红外通信实验

红外通信实验实验目的学习红外通信的过程，红外发射、接收的原理和电路设计及其编程的实现。实验设备PC机一台，TD-NMC+实验装置一套，红外模块。实验内容了解红外通信，学习数据编码解码过程，编写程序实现单片机对红外模块的操作，实现发射接收。实验原理红外线是波长在750nm至1mm之间的电磁波，频率高于微波低于可见光，是一种人眼无法观测的光线。红外接口是一种应用广泛的无线连接技术。但由于红外线本身的特点：波长较短对障碍物的衍射能力差，所以更适合短距离无线通信，进行点对点的传输。红外数据协会（IRDA）将红外数据通信所用波长限制在850nm到900nm之间。另外，由于具有功率小，成本低，在指定载波下发射，稳定性高，不易受无线电干扰等优点可应用于红外控制。红外发射接收是通过电信号的脉冲和红外光脉冲之间的相互转化实现数据的无线收发。数据的编码解码采用的是PT2262，PT2272一对编码解码芯片，编码芯片PT2262发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，通过TE脚来控制串行数据的发送，解码芯片PT2272接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT脚才输出高电平，与此同时相应的数据脚也输出约4V互锁高电平控制信号。如果发送端一直按住按键，编码芯片也会连续发射。当发射机没有按键按下时，PT2262不接通电源，其19脚为低电平，当有按键按下时，PT2262得电工作，其第19脚输出经调制的串行数据信号。在通常使用中，我们一般采用8位地址码和4位数据码，这时编码电路PT2262和解码PT2272的第1～8脚为地址设定脚，有三种状态可供选择：悬空、接正电源、接地三种状态，3的8次方为6561，所以地址编码不重复度为6561组，只有发射端PT2262和接收端PT2272的地址编码完全相同，才能配对使用，即通过PT2262编码输出的数据才能通过PT2272解码输出。红外线通信过程中所用载波是通常所用的38KHz。TEDATAOUTVTLATCHED4WORD4WORD4WORDDATABITSDATABITS图1编码解码时序图CLKBIT0FLOATINGBIT1图2编码值图3芯片引脚图发射图4红外发射原理图接收图5红外接收原理图实验步骤1.红外控制（自发自收）通过手动控制拨动开关设置红外发射地址及发送数据，通过按动KK1-，控制发送数据。编写单片机接收程序设置接收地址，并将通过经外接收到的数据送给发光二极管进行显示。⑴确认红外模块被正确的插接在实验箱上；⑵实验参考接线图如图6所示，按图接线；⑶编写实验程序，编译、链接无误后启动调试（参考rcv.c程序）；⑷拨动K0－K7控制输出的地址（例程设为全‘0’），拨动K8－K11开关，控制输出的数据；⑸执行程序，按动KK1-，接收发送来的数据，看是否与发送的数据一致；⑹改变开关地址，与程序中所给的接收地址（P0的值）不一致，查看数据接收是否成功；⑺重复几组数据，进行程序功能测试。单次脉冲单元开关及LED显示单元红外模块PT2262/PT2272单片机开关及LED显示单元P10P13P11P12D0D1D2D3TEKK1--D0D1D2D3A0A1A2A3A4A5A6A7K8K9K10K11K0K1K2K3K4K5K6K7图6实线接线图2.单机红外通信（自发自收）编写单片机发送程序控制完成发射地址、发送数据的设置，并控制数据的发送，编写单片机接收程序，设置接收地址，单片机接收到数据后再输出到发光二极管显示。⑴确认红外模块被正确的插接在实验箱上；⑵实验参考接线图如图7所示，按图接线；⑶编写实验程序，编译、链接无误后启动调试（参考程序：rsend.c）；⑷执行程序，接收发送的数据，看是否与发送的数据一致；⑸改变程序中所给的地址（P0）的值不同，查看数据接收是否成功。单片机开关及LED显示单元P10P13P11P12D0D1D2D3TED0D1D2D3A0A1A2A3A4A5A6A7P20P21P22P23D0D1D2D3D4D5D6D7红外模块PT2262/PT2272单片机P27图7实验接线图3.双机红外通信两台实验设备，一个实验设备完成发射功能，构成发射机，另一个实验设备完成接收功能，构成接收机，进行发射接收实验。编写单片机发送程序控制发射机完成发射地址、发送数据的设置，并控制数据的发送，编写单片机接收程序控制接收机设置接收地址，单片机接收到数据后再输出到发光二极管显示。⑴确认红外模块被正确的插接在实验箱上；（由于红外线易被遮挡，和方向性明显，所以应保证发射头和接收头对准，以保证通信效果。）⑵发射机实验参考接线图如图8所示、接收机实验参考接线图如图9所示。两台机器分别构成发射机和接收机；⑶编写实验程序，编译、链接无误后启动调试（发射机参考send.c,接收机参考rcv.c）；⑷发射地址（发射机P0的值）和接收地址（接收机P0的值）应设置为一致；⑸执行程序，接收发送的数据，看是否与发送的数据一致；⑹改变发射机地址，查看数据接收是否成功；⑺改变接收机地址，查看数据接收是否成功；⑻重复几组数据，进行程序功能测试。图8发射机实验接线图图9接收机实验接线图