨大的装机量使红外无线通讯技术有了庞大的用户群体。
二、红外通讯技术
（一）红外通讯技术简介
红外通信是利用红外线作为传递信息的媒体，即通信信道。红外线是波长在750nm~--1mm之间的电磁波，是人眼看不到的光线。红外数据传输一般采用红外波段内的近红外线，波长在0．75m～25m之间。发送端将二进制数字信号调制成某一频率的脉冲序列，并驱动红外发射管以光脉冲的形式发送出去。接收端将接收到的光脉转换成电信号，再经过放大、滤波等处理后送给解调电路进行解调，还原为二进制数字信号后输出。简言之，红外通信的实质就是对二进制数字信号进行调制与解调，以便利用红外信道进行传输。
1、红外通讯技术的优点。它的小型化和低成本，很适合应用在手机、电子商务、数字照相机等便携式产品中。相对简单的红外连接使它能适应不同的操作系统和大范围的传输速率红外连接比有线连接更安全可靠，它避免了因线缆和连接器磨损和断裂造成的检修。通常两个红外设备必须在视线上直接对准，才能进行数据交换，这就提供了一个固有的安全品质保证。不像无线电频率，红外光不会穿墙而过，因而在一个封闭的区域内，红外光是一种安全的传输媒介。
2、红外通讯技术的缺点。红外通信技术的主要缺点是通讯距离短。通讯过程中不能移动，遇到障碍物时，通信就会中断，另外目前广泛使用的SIR标准，其通讯速率也较低。事实上，红外通讯技术的主要目的是取代线缆连接进行无线数据传输，因而功能单一、扩展性差。
3、红外通讯技术的应用。红外通讯有着成本低廉、简单易用和结构紧凑的特点，因此在小型移动设备中获得了广泛的应用。从应用领域来看，红外通讯主要应用于遥控和数据通信这两方面。红外遥控的特点为距离较近，但所需传输的数据量较小，一般仅为几个至十几个字节的控制码。而数据的红外通讯乃是最近几年刚兴起的一种较新的技术，它具有数据传输量大，传输速率高等特点。
（二）红外发射
红外发射电路主要由红外发光二极管、调制电路和驱动电路组成，其功能是将存储在单片机中的数据和指令通过发射电路传送给接收电路。
1、调制及驱动电路设计。红外通讯是将所要传输的数据以编码的方式加载到红外信号中，编码方式是多种多样的，目前国际上还没有一个统一标准。编码的实质是二次调制，按调制方式分类：目前常采用的编码方式有频率调制(FM)和脉宽调制(PWM)。FM调制是通过调制改变载波信号的周期实现“0”、“1”，PWM调制是在周期不变的情况下通过改变脉冲的宽度来实现“0”、“1”。就PWM编码方式而言，一套完整的通讯码结构也未必完全相同，大体上分为两种：一种是发出一组通讯码之后，就不断发出只有一组高低电平的重复码；另一种就是发出通讯码后间隔一定时间，再重发通讯码。就通讯码而言，通常是由引导码、系统码、数据码、奇偶校验位和结束码等信号组成，如***1所示。其中，引导码也叫起始码，是用来标志通讯编码脉冲信号的开始。系统码也叫识别码，它用来指示通讯系统的种类，以区别于其他通讯系统，这样做可以防止各通讯系统之间相互干扰（对于室内使用的设备，由于所处的环境比较简单，有时也是可以省略的）。数据码也叫指令码，它代表了相应的控制功能，接收器中的微控制器可根据数据码的数值去完成各种功能操作。奇偶校验位是提供前面奇偶校验的，能校对接收器在传输过程中是否产生差错。
2、红外通讯协议的制定。根据以上的分析，并结合国内外红外通讯所使用的协议，制定了红外通讯协议，通讯码由起始码、数据码、奇偶校验位和结束码四个部分组成，其中的起始码完成了引导码和系统码的功能。
现将所制定的红外通讯协议详细描述如下：
（1）定义1000Hz，3/4占空比的脉冲为D1（相当于数据“1”），1000Hz，1/4占空比的脉冲波为D0（相当于数据“0”）,D0和D1的波形如***2所示；
（2）起始码由D1、D1、D0组成；
（3）数据码由4位二进制数组成。
（4）奇偶校验位为D1或D0，保证起始码、数据码和奇偶码中的D1的个数总共为偶数即可；
（5）结束码为持续2ms的低电平。
红外通讯信号：起始码的长度为3，数据码的长度为4，奇偶校验位的长度为1，构成了一个8位的二进制数。
如果数据码分别为：0001、0010、0011、0100、0101。
其通讯码分别为：11000011、11000101、11000110、11001001、11001010。
CPU将要发送的通讯码传到P2.0，经红外发射电路驱动红外发光管向外发射红外信号。红外发射电路如***3所示。
3、红外发射子程序。
ir_send:mov r7,bitnum；bitnum初始化为8
mov a,signalnum；通讯信号送A
rlc a；发射信号从高位先送
mov signalnum,a
jc ir_sendlp1
mov tl0,time0L；发送位为“0”时，送给
mov th0,time0H；计时器0的数
ajmp ir_sendlp2
ir_sendlp1：mov tl0,time1L；发送位为“1”时，送给
mov th0,time1H；计时器0的数
ir_sendlp2:djnz r7,ir_sendquit；8位还没发送完，跳出
setb sendfinish；发送完，设置标志
Mov r7,#8
ir_sendquit:mov bitnum,r7
ret
（三）红外接收
红外接收电路的作用就是将红外通讯信号接收过来，通过放大、限幅和滤波，解调为原始信号后再发送给单片机进行处理。
以往的接收电路都是由红外接收二极管与放大电路组成，这样的接收电路联机焊接点较多，使用不够方便。一种用于红外接收的小型一体化接收头PIC1018SCL，它将红外接收管与放大电路集成为一体，这样做的优点是它体积小，密封性好，灵敏度高，抗干扰性好并且价格低廉，可以说是接收红外信号的一种理想装置。PIC1018SCL仅有三个管脚，分别是电源正极、电源负极以及信号输出端，其工作电压在2.4～6.5V之间，只要给它接上电源即是一个完整的红外接收放大器，使用十分方便。它的主要功能包括放大、选频、解调几个部分，红外接收头的输出有反向作用，即发射代码和接收代码是反向的，输出电平则兼容TTL，CMOS。应用PIC1018SCL的红外接收电路如***4所示。
三、小结
红外通讯可用于许多需短距离传输数据的场合，特别适用于那些有线通讯无法实现或者便携性要求较高的场
合。本文就基于单片机的红外通讯系统，主要针对红外发送接收的电路原理设计以及红外通讯协议进行了制定，该系统可用在红外遥控的场合。
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（作者简介：郑志聪，莆田，1982.11.省略）