《微型计算机原理课程设计报告—微型计算机的红外接口与红外通信（仅供参考）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微型计算机原理课程设计报告—微型计算机的红外接口与红外通信（仅供参考）（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、微型计算机原理课程设计报告微型计算机原理课程设计报告微型计算机的红外接口与红外通信（仅供参考）微型计算机的红外接口与红外通信（仅供参考）摘要:研究微型计算机的短距离红外无线通信技术,设计红外接口和数字录音接口电路,编写应用程序,实现文本、图形(由于时间关系未做)和语音数据的红外无线传输.关键词:无线串行通信 红外数据通信 MASM32一技术背景红外通信在人们日常生活中扮演着重要的角色:从电视机、VCD 遥控器,到电梯、门禁系统,乃至便携式电脑,都可以见到红外通信的身影.由于其价格低廉,使用方便,解决了有线连接的许多不便,因而受到了家电设备厂商、电脑外围设备商、以及通信设备厂商的高度重视.为了实
2、现各类产品的互连,国际上还成立了一个红外数据通信协会(IrDA: Infrared Data Association)来协调各方面的工作,并制定了一系列的标准.这一系列标准的出台不仅规范了产品的设计,同时还进一步扩展了红外通信的功能和应用领域(如:数据传输速率即可高达到 4Mb/s,而且进一步的建议中还允许高达 16Mb/s 的速率).这些标准包括:物理层协议、数据链路层协议、数据链路控制协议以及其它高层的如:流控制协议、串行通信协议、类HTTP 的实体交换协议、图象交换协议、局域网接入协议等等.目前微型计算机的短距离联接大都还是有线(电缆)联接,微机之间以及微机与外设之间的联线往往造成麻烦.
3、短距离联接到发展必然要走向无线联接,目前主要的短距离无线联接技术有红外通信技术和蓝牙通信技术,前者采用红外线,后者则采用无线电波作为信息传输的媒介.这两种技术各有所长.红外线是波长在 750nm 至 1mm 之间的电磁波,它的频率高于微波而低于可见光,是一种人的眼睛看不到的光线.红外通信一般采用红外波段内的近红外线,波长在0.75um 至 25um 之间.由于红外线的波长较短,对障碍物的衍射能力差,所以更适合于应用在需要短距离无线通信的场合,进行点对点的直线数据传输.蓝牙技术蓝牙技术工作在全球统一的 2.4GHz 工科医(ISM)频段.选用此全球统一的频段,就意味着具有蓝牙功能的设备可以实现全
4、球通用,只要相互在近距离的范围内,就可以实现互联.蓝牙没有直线视距的要求,可以实现全方位的稍远一些的通信,并可提供一定的穿透功能.蓝牙设备功耗低,可以用在 10 米的短距离内数据交换及文件传送,适当加装功率放大器后,通信距离可以扩展到 100 米左右,其速率最高为 12Mbit/s(蓝牙 2.0 版本).由于红外通信技术比较成熟,并且成本低廉,连接方便、简单易用和结构紧凑的特点,因此我们主要研究这一技术.红外数据协会主要发布了 IRDA1.0 和 IRDA1.1 标准.IRDA1.0 可支持最高 115.2kbps 的通信速率,而 IRDA1.1 可以支持的通信速率达到 4Mbps.IRDA
5、标准包括三个基本的规范和协议:物理层规范,连接建立协议和连接管理协议.物理曾规范制定了红外通信硬件设计上的目标和要求,IrLAP 和 IrLMP 为两个软件层,负责对连接进行设置、管理和维护.除此之外,还有一些适用于特殊应用模式的可选层.IRDA 物理层协议提出了对工作距离、工作角度(视角)、光功率、数据速率不同品牌设备互联时抗干扰能力的建议.当前红外通信距离最长为 3 米,接受角度大于 30 度.图 1 给出了IRDA 物理层的方框图.数据速率小于 4Mb/s 时,使用 RZI(归零反转)调制;而在 4Mb/s 的数据速率时,使用 4PPM(脉冲位置)调制.RDA 要求的 RZI(反向归零)
6、调制度编码效果如图 2 中的 IR 帧数据所示,最大脉冲宽度是3/16 位宽或 1.6us 宽(1.6us 是最高位速率 115.2kbps 的位宽的 3/16).逻辑 0 由一个光脉冲代表,0 位的开始对应脉冲的上升沿.逻辑 1 由无光脉冲代表.I二设计任务(1)微机红外接口的设计与调试在异步串行通信接口芯片 8250 的基础上,按照 IRDA 物理层协议,采用 RZI(反相归零)调制方法,设计一个红外接口,其中的脉冲调制发射电路,将串行数字信号转换为红外光脉冲,其中的脉冲解调接收电路,将红外广脉冲转换为串行数字信号,再通过编程实现双机短距离无线通信.(2)微机文件数据的红外无线传输先编程实
7、现文本和图形文件的读出(显示)和保存;再通过红外接口编程实现文本和图形文件的短距离无线发送和无线接收.(3)微机语音数据的红外无线传输设计并调试一个数字录音接口电路,其中包括 A/D 转换电路和 D/A 转换电路,先编程实现语音信号的输入和保存和读出回放,再通过红外接口编程实现语音信号的短距离无线发送和无线接收,并且回放出声音.在本设计中采用 MASM32 开发通信软件,他可以很方便地调用 WINDOWS API 和插入汇编语言.可方便地开发出界面友好的 GUI 图形界面.三设计过程与步骤(1)微机红外接口的设计与调试1.编一简单程序使 8250A 重复送出同一字符代码.(1)8250 初始化
8、程序mov dx,283hmov al,80hout dx,almov dx,280hmov al,12out dx,almov dx,281hmov al,0out dx,almov dx,283hmov al,0bhout dx,al2.通过示波器管程 8250A 的有关输出信号.3.设计并连接红外接口脉冲调制发射电路.红外发射电路4.改变字符代码,调试红外接口脉冲调制发射电路.字符发送程序:invoke GetWindowText,hEdit1,ADDR mybuffer1,256mov ecx,eaxmov esi,offset mybuffer1chck: mov dx,285hin
9、 al,dxtest al,20hjz chckmov dx,280hlodsbout dx,alloop chckmov al,1bhout dx,al5、设计并连接红外接口脉冲调制接收电路.红外接收电路6、改变字符代码,调试红外接口脉冲解调接收电路.接收程序:mov edi,offset mybuffer2rec: mov dx,285hin al,dxtest al,01hjnz rcvjmp recrcv: mov dx,280hin al,dxcmp al,1bhjz overstosbjmp recinvoke SetWindowText,hEdit2,ADDR mybuffer2
10、over:7、编程实现单机自发自收,发送键盘字符,接受后显示出来.8、编程实现双机无线通信,一机键盘字符在另一机屏幕显示出来.(二)微机文件数据的红外无线传输1、编程实现文本文件的读出(显示)和保存.2、将文本文件读出(显示),通过红外接口发送给另一机.3、通过红外接口接受文本数据,显示并保存.文本文件发送和接收程序文本文件的发送程序invoke GetWindowText,hEdit,ADDR mybuffer1,256mov ecx,eaxmov esi,offset mybuffer1chck: mov dx,285hin al,dxtest al,20hjz chckmov dx,28
11、0hlodsbout dx,alloop chckmov al,1bhout dx,al接收程序中mov edi,offset mybuffer2rec: mov dx,285hin al,dxtest al,01hjnz rcvjmp recrcv: mov dx,280hin al,dxcmp al,1bhjz overstosbjmp recinvoke SetWindowText,hEdit,ADDR mybuffer2over:(三)微机语音数据的红外无线传输设计并调试数字录音 A/D 转换接口电路.2.设计并调试数字录音 D/A 转换接口电路.录音机电路3.将语音信号通过数字录音接
12、口电路输入并保存为文件.录音程序:lu proc ;录音子程序mov edi,offset data_qu ;置数据区首地址为 DImov cx,60000 ;录 60000 个数据cldxunhuan:mov dx,luport ;启动 A/Dout dx,alcall delay ;延时in al,dx ;从 A/D 读数据到 ALstosb ;存入数据区,使 DI 加 1loop xunhuan ;循环ret ;子程序返回4.将语音数据通过数字录音接口电路回放为声音.放音程序:fang proc ;放音子程序mov cx,60000 ;放 60000 个数据mov esi,offset
13、data_qu ;置数据区首地址为 SIcldfang_yin: mov dx,fangportlodsb ;从数据区取出数据sub al,30hout dx,al ;放音call delay ;延时loop fang_yin ;循环ret ;子程序返回fang endpdelay proc near ;延时子程序push dxmov al,10h ;设 8253 通道 0 工作方式 0mov dx,2a3hout dx,almov al,100 ;写入计数器初值 200mov dx,2a0hout dx,almov dx,28bh ;设 8255 的 A 口为输入mov al,9bhout
14、dx,almov dx,288h ;从 8255 的 A 口输入delay1: in al,dxand al,1 ;判断 PA0 是否为 1jz delay1 ;若 PA0 不为 1,转 de_laypop dxret ;子程序返回delay endp5、将语音信号输入并通过红外接口发送给另一机.语音发送程序:mov cx,60000mov esi,offset data_quchck: mov dx,285hin al,dxtest al,20hjz chckmov dx,280hlodsbout dx,alloop chck6、通过红外接口接收语音数据并回放为声音.语音接收程序:mov c
15、x,60000mov edi,offset data_qurec: mov dx,285hin al,dxtest al,01hjnz rcvjmp recrcv: mov dx,280hin al,dxstosbloop rec实验中碰到问题总结导线尽量不要往面包板上插,插线一定要插紧,以防接触不良而导致电路不能正常工作.在进行发送和接收的步骤中,经常会出现接收不到的情况,一方面是由于发送的电路中电流太小的缘故,可以改变限流的电阻的大小,来改变电流的大小.另一方面,由与红外传输的局限性,发光管和接收管一定要在同一直线上,从而也给实验带来了一些麻烦.在接电路之前,一定要判断红外发光二极管的好坏
16、.判断红外发光二极管好坏的办法与判断普通二极管一样:用万用表电阻挡量一下红外发光二极管的正、反向电阻即可.由于红外发光二极管的发射功率一般都较小(100mW 左右),所以红外接收二极管接收到的信号比较微弱,因此就要增加高增益放大电路.接收部分的红外接收管是一种光敏二极管.在实际应用中要给红外接收二极管加反向偏压,它才能正常工作,亦即红外接收二极管在电路中应用时是反向运用,这样才能获得较高的灵敏度.实验中曾把它接错了.系统改进措施(1)在接收的过程中,用有线信号接入可以成功,然而无线却不能实现,对电路进行检测并没有接错,在接收二极管的管脚上没有信号,说明没有接收到红外线,考虑到可能是距离太远,将发射管和接收管靠近果然有了信号.这说明了红外线太弱,也就是说发射管的功率不够大,可以用提高电流的方法来实现,由于与非门的输出电流比较小,可以在输出端用两个与非门并接的方法使电流提高,也可以在输出端用一个三极管对电流进行放大.红外通讯电路增强方案: 该电路中主要改进的地方是发射部分采用对管放大,进一步提高了发射功率;而接收部分采用三极管对接收信号进行放大,提高了接收的灵敏度.
