紅外線光通信裝置設計

陳力生，付　輝

（四川省綿陽市涪城區西南科技大學，四川　綿陽　621000）

紅外線光通信裝置設計

陳力生，付輝

（四川省綿陽市涪城區西南科技大學，四川綿陽621000）

【摘要】系統以STM32系列單片機為控制核心，實現信號的編解碼以及傳輸控制功能，并且用它來控制溫度傳感器。結合了紅外線發射管，用以將電能直接轉換紅外光并產生輻射，因其應用的廣泛性，選擇它作為紅外線發生裝置，還用及紅外線接收頭，來接收紅外線光信息轉換為音頻信息。

【關鍵詞】STM32；紅外線；OP07

1　總體設計

1.1總體設計方案框圖

紅外線光通信裝置的設計思想如下圖所示：

圖1　系統整體結構框圖

1.2系統原理分析

紅外線的傳送利用179.9K的載波，此頻率為一個定值，采用NE555來構建模型，在輸送的信號中要有10倍的載波幅值周期來支持，末端應該有77.8us的置1電平信號，因此模式化地占用了160us的時間，在中轉信息傳送中，必須將音頻信息添加在載波中，音頻信號傳輸的實際就是分辨不同的頻率，因此傳送的時間不相同，其占空比各異。頻率調制的當中用179.9K的基波和299.9HZ到3.39KHZ進行調制，將信號呈現周期不同的狀態進行疊加后傳送。

2　各模塊硬件設計

硬件部分主要有紅外發送部分、紅外接收部分、音頻放大部分、模擬開關PGA1636、溫度傳感器部分以及正弦轉化為方波的部分，用模擬開關來實現數字通道和模擬通道的選擇，進入數字通道可以實現編碼和解碼的功能，模擬通道則用來控制溫度傳感器。

下圖為正選波轉化為方波時的測試波形：

圖2　正弦轉化為方波的模塊

3　軟件論證

剛開始我們對于題目的理解曾一度偏向了軟件編碼，解碼和壓縮。當時我們方案選擇了38K的載波頻率，因而傳輸幀的表頭和結尾的局限性導致信息量的增大，而載波和紅外傳輸管和接收管的頻率限制相沖突。我們的壓縮方式需要改進，因而我們選擇了更為靈活的方式，即主要通過硬件來搭建電路實現功能。

3.1發送溫度信號

將溫度值發送出來，并將開關打到模擬開關的狀態，觀察數據是否接受，如果數據開始接受的話，延時8秒后將信息傳輸到了接收裝置中，如果數據沒有被接受，則整個過程會重新開始。

3.2接受溫度信號

讀取STM32單片機的PA0引腳值，判斷時間是否為5毫秒，如果不是的話將變量和接受的數據流清零，如果是的話，則將a的值賦予1。

3.3使用外部中斷

溫度初始后的值顯示在液晶上，收到的位置1，并判斷數據是否接收，如果沒有接收的話收到的位置1，如果接收的話，將值顯示在液晶上。

3.4讀取外部中斷

判斷寄存器的時間值是否為5毫秒，是的話表面搜索到了，判斷時間值是否為10毫秒，如果是的話則收到的位為1，不是的話接著進行下面的判斷，判斷時間值是否為1s，如果是的話，收到的位為0，不是的話，進行清零操作。

4　結論

經過測試和較為嚴密的分析，電路將信號盡最大的可能通過紅外線傳輸到了我們的接收裝置上。在規定的無差范圍內，而且語音沒有明顯的失真。

【參考文獻】

［1］ALANV.OPPENHEIM.信號與系統［M］.西安：西安交通大學出版社，1997年

［2］元秋奇著.數字圖像處理學［M］.北京：電子工業出版社，2000年

［3］吳運昌.模擬電子線路基礎［M］.廣州：華南理工大學出版社，2004年

【作者簡介】

陳力生（1994—），漢，四川省雅安市石棉縣人，本科，研究方向：電氣工程。