陳力生，付　輝

（四川省綿陽市涪城區(qū)西南科技大學(xué)，四川　綿陽　621000）

紅外線光通信裝置設(shè)計(jì)

陳力生，付輝

（四川省綿陽市涪城區(qū)西南科技大學(xué)，四川綿陽621000）

【摘要】系統(tǒng)以STM32系列單片機(jī)為控制核心，實(shí)現(xiàn)信號(hào)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(jié)合了紅外線發(fā)射管，用以將電能直接轉(zhuǎn)換紅外光并產(chǎn)生輻射，因其應(yīng)用的廣泛性，選擇它作為紅外線發(fā)生裝置，還用及紅外線接收頭，來接收紅外線光信息轉(zhuǎn)換為音頻信息。

【關(guān)鍵詞】STM32；紅外線；OP07

1　總體設(shè)計(jì)

1.1總體設(shè)計(jì)方案框圖

紅外線光通信裝置的設(shè)計(jì)思想如下圖所示：

圖1　系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖

1.2系統(tǒng)原理分析

紅外線的傳送利用179.9K的載波，此頻率為一個(gè)定值，采用NE555來構(gòu)建模型，在輸送的信號(hào)中要有10倍的載波幅值周期來支持，末端應(yīng)該有77.8us的置1電平信號(hào)，因此模式化地占用了160us的時(shí)間，在中轉(zhuǎn)信息傳送中，必須將音頻信息添加在載波中，音頻信號(hào)傳輸?shù)膶?shí)際就是分辨不同的頻率，因此傳送的時(shí)間不相同，其占空比各異。頻率調(diào)制的當(dāng)中用179.9K的基波和299.9HZ到3.39KHZ進(jìn)行調(diào)制，將信號(hào)呈現(xiàn)周期不同的狀態(tài)進(jìn)行疊加后傳送。

2　各模塊硬件設(shè)計(jì)

硬件部分主要有紅外發(fā)送部分、紅外接收部分、音頻放大部分、模擬開關(guān)PGA1636、溫度傳感器部分以及正弦轉(zhuǎn)化為方波的部分，用模擬開關(guān)來實(shí)現(xiàn)數(shù)字通道和模擬通道的選擇，進(jìn)入數(shù)字通道可以實(shí)現(xiàn)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(zhuǎn)化為方波時(shí)的測(cè)試波形：

圖2　正弦轉(zhuǎn)化為方波的模塊

3　軟件論證

剛開始我們對(duì)于題目的理解曾一度偏向了軟件編碼，解碼和壓縮。當(dāng)時(shí)我們方案選擇了38K的載波頻率，因而傳輸幀的表頭和結(jié)尾的局限性導(dǎo)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(jìn)，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(shí)現(xiàn)功能。

3.1發(fā)送溫度信號(hào)

將溫度值發(fā)送出來，并將開關(guān)打到模擬開關(guān)的狀態(tài)，觀察數(shù)據(jù)是否接受，如果數(shù)據(jù)開始接受的話，延時(shí)8秒后將信息傳輸?shù)搅私邮昭b置中，如果數(shù)據(jù)沒有被接受，則整個(gè)過程會(huì)重新開始。

3.2接受溫度信號(hào)

讀取STM32單片機(jī)的PA0引腳值，判斷時(shí)間是否為5毫秒，如果不是的話將變量和接受的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shí)間值是否為5毫秒，是的話表面搜索到了，判斷時(shí)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(jìn)行下面的判斷，判斷時(shí)間值是否為1s，如果是的話，收到的位為0，不是的話，進(jìn)行清零操作。

4　結(jié)論

經(jīng)過測(cè)試和較為嚴(yán)密的分析，電路將信號(hào)盡最大的可能通過紅外線傳輸?shù)搅宋覀兊慕邮昭b置上。在規(guī)定的無差范圍內(nèi)，而且語音沒有明顯的失真。

【參考文獻(xiàn)】

［1］ALANV.OPPENHEIM.信號(hào)與系統(tǒng)［M］.西安：西安交通大學(xué)出版社，1997年

［2］元秋奇著.數(shù)字圖像處理學(xué)［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2000年

［3］吳運(yùn)昌.模擬電子線路基礎(chǔ)［M］.廣州：華南理工大學(xué)出版社，2004年

【作者簡(jiǎn)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。