响周边环境。

红外通信是目前比较常用的种无线数据传输手段，其具有无污染信息传输稳定信号安全性高以及安装使用方便等优点，并且可以在很多场合应用，如家电产品工业控制娱乐设施等领域。

红外通信有着成本低廉连接方便简单易用和结构紧凑的特点，因此在小型的移动设备中获得了广泛的应用。

其可用于许多需要短距离及非接触式传输数据的场合，实现了主机及从机双方非接触式的数据传输。

实现单片机系统红外通信系统的关键在于红外接口电路的设计以及驱动程序的设计。

常用的红外发光二极管发出的红外线波长为左右，外形与普通发光二极管相同，只是颜色不同。

般有透明黑色和深蓝色等三种。

判断红外发光二极管的好坏与判断普通二极管样的方法。

单只红外发光二极管的发射功率约。

红外发光二极管的发光效率需用专用仪器测定，而业余条件下，只能凭经验用拉距法进行粗略判定。

接收电路的红外接收管是种光敏二极管，使用时要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作而获得高的灵敏度。

红外接收二极管般有圆形和方形两种。

由于红外发光二极管的发射功率较小，红外接收二极管收到的信号较弱，所以接收端就要增加高增益放大电路。

然而现在不论是业余制作或正式的产品，大都采用成品的体化接收头。

红外线体化接收头是集红外接收放大滤波和比较器输出等的模块，性能稳定可靠。

所以，有了体化接收头，人们不再制作接收放大电路，这样红外接收电路不仅简单而且可靠性大大提高。

红外传输的距离在几厘米到几十米之间，发射角度通常在，发射强度与接收灵敏度因不同器件，不同应用设计而强弱不。

考虑到红外光反射的原因，在全双工方式下发送的信号也可能会被本身接收，因此红外通信需要采用异步半双工方式，既通信的方发送和接收是交替进行的。

系统设计本课题研究的是通过红外光的传播来实现双端通信，即红外通信系统。

电路板分为两块，分别都可以实现红外的发射和接收，所以通信方式采用异步半双工通信。

该系统中有发射模块接收模块显示模块按键模块等。

本系统能正确收发数据信息，当边有键按下时，另边以数字的形式在数码管上显示出相应的数字信息，双方交换工作，效果如此。

如果在通信过程中因外界干扰造成通信，数码管以显示来提示。

重新发送数据信息，恢复正常通信。

任务要求选择合适的红外器件，并完成单片机和器件之间的接口电路单片机和红外器件的通信及其控制划分系统的功能模块各个功能模块之间设计好接口电路构建整个红外数据通信系统并调试实现半双工通信并调试总体设计图列出了红外通信系统的构成，它主要由个部分组成通信信道红外发射模块红外接收模块。

红外通信是利用近红外波段的红外线作为载体，来进行通信。

发送端采用脉时调制方式，将二进制数调制成频率的脉冲序列，并利用该脉冲序列驱动红外线发射管以光脉冲的形式向外发射红外光而接收端将接收到的光脉冲信号转换成电信号，在进行放大滤波解调处理后还原成二进制电信号，通过数码管显示出来。

在红外线通信系统中，由于红外发射器的发射功率较小，而且信号采用红外线进行传输，易受外界环境的影响，这些因素导致了红外接收器的信号很弱，并且电平变化范围较大。

因此，低噪声的前置放大器设计和自适应的码元判决电路是必须的。

但是使用体化的红外接收器就不用这些麻烦的处理，器件内部可以完成相应的功能，方便使用。

图系统硬件构成框图方案论证单片机选用方案单片机型号的选择方案采用目前比较通用的系列单片机。

此单片机的运算能力强，软件编程灵活，自由度高，市场上比较多见，价格便宜且技术比较成熟容易实现功能。

方案采用凌阳位单片机作为控制核心。

与单片机相比，具有更加丰富的资源，有个可编程的口，个中断源。

但考虑到本设计没有用到这么多的资源，且价格偏贵，市场比较少见，技术不稳定。

在校期间直学习与接触的都只有单片机，所以对此单片机系统有较深刻的了解。

在遇到困难时，可以与同学共同讨论解决，也可以寻找老师帮助。

相较于凌阳单片机，更有把握运用单片机来完成本课题的研究。

故本设计采用方案实现。

串口脉宽调制解调器接收电路发射电路接收电路发射电路脉宽调制解调器串口载波实现方案方案软件产生载波用程序编程实现载波的产生。

借助单片机的内部定时器来产生定周期的方波也是可以实现的，但是这样来就占用了单片机的内部资源，可能会影响后面的源代码编写。

方案硬件产生载波采用构成多谐振荡器，产生的方波，作为红外的载波信号，实现电路如图所示。

为了使载波频率更为接近，在电路中加了个精调电位器，可以通过改变电位器的大小，实现输出波的频率。

在电源端也加上了滤波电容，尽可能的排除电源中的干扰，进步确保产生波准确。

图红外接收器电路图系统软件部分设计软件的设计，要求准确无误的实现红外通信系统的控制功能，并要求系统具有高的可靠性快的反应速度以及低的系统功耗。

本系统的控制功能主要包括发射端的键盘按键输入，按键信息的编码输出，接收端的译码显示等功能。

键盘程序设计设计键盘程序流程图如图所示。

进入中断开始判断按键有闭合否图键盘程序流程图键盘扫描程序如下按键扫描有按键按下则清除待机相关计时变量有按键按下则清除待机相关计时变量有按键按下则清除待机相关计时变量显示程序设计设计显示程序流程图如图所示。

图显示程序流程图数码管显示程序如下显示待机状态延时返回开始初始化查表取显示数据送显示判断是否待机，数码管显示函数，前两位显示发送字符，后两位显示接收到的字符如果接收到非码，律显示等待状态下的显示，打开所有数码管串口波特率发生器设置串行口数据缓冲器是串行口的接收发送缓冲器。

该缓冲器的操作控制是通过指令对的读写来区别是对接收缓冲器操作还是对发送缓冲器操作。

串行口对外也有两条的收发信号线和。

串行口控制寄存器寄存器用来控制串行口的工作方式和状态，它可以是位寻址。

在复位时所有位被清零，字节地址为。

串行通信工作方式选择位多机通信控制位串行接收允许位。

时，允许接收，时，禁止接收接收数据位。

方式中是接收端接收的第九位数据，可用作奇偶校验位用发送接收数据位。

方式中是发送端发送的第九位数据，可用位指令置或者置发送中断标志位。

发送前用指令清零，发送过程中维持不变，发送完帧数据后被硬件电路自动置要想再发送，必须再用指令清零接收中断标志位。

接收前用指令清零，接收过程中维持不变，接收完帧数据后被硬件电路置。

想要再接收，必须再用指令清零。

特殊功能寄存器用于波特率是否需要加倍。

，位，波特率加倍控制位，在方式中，表示不加倍，表示加倍。

中断允许寄存器为串行中断允许控制位。

，允许串行中断禁止串行中断。

串行口采用工作方式为为异步通信方式，波特率为。

由串行口控制寄存器的操作模式选择位置置设置为方式，当定时器计数器模式控制器中和时，定时器计数器设置成方式作为波特率发生器，其波特率表示为波特率的溢出率当时当时本设计中则波特率所以定时器计数器初值为波特率串口初始化程序如下串口初始化晶振分频设定定时器重装值设定定时初值启动定时器使能接收使能串口中断系统总程序设计系统初始化之后，在主程序之中反复调用键盘程序和显示程序，同时等待串口发送中断或者接受中断，其主程序流程图如图所示。

图主程序流程图关中断发送码头发识别码发送数据码和数据反码结束开中断设置定时器和的方式进入子程序开始初始化及键值定义启动中断设置每个按键的发送数据红外通信系统的主程序程序见附录三。

系统调试与数据测试在前面几章中，详细讨论了红外通信系统的软硬件设计，系统的调试与测试是系统设计必须的过程，是其中个重要的组成部分。

个稳定可靠的系统，必然是能经受系列严格的测试与考验的。

对于单片机红外通信，其需要调试与测试的部分，按系统类型可以分为系统硬件测试与系统软件测试两部分。

这两部分的测试其实是密不可分的。

软件测试部分可以环境下进行编译调试，硬件测试部分按照其组成又可以细分为发射模块电路的测试与接收模块电路的测试。

为简单起见，在实际测试过程中，其实只需要测试硬件部分电路的收发就可以达到测试的目的了。

因为在单片机应用系统中，硬件部分电路和软件控制是紧密相连的，对系统硬件电路的测试，就已经包含了对软件控制功能测试。

在本课题中，对系统的测试主要就是对硬件电路的测试。

元件焊接与整板测试元件焊接整版测试上电功能测试系统硬件调试由于系统硬件不是很复杂，硬件电路装配焊接完成后，可能因为种原因不能正常工作。

在设计原理图之处，没有考虑的很详细，忘记设计个电源控制部分，在之后的调试过程中产生了许多不必要的麻烦。

重新考虑后，补加上电源部分，方便电源检查。

电源导通调试调试确定电源供电正常，各集成块底座相应的供电管脚处是集成块正常工作所需电压状态。

因为有专门的电源控制模块，所以给板子正常供电后，电路板上的灯上电导通，产生可见的红光，即证明供电正常。

接着用万用表在芯片和个管脚间逐测试。

为了避免集成块烧坏，先不插上集成块。

通电后用万用表测量各集成块的供电脚均有电压。

电气检查中，可以检测电路原理图中相同网络的连接点是否具有相同的逻辑电平。

如果出现问题，应该查明原因，并根据具体情况进行原因检查，随即作出相应的补救措施。

数码管显示调试针对数码管不能正常闪亮的情况，先将数码管取出，用万用表检查其好坏，验证了器件的完好。

排除掉器件的原因，再次检查电路断路，短路情况，发现有局部断路的现象，这可能是导致数码管不能正常工作的原因。

重新焊接好后，上电测试，数码管工作正常。

按键控制调试检测按键是否能正常工作，通过对数码管的控制来达到检测的目的。

在焊接前已经检查了按键的好坏，在确定全部按键是好的后才开始焊接。

在焊接过程中，因为粗心发生了虚焊的现象。

复位键控制调试系统上电，数码管有显示时，长时间按住复位键，数码管会暂时暗掉，还有就是用万用表测量复位键按下时的电压，查看是否有过压的现象。

电路调试板子制成后到实验室查看产生的波形，实际情况是并无波形输出。

经长时间研究，查阅书籍后才知，画原理图时出错。

改正后用仿真后确定修改正确。

把电路修正后，重新制版，再次上电，示波器查看波形。

图如附录。

系统软件调试软件是整个系统的灵魂，所以软件的调试就显得至关重要了。

系统软件调试时也要分模块来进行调试，这样才能使进程有条不紊的进行下去，而不至于出现混乱。

数码管显示调试在之前已经确定了数码管的完好性，在软件的测试部分，写了简单的控制程序，让数码管为全亮，每位单独