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1、 武汉工业学院毕 业 设 计设计题目：基于单片机的无线传输系统设计姓 名 学 号 院 （系） 数理科学系 专 业 电子信息科学与技术指导教师 年6月11日30目 录摘要IAbstractII1 红外通信技术概述11.1 近距离无线通信简介11.2 红外通信的优点与应用31.3 红外通信技术开辟数据通信的未来42 红外通信系统总体构成52.1 红外技术的物理基础52.2 红外通信原理6 2.3 红外发射器原理6 2.4 红外接受器原理73 红外信号传输协议与编码原理8 3.1 几种常用红外通信协议8 3.2 编码原理94 单片机AT89C52简述114.1 AT89C52概述114.2 AT89
2、C52单片机引脚排列及功能115 红外通信系统接口电路设计155.1 系统实现的功能155.2 主机发射电路155.2.1发射电路的硬件部分155.2.2发射电路的软件部分165.3 从机接受电路215.3.1接受电路的硬件部分215.3.2接受电路的软件部分215.4 系统测试效果26结束语27谢辞28参考文献29摘要红外通信技术是利用红外线来传递信号，属于无线通讯技术。红外通信具有控制简单、实施方便, 传输可靠性高的特点, 是一种较为常用的通信方式。红外通信是利用红外技术实现两点间的近距离保密通信和信息转发。它一般由红外发射系统和接收系统两部分组成。发射系统是通过单片机对一个红外辐射源进行
3、调制后发射红外信号，而接收系统用光学装置和红外探测器进行接收并通过单片机解码，由红外发射系统和红外接收系统构成了红外通信系统。红外通信技术已用于各种便携设备上。随着移动计算和移动通讯设备的日益普及，红外数据通讯已经进入了一个发展的黄金时期。从IRDA的成立至今，IRDA标准的认可度与日俱增。尽管现在有来自蓝牙技术的挑战，但红外通讯技术以其低廉的成本和广泛的兼容性在将来很长的一段时间内在短距离的无线数据通信领域仍将有很广阔的应用空间。关键词：单片机；红外；通信 AbstractInfrared communication technology is the use of infrared to
4、transfer the signal, belonging to the wireless communication technology. Infrared communication with the control is simple, easy to implement, transmission and high reliability, is a more common means of communication.Infrared communication is the use of infrared technology for secure communications
5、 between two points and information forwarded close. It generally consists of infrared transmitting system and receiving system composed of two parts. SCM transmission systems by infrared radiation of a modulated infrared signal after the launch, while the receiving system using optical devices and
6、infrared detectors to receive and decode the single chip microcomputer, the infrared emission system and the infrared receiver system constitutes the infrared communication system.Infrared communication technology has been used for various portable devices. As mobile computing and the growing popula
7、rity of mobile communication devices, infrared data communication has entered a golden age of development. Far from the establishment of IRDA, IRDA growing acceptance of standards.Although there are challenges from the Bluetooth technology, infrared communications technology but with its low costs a
8、nd broad compatibility in the future for a long period of time within a short distance wireless data communications will have very broad application space.Key Words: Microcontroller unit; Infrared; Communication1 红外通信技术概述1.1 近距离无线通信简介随着短距离无线数据业务迅速膨胀，近距离无线通信技术呈现出良好的发展势头。受到越来越多人的关注。因为在现实生活中存在着许多这样的应用情
9、况，系统需要实时传输小量的突发信号，当然传统的无线通信技术虽然能够满足要求，但免不了存在成本高，体积大，功耗大的问题，这时成本小，体积小，功耗低的短距离无线通信技术就发挥了它的优势，尤其在传统无线通信系统难于或者不便于覆盖到的区域，短距离无线通信技术可以在近距离范围内实现相互通信或相关操作1。但是当今信息技术高速发展，形成了令人眼花缭乱的无线通信协议和产品。如何能够低成本、方便快捷的实现近距离无线通信，使它能够广泛应用在工业无线控制系统、家庭智能化建设、小型无线数据终端等无线传输系统中，成了一个很值得研究的课题。目前使用较广泛的近距无线通信技术是蓝牙(Bluetooth)，无线局域网802.1
10、1(Wi-Fi)和红外数据传输(IrDA)。同时还有一些具有发展潜力的近距无线技术标准，它们分别是：Zigbee、超宽频(Ultra WideBand)、短距通信(NFC)、WiMedia、GPS、DECT、无线1394和专用无线系统等。它们都有其立足的特点，或基于传输速度、距离、耗电量的特殊要求；或着眼于功能的扩充性;或符合某些单一应用的特别要求或建立竞争技术的差异化等。但是没有一种技术可以完美到足以满足所有的需求。1. 蓝牙技术bluetooth技术是近几年出现的，广受业界关注的近距无线连接技术。它是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，它以低成本的短距离无线连接为基础，可为固定的或移动
11、的终端设备提供廉价的接入服务。蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，其实质内容是为固定设备或移动设备之间的通信环境建立通用的近距无线接口，将通信技术与计算机技术进一步结合起来，使各种设备在没有电线或电缆相互连接的情况下，能在近距离范围内实现相互通信或操作。其传输频段为全球公众通用的2.4GHz ISM频段，提供1Mbps的传输速率和10m的传输距离。蓝牙技术诞生于1994年，Ericsson当时决定开发一种低功耗、低成本的无线接口，以建立手机及其附件间的通信。该技术还陆续获得PC行业业界巨头的支持。1998年，蓝牙技术协议由Ericsson、IBM、Intel、NOKIA、Tosh
12、iba等5家公司达成一致。蓝牙协议的标准版本为802.15.1，由蓝牙小组(SIG)负责开发。802.15.1的最初标准基于蓝牙1.1实现，后者已构建到现行很多蓝牙设备中。新版802.15.1a基本等同于蓝牙1.2标准，具备一定的QoS特性，并完整保持后向兼容性。但蓝牙技术遭遇了最大的障碍是过于昂贵。突出表现在芯片大小和价格难以下调、抗干扰能力不强、传输距离太短、信息安全问题等等。这就使得许多用户不愿意花大价钱来购买这种无线设备。因此，业内专家认为，蓝牙的市场前景取决于蓝牙价格和基于蓝牙的应用是否能达到一定的规模。2. Wi-Fi技术Wi-Fi(Wireless Fidelity：无线高保真)
13、也是一种无线通信协议，正式命名IEEE802.11b，与蓝牙一样，同属于短距离无线通信技术。Wi-Fi速率最高可达11Mb/s。虽然在数据安全性方面比蓝牙技术要差一些，但在电波的覆盖范围方面却略胜一筹，可达100 m左右。Wi-Fi是以太网的一种无线扩展，理论上只要用户位于一个接入点四周的一定区域内，就能以最高约11Mb/s的速度接入Web。但实际上，如果有多个用户同时通过一个点接入，带宽被多个用户分享，Wi-Fi的连接速度一般将只有几百kb/s的信号不受墙壁阻隔，但在建筑物内的有效传输距离小于户外。WLAN未来最具潜力的应用将主要在SOHO、家庭无线网络以及不便安装电缆的建筑物或场所。目前这
14、一技术的用户主要来自机场、酒店、商场等公共热点场所。Wi-Fi技术可将Wi-Fi与基于XML或Java的Web服务融合起来，可以大幅度减少企业的成本。例如企业选择在每一层楼或每一个部门配备802.11b的接入点，而不是采用电缆线把整幢建筑物连接起来。这样一来，可以节省大量铺设电缆所需花费的资金。最初的IEEE802.11规范是在1997年提出的，称为802.11b，主要目的是提供WLAN接入，也是目前WLAN的主要技术标准，它的工作频率也是2.4GHz，与无绳电话、蓝牙等许多不需频率使用许可证的无线设备共享同一频段。随着Wi-Fi协议新版本如802.11a和802.11g的先后推出，Wi-Fi
15、的应用将越来越广泛。速度更快的802.11g使用与802.11b相同的正交频分多路复用调制技术。它工作在2.4GHz频段，速率达54Mb/s。根据最近国际消费电子产品的发展趋势判断，802.11g将有可能被大多数无线网络产品制造商选择作为产品标准。微软推出的桌面操作系统WindowsXP和嵌入式操作系统WindowsCE，都包含了对Wi-Fi的支持。其中，WindowsCE同时还包含对Wi-Fi 的竞争对手蓝牙等其它无线通信技术的支持。由于投资802.11b的费用降低，许多厂商介入这一领域。Intel推出了集成WLAN技术的笔记本电脑芯片组，不用外接无线网卡，就可实现无线上网2,3。3. 红外数据传输红外线数据协会IrDA(Infrared Data Association)成立于1993年。起初，采用IrDA标准的无线设备仅能在1m范围内以115.2 kb/s速率传输数据，很快发展到4Mb/s以及16Mb /s的速率。IrDA是一种利用红外线进行点对点通信的技术，是第一个实现无线个人局域网(PAN)的技术。目前它的软硬件技术都很成熟，在小型移动设备，如P
