红外光通信装置业设计毕业论文.doc

红外光通信装置业设计毕业论文 目 录 第一章 方案设计与论证 1 1.1 方案一 51单片机红外转发原理 1 1.2 方案二 利用CD40106实现语音红外传输 2 1.3 方案三 利用三极管调试实现语音红外传输 3 1.4 方案的论证与选定 4 第二章 电路设计 5 2.1 系统原理图 5 2.2 发射模块设计 6 2.3 接收模块设计 7 2.4 指示灯模块设计 8 2.5 温度传感模块 8 2.6 红外编码解码原理 9 第三章 测试方法与测试结果 12 3.1 测试仪器 12 3.2 测试方法与技巧 12 3.3 电路测试及测试结果 12 参考文献 14 附录 15 致谢 43 方案设计与论证 1.1方案一 51单片机红外转发原理 红外光语音传输体系原理是以红外光作为语音传输的载体。这类传送系统传输速率快，干扰小，可靠性高，适宜多种短距离无线通信场所使用，例如学校的语音授课系统、家庭居所、图书馆阅览室、医院等，在电子产品发展中具有很大的潜力。红外光语音转发装置主要由两个模块组成，分别为发射模块和接收模块。此装置是利用看不见摸不着的红外线作为语音传送的载体来传递声音的。红外光语音转发装置发射模块流程图如图1-1所示： 图1-1 红外光语音转发装置发射模块流程图 在发射模块话筒中获取到的音频信号十分微弱，并且噪音信号和音频信号同时传入到话筒中，因此首先应当对音频信号进行滤波处理并放大处理。红外光转发装置的发射模块将微小的语音信号经过滤波，放大处理后，再使用莫属转化器，使其转化成利于单片机传输的数字序列。然后在加上同步字符，最后使用门电路对信号进行码型转化，然后语音信号就可以以光脉冲的形式发送出去。红外光语音转发装置接收模块流程图如图1-2所示： 图1-2红外光语音转发装置接收模块的流程图 在红外光语音转发装置的接收模块，利用红外接收管捕获发射模块发出的光信号，然后用光电转化器将光信号转化为电信号，再进行放大，整形，还原处理，然后用数模转换器将信号的高频部分滤去，最后将光信号转化为声音信号传送到功率放大电路，经放大后由扩音器播放出声音，这样便完成了红外光语音转发。 此方案采用STC12C5A60S2控制模／数转换、数／模转换和同步传输。完成同步的方式是在ＣＳ的下降沿到来时，单片机STC12C5A60S2先向I/O CLOCK口发1111作为信号的起始标志，然后再把I/O口 CLOCK序列信号传送给I/O CLOCK口，并从DATAOUT中获得上次转化的结果。 红外语音传送体系是把红外光作为传输载体，因为红外光不能把语音信息进行直接传送，所以本体系使用了模／数和数／模转换来调制音频信号。使用STC12C5A60S2单片机程序及中断控制，完成模／数、数／模转换和同步传输。系统主要由发射部分和接收部分组成。发射模块对微弱语音信息进行滤波和放大处理后传入模／数转化器将模拟语音信号转化成数字脉冲序列信号，单片机提供同步时钟信号，在信息开始传输前附加同步字符作为信息开始传输的标志并使用门电路完成码形转换，最后驱动红外发射管把光脉冲作为信息的载体发射出去。在红外光语音转发装置的接收模块，利用红外接收管捕获发射模块发出的光信号，然后用光电转化器将光信号转化为电信号，再进行放大，整形，还原处理，然后用数模转换器将信号的高频部分滤去，最后将光信号转化为声音信号传送到功率放大电路，经放大后由扩音器播放出声音，这样便完成了红外光语音转发。本装置使用的都是普通元器件，若使用抗干扰能力好、精确度高的元器件其传输特性将会有很大提升。由于器材的原因，所以放弃了此方案。 1.2方案二 利用CD40106实现语音红外传输 图1是一种红外光语音通信的。图1-3 方案二原理框图 图（a）中的M，只需对着喊话，的输出信号运放加以放大，放大的语音信调制器对语音信号进行调制，再红外线发光二极管发已调制的语音信。调制器是一脉冲振荡器，对称的方波信号。信号到该振荡器的输入端时，信号的占空比语音信号线性变化，而达到调制目的。 图（b）是光接收的解调电路，红外接收管接收图（a）的红外光信号，该接收信号根据图（a）发送的红外光强弱而变化。红外接收管的输出经两运放放大后，到滤波电路对调制的光信号解调，解调信号再放大，供后语音处理电路工作 1.3方案三 利用三极管调试实现语音红外传输 图1-4 方案三红外发送接收原理 红外光语音转发装置的发射模块的电源为6V，初始的语音信号经过鉴频后，再经BJT放大后通过红外发射管发送出去，调节基级电流是通过调节可变电阻来实现的，控制发射电路的发射功率，但是发射模块的发射功率不能调的过大，否则BJT或二极管将可能烧坏。 该转发由发射和接收成图(a)为发射电路。鉴频后的信号经三极管