熊強(qiáng)強(qiáng)+耿健

【摘要】 隨著微控制技術(shù)的不斷提高，在工業(yè)控制中單片機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用，通過單片機(jī)配合紅外的收發(fā)模塊，可以實(shí)現(xiàn)短距離的無線通訊。設(shè)計(jì)一款基于TC9012和VS1838B的紅外收發(fā)收發(fā)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)中通過TC9012作為紅外的數(shù)據(jù)發(fā)送端，利用單片機(jī)和VS1838B組成紅外接收電路，并利LCD1602對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。

【關(guān)鍵字】 單片機(jī) HS0038B 無線通訊

一、前言

經(jīng)過幾十年的不斷發(fā)展，國內(nèi)在紅外技術(shù)方面的研發(fā)取得了重大的突破，國內(nèi)各大名校圍繞紅外技術(shù)建立了很多課題組，對紅外技術(shù)進(jìn)行研究，紅外通訊類產(chǎn)品已經(jīng)成為生活中不可缺少的部分。利用單片機(jī)和紅外收發(fā)芯片組成無線通訊系統(tǒng)，可以解決有線通訊，安裝復(fù)雜受外界環(huán)境影響大的缺點(diǎn)。

二、系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

紅外無線數(shù)傳系統(tǒng)由紅外發(fā)送機(jī)和接收機(jī)兩個部分組成，其中發(fā)送機(jī)利用紅外芯片對輸入的按鍵信息進(jìn)行采集，通過無線的方式將數(shù)據(jù)發(fā)送給接收機(jī)。接收機(jī)通過讀取接收模塊輸出是數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)發(fā)送機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)的采集，同時通過顯示模塊將接收信息顯示在LCD顯示屏上。

三、硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的硬件由兩部分分別是發(fā)送機(jī)和接收機(jī)。接收機(jī)的硬件電路由單片機(jī)最小系統(tǒng)、紅外接收電路、紅外發(fā)射電路、LCD顯示電路、電源電路等組成（圖1）；接收由于按鍵電路、發(fā)送芯片、電源電路和LED顯示電路組成。

3.1紅外接收機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)

3.1.1單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)

單片機(jī)、晶振電路、復(fù)位電路和下載電路組成了單片機(jī)的最小工作系統(tǒng)，最小系統(tǒng)是系統(tǒng)最基礎(chǔ)的電路。晶振電路由一個無源晶振和兩個20pf的電容組成，通過晶振的振蕩為最小系統(tǒng)提供需要的工作時序；復(fù)位電路的作用是讓單片機(jī)執(zhí)行的程序返回到初始狀態(tài)。

3.1.2電源電路設(shè)計(jì)

電源采用ACE 2200mAh 3S 電池，它的輸出電壓為11.1V，經(jīng)過K7805降壓后轉(zhuǎn)成5V為單片機(jī)和接收板上的各功能模塊供電。

3.1.3紅外接收電路設(shè)計(jì)

VS1838B由于3個引腳構(gòu)成，它們分別是電源引腳、地引腳和數(shù)據(jù)輸出引腳，其中電源引腳和地引腳是器件的供電端，電路設(shè)計(jì)時需要和VCC＼GND分別相連，數(shù)據(jù)輸出引腳接待單片機(jī)的的P32口，單片機(jī)通過讀取P32的電平變化轉(zhuǎn)態(tài)，來判斷器件輸出的電平是高電平或是低電平。

3.1.4液晶顯示接口電路設(shè)計(jì)

LCD液晶和單片機(jī)采用并行接口進(jìn)行通訊，其中單片機(jī)的P10-P17和液晶的數(shù)據(jù)線相連，單片機(jī)的P35-P37接液晶的RS＼RW＼E引腳，液晶的1腳2腳接地和電源，2腳是液晶的背景引腳調(diào)節(jié)，通過外接一個10K的可調(diào)電阻，通過調(diào)節(jié)可調(diào)電阻的大小對液晶的背光進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3.2紅外發(fā)送機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)

紅外的發(fā)射電路由TC9012紅外發(fā)射芯片為控制核心，本設(shè)計(jì)中模擬16個按鍵的信息組成4*4鍵盤矩陣，其中芯片的KIN0-KIN3腳分別接在矩陣鍵盤的行掃描上，輸出的KOO-KO3分別接在矩陣鍵盤的列掃描上。芯片的晶振輸入腳為8腳和9腳外接11.0592晶振，REW是紅外信號輸出腳，SEL引腳為用戶碼設(shè)置引腳。

四、軟件設(shè)計(jì)

1、紅外接收程序設(shè)計(jì)。紅外就收電路是系統(tǒng)設(shè)計(jì)核心電路，紅外接收程序設(shè)計(jì)需要嚴(yán)格遵守紅外通訊的協(xié)議。主控單片機(jī)根據(jù)相應(yīng)的紅外協(xié)議規(guī)范進(jìn)行程序編程。紅外編程主要是開始時序和結(jié)束時序，以及其中的鍵碼。紅外接收的程序負(fù)責(zé)對接收的紅外數(shù)據(jù)幀進(jìn)行解析，從接收的數(shù)據(jù)幀解析出相關(guān)的信息，同時單片機(jī)LCD1602液晶顯示出相接收到的數(shù)據(jù)，這樣已經(jīng)完成人機(jī)對話的過程。

2、紅外發(fā)送程序設(shè)計(jì)。紅外的發(fā)送電路功能主要是人機(jī)對面的接口，它負(fù)責(zé)把人的意愿通過電路的方式將傳達(dá)到數(shù)據(jù)的接收端，數(shù)據(jù)發(fā)送端和數(shù)據(jù)接收端遵循相同的協(xié)議，并且按照紅外通訊的相關(guān)鍵碼的協(xié)議要求將相應(yīng)鍵碼轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的二進(jìn)制“0”或“1”，它們都是以0.5ms的高電平開始，但是0的低電平持續(xù)的時間長。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 張銘.基于NRF 401機(jī)無線收發(fā)模塊的設(shè)計(jì)[J] . 電子技術(shù)應(yīng)用，2002（4）

[2] 王偉，數(shù)據(jù)采集與無線收發(fā)模塊的設(shè)計(jì)[ J] . 現(xiàn)代電子技術(shù)， 2003（17）

[3] 王培東.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004.3