红外传输(精选四篇)
红外传输 篇1
1 红外音频传输实验系统总体设计
语音信号通过麦克输入, 经过同相放大器进行放大, 再经带通滤波器对放大后的信号进行滤波, 经红外发射管发射, 接收端由红外接收管接收, 经同相放大器放大, 带通滤波器滤波后再由功率放大器放大经扬声器输出。系统原理框图如图1所示。
2 系统硬件设计
2.1 中央控制模块
该文提出的红外音频传输实验系统采用STM32单片机作为中央控制单元。该款单片机资源丰富, 内部集成了AD、UART、SPI等常用模块, 抗干扰能力强, 运行稳定可靠, 其主频最高可达72M, 运行速度远远高于普通51单片机。使用STM32作为本系统的控制器可大大简化系统复杂度。
2.2 语音信号放大模块
本系统选用NE5532芯片作为语音信号放大模块核心器件。NE5532是高性能低噪声双运算放大器 (双运放) 集成电路。输入的语音信号需要经过同相放大器进行放大, 如图2所示。声音信号由NE5532的3脚 (同相输入端) 输入, 输出经R9和R10反馈回输入端。本系统选择R12=1K, R9=10K, R10为100K滑动变阻器, 从而实现增益可变。
2.3 有源带通滤波电路
图3为带通滤波电路, 其中R4、C6组成低通网络, C1、R6组成高通网络, 两者串联就组成了带通滤波电路。
2.4 红外通信模块
为使发射的功率较大, 发射距离较远, 选择9个红外发射管作为发射, 我们采用的功率较大的三极管TIP41。但该三极管的放大倍数过低, 因此需要在前级加一路放大, 用LM386的输出对三极管驱动, 又由于LM386具有很强的功率放大作用, 为了防止三极管饱和, 在LM386输入端加滑动变阻器对输入信号进行衰减, 这样就能很好地驱动三极管。如图4所示为红外发射电路, 图5所示为红外接收电路。
3 结语
该文提出了一种红外音频传输实验系统设计方案。通过实验证明该系统可以较好地完成语音信号的采集、处理、发射、接收、还原。满足电子信息类学生综合设计性实验的要求, 且成本低、易实现。
参考文献
[1]余义雄, 肖飞, 谭军一.基于调频技术的红外音频传输设计[J].电子制作, 2014 (5) :64.
基于调频技术的红外音频传输设计 篇2
信号的调制有三种方式,分别是调幅,调频与调相,其中幅度调制比频率调制效率低,抗干扰性弱,带宽窄,并且频率调制具有比相位调制经济等优点,因此我们平时大多采用频率调制。PLL( 锁相环技术) 是一种闭环自动控制系统能自动跟踪输入信号的相位,PLL技术在广播, 通信,导航,电视,雷达,计算机与仪表等领域具有非常广泛的应用,CD4046(锁相环集成电路)是一种通用的CMOS锁相环集成电路,它的特性是电源电压为3~18v, 输入阻抗高达100MΩ,最高工作频率约1.3MHz,动态功耗小,属微功耗器件。故其在很多方面得到了应用,比如:调频与解调,电视机彩色副波提取,FM立体声解码,遥控系统等。
1系统结构框图(图1)
2红外发射模块
声音信号通过两个47k的电阻叠加到一起后,通过电容耦合到共集电极电路,此时变化的交流信号叠加到了三极管的静态直流上。信号到达集成锁相环后, 把变化的电压信号转化为变化的频率信息然后通过发射驱动光电二极管。
2.1原理电路图( 图2)
3红外接收电路
红外接收电路把携带信息的红外信号转化为同样频率的电压信号,整形电路把红外接收电路接收到的电压信号通过整形为标准的方波信号。集成锁相环通过对方波频率信号的跟踪,把频率信号还原为声音信号,送到功放电路进行放大。音频信号有左右两个声道, 通过两个47K的电阻叠加到一起. 叠加到一起的信号通过电容C1耦合到共集放大电路.C1的作用是不影响共集放大电路的静态工作点。共集电极放大电路的作用是把交流信号耦合到静态工作点的直流上, 让交流信号在一个直流量的基础上变化。不同的电压值就对应了不同的频率。电容C2和变阻器R6的作用是共同决定了CD4046的振荡频率。叠加在直流上的交流信号,对应不同频率的方波信号在锁相环的4脚输出。 然后再发射管上得到相应频率的信号。
接收电路把光信号转化为电流信号, 变化的电流信号通过电阻转化为变化的电压信号。LM311是一个电压比较器,通过过0比较,把电压信号整形为标准的方波信号输出。接收电路中,中心频率要与发射电路的中心频率一样,由电容R4和电阻R13决定。R12和电容C5对频率信号进行滤波然后由源跟踪器10脚输出模拟信号,R15和LED2起指示灯的作用。
3.1电路原理图(图3)
4调试技巧
红外发射电路可以通过调节共基放大电路射级的滑动变阻器,把静态工作点调节到一个合适的电压,使晶体管处于放大区,VCE电压在1v左右。此时调节CD4046的滑动变阻,使没有声音信号输入的时候的静态工作点电压对应60K的频率。当声音的交流信号叠加到直流上时,CD4046的输出电压以60K为中心频率波动。从4脚的输出看到,没有加入声音信号时稳定在60k HZ,当叠加上声音信号后,可以看到频率在60Khz附近波动。
5 PLL
PLL是一种闭环的自动跟踪负反馈系统, 因锁相环可以实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪,所以锁相环通常用于闭环跟踪电路。该技术在频率调制方面应用十分广泛, 遍及广播、电视、通信、雷达、导航、计算机及仪表等领域。
在工作的过程中,当锁相环的输出信号的频率与输入信号的频率相等的时候, 输出电压与输入电压保持特定的相位差值,也就是输出电压与输入电压的相位被锁住,这就是所谓的锁相环。
PD :PD是用来检测输入信号与输出信号的相位差,并且把检测出的相位差信号转换成u D(t)。
LF: 该信号经低通滤波器滤波后形成压控振荡器的控制电压u C(t)。
VCO: 电流控制振荡器其对振荡器输出信号的频率实施控制,VCO在锁相环系统中起着关键功能模块作用,它的性能对整个PLL系统起着决定性作用,具有高性能的VCO要求其相位噪声比较低,并且具有调节范围比较宽和调节线性度比较好。
6结束语
红外传输 篇3
1 红外传输系统硬件设计
1.1 发送终端硬件设计
如图1所示为发送端电路框图, 其核心为一义隆单片机EM78P153S, 采用单片机作为发送端灵活性强、具有很大的可扩展性, 除了可接常用的遥控键盘、摇杆外, 还可接各种传感器, 比如温度、湿度传感器等, 同时采用义隆的OTP芯片价格非常便宜, EM78P153S单价差不多是0.7元, 可适用于各种产品。
如果需要远距离遥控的, 这时可增加红外发射管个数以加大发射功率, 单片机的第8脚接到三极管8050的基极以驱动三极管, 集电极接了三个以串联方式相连的红外发射管。当8脚输出高电平时, 三极管处于饱和状态, 发射管有电流通过, 当8脚输出低电平时, 三极管截止, 发射管不导通。
1.2 接收终端硬件设计
首先由红外接收头接收来自发射管的信息, 对信息解调之后可由单片机进行解码, 为了实现解码跟控制的实时性, 接收头可连到单片机的外部中断引脚, 单片机解码后, 根据通信协议, 驱动相应的外围设备, 比如驱动电机或把相关信息显示在液晶屏上。
图2为红外接收头跟电机驱动的电路图。
如图2所示, 电路图的右边为小直流电机的驱动电路, Q2、Q4为PNP管, Q6、Q8为NPN管。当单片机引脚9输出高电平, 8脚输出低电平时, Q6导通, Q8截止, 所以此时Q4的基极被拉低, P管导通, 所以在Q4到Q6之间就形成了一通路, 电流从Q4流经电机再从Q6到地。相反, 如果单片机的8脚出高电平, 9脚低电平, 那么电流将从M2-流到M2+。这就实现了直流电机正反转的控制了。
2 系统软件设计
2.1 编码及其软件实现
红外遥控器的原理是将编好的代表二进制的代码以调制的形式加载到38K红外波上, 然后通过红外发射和接收装置来实现对电器的遥控。
其中遥控码具有以下特征:采用脉宽调制的串行码, 以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms的组合表示二进制的“0”;以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms的组合表示二进制的“1”。“0”、“1”编码和38K载波如图3所示。
如图3所示, 当数据码为0.565ms的高电平时, 最终的红外信号就是38K的载波, 当数据为低电平时, 最终的红外信号也为低电平, 所以调制实际就是把数据码与载波进行一个“与”的操作。基于此, 我们可以采用定时器来准确获得38K的定时值, 并在定时溢出时进入中断服务程序, 在中断服务程序中对某个I/O口取反, 即可获得38K载波的载波输出了。
2.2 解码及其软件实现
利用红外一体接收头接收遥控器发出的信号, 因为红外一体接收头输出的信号已经是解调过后的高低电平信号, 可直接输入单片机, 通过单片机对接收到的信号图2红外接收头、直流电机驱动电路图进行解码。
准确解码关键在于扫描时间控制的精准度, 下面以检测数据“0”为例做介绍。
数据码“0”的高低电平各为0.56ms, 为了准确检测高低电平变化以及防止毛刺影响, 高低电平分别检测两次, 当检测结果满足0.19ms处、0.38ms处为高电平, 0.75ms处和0.94ms处为低电平时则为数据码“0”。
为了时间定位得准确, 必须利用定时器, 程序可以这样设计, 当边沿触发进入外部中断服务程序时, 表示接收到信号了, 这时开定时器, 定时时间为0.19ms, 当时间到时, 在定时中断服务程序检测中断引脚的电平, 同时修改定时值检测下一个抽样点, 要求。
当各个抽样点的电平都满足时, 把数据码“0”保存下来, 同时关闭定时器, 等待下个数据码的到来, 当下个数据码触发了外部中断时, 再次打开定时器做抽样检测, 以此类推把整一帧数据接收下来。
3 结语
本文提出了一套完整的红外线传输系统的设计方案, 并给出了其软硬件的具体设计方法。该系统目前已应用于遥控小车中, 并成功产业化, 经实践证明, 本文提出的方案有很大的实际应用价值、性能稳定、实时性强, 能满足大部分红外传输系统的
图3编码和载波波形图
摘要:本文介绍了一种基于单片机的红外线传输系统。该无线传输系统分为发送端及接收端, 发送端可以采集按键、摇杆信息, 以及各种温度湿度信息, 并对采集的信息进行编码, 通过红外发射管把信息发送出去;接收端对接收到的信息进行解码, 并根据接收的信息作出相应的控制或在显示屏上显示出来。实际应用证明, 该系统具有很好的适用性、扩展性与灵活性, 能满足大部分红外传输系统的要求。
关键词:红外线,无线传输,编码,解码
参考文献
[1]李朝青.单片机原理及接口技术[M].北京航空航天大学出版社, 1999.
[2]陈懂.智能小车的多传感器数据融合[J].现代电子技术, 2005.
[3]纪宗南.红外线遥控发射器的原理及应用[J].国外电子元器件, 1999.
红外传输 篇4
在日常生活、工业生产和农业应用中常常需要对温度的测量和控制, 必要时还需要对多点的温度进行测量和采集。目前市场上已经存在着很多种的多路温度测量仪, 多通道数据采集系统向着经济便捷的方向发展。
多路温度采集的实现有很多种方案, 有传统的一线式传输, 也有总线式传输, 本设计使用红外进行数据传输, 对从机进行地址编码来实现多路数据的传输, 可以节约线路铺设上的成本, 且测量的点数由编码的位数决定。
1方案描述
该系统由主机与从机构成。从机利用数字式温度传感器DS18B20进行多点温度采集, 并将采集到的温度值处理后用红外无线发送给主机, 从机的数目可根据实际需要来选择;而主机主要控制从机进行温度的采集和并显示数据。为节省从机电源, 从机一般工作在空闲模式, 只有在主机发出信号后, 给从机一位外部中断, 才会使其进入工作模式。总体方案如图:
2电路设计
2.1温度测量电路
基于数字式温度传感器DS18B20的测量电路, 输出数字量, 简单方便。
2.2红外发射和接收电路
红外发射管TASL62工作电流为50mA, 电压为2V, 使用单片机无法直接驱动, 可以通过PNP管9012驱动, 再串联一47欧电阻则可得到大约50mA电流。
而接收头HS0038接收到38KHz左右的红外的红外调制信号后在OUT引脚上输出一低电平。此处为了减少外围38KHz调制电路, 可以由单片机在P2. 4 (连接到TRA) 产生一26us的方波信号, 即可以得到38KHz的调制红外信号, 通过调节发射信号的发射时间和停止发射时间的长短来表示数字量0或1。REC连接到单片机P3.3。
3软件设计
3.1红外发射接收协议
协议中先发送低字节, 再发送高字节;每字节发送完以后再取反码发送;接收端将两次收到的数据中的一组取反, 若取反后与另一组数据相等则发送成功, 否则发送失败, 这样可以增加接收和发送的准确性, 避免外界的干扰。
发射协议:
起始位:发送2600us的38KHz调制红外线, 再停止发射3000us;
发射0:发送1000us的38KHz调制红外线, 再停止发射1000us;
发射1:发送1000us的38KHz调制红外线, 再停止发射2000us。
接收协议:
接收到起始位 (中断后大于2500us的高电平) 后, 开始数据接收;
接收0:接收到低电平后, 接收到750~1500us高电平;
接收1:接收到低电平后, 接收到1500~2500us高电平;
干扰信号:小于750us的高电平。
3.2从机程序
从机红外接收头接收主机发出的红外信号后, 产生一低电平, 使从机产生中断, 由节电模式进入中断, 将接收到的信号解码后与自身的编码比较, 若相同则读取DS18B20中的温度数据, 并将温度数据发送给主机。否则, 返回进入节电模式。
从机程序流程图如图所示:
4结语
有些功能都是由软件来实现的, 像键盘的去抖动、38Khz调制波的产生等本都可以使用硬件来实现, 但使用软件来实现这些功能, 降低了制作成本。