logo资料库

红外光通信系统.doc

发布时间：2022-06-16 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.59M 资料格式：doc 举报 版权申诉
第1页 / 共17页
第2页 / 共17页
第3页 / 共17页
第4页 / 共17页
第5页 / 共17页
第6页 / 共17页
第7页 / 共17页
第8页 / 共17页
资料共17页，剩余部分请下载后查看
    1、系统方案的设计与论证
    1.2 方案论证与比较
    2、系统理论分析与计算
    3电路与程序设计
    3.1电路的设计
    （1）系统总体框图
    4、测试方案与测试结果
    4.1测试方案
    4.2 测试条件与仪器
    4.3 测试结果及分析
    （1）测试结果(数据)
    （2）测试分析与结论
    参考文献
    附录二：
    程序
    2013 年全国大学生电子设计竞赛 红外光通信系统（F 题） 【本科组】 2013 年 9 月 7 日 组员：廖伟雄 张鑫淼 叶志豪
    2
    摘 要 该红外光通信系统以 STC12C5A60S2 单片机作为控制核心，进行信息的采集 和处理，利用放大电路以及内置 A/D 转换芯片实现语音信号的输入，经过红外 编码将信号编码调制到 465K 红外载波上，然后经红外发射电路发射出去，在接 收指令时通过红外接收管接受红外信号，经选频放大电路和滤波电路完成解调， 通过解码还原数据，同时利用 D/A 转换和音频放大线路完成语音信号的还原， 液晶显示器 1602 完成显示任务．本设计利用两块 STC12C5A60S2 单片机分别控制 的红外信号的发射与接收，硬件部分包括红外发射模块与红外接收模块，其中红 外发射模块主要实现的功能是语音信号输入、红外信号编码和红外发射，语音输 入模块与红外发射电路组成，红外接收模块主要实现的功能是红外信号接为收、 液晶显示温度，由红外接收电路、液晶显示电路和语音播报电路组成．软件部分 根据硬件设计，把系统划分成发射部分与接收部分，其中发射部分主要包括语音 A/D 转换程序和红外发射程序，接收部分主要包括红外接收子程序、液晶显示子 程序和语音 D/A 程序．通过控制编程与各芯片之间的协调合作，本系统基本实现 了单片机红外光通信联络的功能． 关键词：红外通信，调制解调，温度传感，语音传输，A/D、D/A 转换 3
    ABSTRACT The voice contact system with infrared communication as the foundation, the design with STC12C5A60S2 modulator as the core to control, information collection and processing, use Voice input matrix realize instructions, through infrared coding will signal coding modulation to infrared carrier, then by infrared emission circuit launch out, receiving orders through the integration in receiving head complete demodulation, through the decoding reduction data, and to use D/A and LCD1602 type LCD display chip to complete the corresponding speech broadcast and LCD display task. This design using two pieces of STC12C5A60S2 model respectively of the single chip microcomputer control of the infrared signal the emitting and receiving, hardware including infrared emission module and infrared receiving modules, which infrared emission module mainly realizes function is the Voice input, the infrared signal encoding commands and infrared emission, the Voice input module and infrared emission of circuit, infrared receiving module mainly function of the realization of the infrared signal is received, liquid crystal display and speech broadcast, by infrared to receive. Keywords: Infrared communication, modulator and demodulator; temperature; Voice transmission; A/D; D/A 4
    目 录 2.2 1 系统方案 ........................................... 错误！未定义书签。 1.1 xxxxxxxxxxxxxxxxxx.........................................................错误！未定义书签。 1.2 xxxxxxxxxxxxxxxxxx.........................................................错误！未定义书签。 1.1 xxxxxxxxxxxxxxxxxx.........................................................错误！未定义书签。 1.2 xxxxxxxxxxxxxxxxxx.........................................................错误！未定义书签。 1.4 xxxxxxxxxxxxxxxxxx.........................................................错误！未定义书签。 2 系统理论分析与计算 ................................. 错误！未定义书签。 xxxxxxxxxxxxxxxxxx......................................................错误！未定义书签。 2.2.1 xxxxxxxxxxxxxxxxxx...............................................错误！未定义书签。 2.2.2 xxxxxxxxxxxxxxxxxx...............................................错误！未定义书签。 2.3 xxxxxxxxxxxxxxxxxx.........................................................错误！未定义书签。 2.3.1 xxxxxxxxxxxxxxxxxx...............................................错误！未定义书签。 2.3.2 xxxxxxxxxxxxxxxxxx...............................................错误！未定义书签。 3 电路与程序设计 ..................................... 错误！未定义书签。 3.1 电路的设计.........................................................................错误！未定义书签。 3.1.1 系统总体框图...........................................................错误！未定义书签。 3.1.1 xxxxxxxxxxxxxxxxxx 电路原理图..........................错误！未定义书签。 3.1.2 xxxxxxxxxxxxxxxxxx 电路原理图..........................错误！未定义书签。 3.1.3 xxxxxxxxxxxxxxxxxx 电路原理图..........................错误！未定义书签。 3.2 程序的设计.........................................................................错误！未定义书签。 3.2.1 程序设计思路...........................................................错误！未定义书签。 3.2.2 程序流程图...............................................................错误！未定义书签。 4 测试结果 .......................................... 错误！未定义书签。 4.1 测试结果(数据).......................................................... 错误！未定义书签。 4.3.2 测试分析与结论.......................................................错误！未定义书签。 参考文献 .......................................................... 16 附录 1：电路原理图 ................................... 错误！未定义书签。 附录 2：源程序 ....................................... 错误！未定义书签。 5
    1、系统方案的设计与论证 本系统主要由 MCU 模块、信号输入模块、温度传感模块、A/D 转换模块、红外光发 射和接收模块、D/A 转换模块、电源模块组成、显示模块，下面分别论证这几个模块的选择。 1.1 系统总体框架 图 1-1 系统总体框图 1.2 方案论证与比较 （1）控制模块 方案一：选用 STC89C52 单片机作为控制，是目前使用较为广泛的 8 位单片 机。具有 8 位 CPU·8kbytes 程序存储器(ROM)，384bytes 的数据存储器(RAM) ， 32 条 I/O 口线、11 条指令，大部分为单字节指令，编写程序较为简单。但是它 的计算速度不高，精度较低，程序储存空间及数据储存空间不够大。 方案二：选用 STC12C5A60S2 为控制核心，此单片机资源丰富，内置 AD 模块， 相对于 STC12C5A60S2 单片机处理速度更快，可以实现复杂的逻辑功能，功能强 大，完全可实现对红外光通信系统的控制。其次，瑞萨编程软件自带代码生成工 具，编程更为方便，且基本兼容 51 程序，移植较为简单。 综合以上方案，选用方案二 6
    （2）温度传感模块 方案一：选用热敏电阻电路，此方法精准度较差，且需要进行 A/D 转换。 方案二：选用温度传感器 DS18B20，此传感器采用单线接口双向通信，可测 温度范围大，可在传感器内部将温度模拟量转化为数字量，且误差小。 综合以上方案，选用方案二。 （3）信号输入模块 语音信号输入选用 MP3，单音信号采用 MCU 产生的 PWM 波输入。 （4）红外光发射和接受模块 采 用 红 外 发 射 管 TSAL6200 和 红 外 接 收 管 HS0038 。 德 国 VISHAY 公 司 的 TSAL6200 红外发射器和 TSOP1838 红外接收器具有功能强、电压低、功耗小等特 点,应用广泛. （5）A/D 转换模块 方案一：采用瑞萨 RL78/G13 十六位单片机内置的两路 A/D 转换。电路简答， 可借由代码生成工具生成 AD 代码基本框架，编程简单。 方案二：使用外置 A/D 转换芯片，较之方案一需另外搭建电路。 综合以上方案，选用方案一。 （6）D/A 转换模块 方案一：采用 DAC0832芯片，DAC0832是采样频率为八位的 D/A 转换芯片， 集成电路内有两级输入寄存器，使芯片具备双缓冲、单缓冲和直通三种输入方式， 以便适于各种电路的需要。但是为并行输入，转换方便简单，通过外围运放电路 可产生模拟电压。 方案二：采用 PCF8951芯片，PCF8951是串行输入的八位 D/A 转换芯片。电 路简单，占用 IO 口较少，单转换需要 IIC 协议，较麻烦 综合以上方案，选用方案二。 （7）显示模块 方案一：采用 LED 数码管显示器。LED 数码管亮度高，醒目，但是其电路 复杂，占用资源较多，显示信息量较小。 方案二：采用 1602 液晶显示器。LCD 有明显的优点：微功耗、尺寸小，超薄 7
    轻巧、显示信息量大、字迹清晰、美观、视觉舒适，使整个控制系统更加人性化。 综合以上方案，选用方案二。 2、系统理论分析与计算 2.1 红外光通信的分析 (1) 红外通信原理 在红外数据发射过程中，首先将得到的二进制脉冲码调制到 465Khz 载波上， 经缓冲放大后送至红外发光二极管，转化为红外信号发射出去。对于 465Khz 载 波的实现，本设计采用自激震荡电路产生 465KHz 正弦波，再将正弦波经过一个 与非门，产生一个 465Khz 的脉冲信号。 红外编码的形式有多种，其中最为常用的是 PWM 码(脉冲宽度调制码)和 PPM 码(脉冲位置调制码）。前者以宽脉冲表示 1，窄脉冲表示 0。后者脉冲宽 度一样，但是码位的宽度不一样，码位宽的代表 1，码位窄的代表 0。脉宽为 0.56ms、间隔 0.565ms、周期为 1.125ms 的组合表示二进制的“0”；以脉宽为 0.56ms、间隔 1.69ms、周期为 2.25ms 的组合表示二进制的“1”。如图 2-1 所示．本 设计是以 PPM 码对红外数据进行发送。 图 2-1 指令脉冲图 红外激光编码脉冲信号由引导码、系统码、系统反码、功能码、功能反码等 信号组成。引导码也叫起始码，由宽度为9ms的高电平和宽度为4.5ms的低电平组 成，用来标志红外激光编码脉冲信号的开始。如图2-2所示． 图 2-2 信号引导码图 系统码也叫识别码，它用来指示红外通信系统的种类，以区别其它通讯系统， 防止各红外通讯系统的误动作。功能码也叫指令码，它代表了相应的控制功能， 接收机中的可根据功能码的数值完成各种功能操作。系统反码与功能反码分别是 系统码与功能码的反码，反码的加入是为了能在接收端校对传输过程中数据是否 8
    分享到：
    赞 收藏

    相关推荐

    资料库

    行业

    共收录7266份资料，累计15个分类，关注成员有19位，主要包括：物流,旅游,餐饮零售,网络游戏,咨询,金融,电子政务,外包,教育,制造,医疗,嵌入式,互联网,交通,电信

    热门标签

    物流 旅游 餐饮零售 网络游戏 咨询 金融 电子政务 外包 教育 制造 医疗 嵌入式 互联网 交通 电信

    最新资料