pic单片机和红外irda设计指导.doc

AN1071 用于 Microchip 16 位单片机的 IrDA? 标准协议栈 作者： Kim Otten Microchip Technology Inc. 简介 红外通信是实现两台设备间无线、点对点通信的一种低 成本方法。成立于 1994 年的 Infrared Data Association （常简称为 IrDA）致力于开发短距离红外传输通信的标 准方法。这些标准已经过持续改进，使用日益广泛。现 在，众多设备实现了 IrDA 标准规范，包括计算机、打印 机、 PDA、手机、手表和其他仪器。 Microchip 的 16 位单片机对想要支持 IrDA 标准通信的 应用是理想的选择。这些低成本单片机配有内置IrDA标 准支持，提供了具有充足计算能力的廉价解决方案。 ? IrDA 标准 通信的半双工性质是由于如下事实造成的：接收器由于 其自身发送器的光而“失明”了。红外收发器发出锥形 的脉冲，半角介于 15 到 30 度之间 （图 1）。该脉冲必 须在一米距离处可见，但不能太亮，以免在近距离处烧 坏接收器。实际上，接收器的最佳位置通常是距离发送 器 5 cm 到 60 cm，位于发送圆锥中心。 协议 Infrared Data Association 最初开发的规范提供了将现 有串行接口变为红外接口的机制。这些协议严格地模仿 了标准串行接口。随着红外通信机制日益流行，创建了 更多协议来适应不同类型的最终应用的通信格式。 红外通信支持设计为协议栈。图 2 展示了协议栈的基本 结构。 概述 IrDA 标准规范是半双工通信协议，其串行红外 （SIR） 传输速度和 RS-232 端口支持的速度相近 （9600 bps、 19.2 kbps、 38.4 kbps、 57.6 kbps 和 115.2 kbps）。 Microchip 目前只支持 SIR 传输速度。 图 1： 光学端口角度 发送器 接收器 15-30 度，半角 ≥ 15 度，半角 ? 2007 Microchip Technology Inc. DS01071A_CN 第 1 页 AN1071 图 2： IrDA? 标准协议栈层 Microchip IrDA 标准协议栈的当前实现允许通过三种不 同协议之一访问协议栈： 用户应用 ? IrCOMM 3-Wire Raw 该协议设计为模拟简单的串行接口，由两条线组 协议 成：接收线和发送线。（第三条线 （接地线）未模 拟。）该协议也称为 IrLPT，设计为模拟 PC 并行端 口接口。 ? IrCOMM 9-Wire Cooked 该协议设计为用硬件或软件握手模拟串行接口。 TinyTP ? OBEX 一种更高级的协议，设计为简化数据对象的发送和 接收。 这些协议及其应用接口描述如下。 IrLMP 设备类型 IrLAP 有两种基本设备类型： 帧程序 IAS ? 客户机 （或主机） 该设备发起连接。 驱动程序 ? 服务器 （或辅助机） 该设备只会在收到信号时响应。 协议栈层执行以下功能： ? 驱动程序——提供协议栈和单片机之间的接口。 ? 帧程序——为通过物理串行介质传输准备 IrLAP 帧，操作方法是将它包装在帧包装程序内，并在数 据有效负载内对控制字符进行编码 （用字节和位 填充），使之对帧接收器透明。帧接收器会在验证 帧并将它存储到接收队列之前，将编码的透明字节 转换回它们的原始值。 ? IrLAP （红外链接访问协议）——提供的设备间连 接能保证可靠、有序的数据传输。还提供了设备的 发现步骤。 ? IrLMP （链接管理协议）——提供站点之间基本的 发现、复用和链接控制操作。它支持通过单个 IrLAP 链接复用多个应用，以及通过 IAS 发现协议 和服务。 ? IAS （信息访问服务）——设备所提供服务的微型 数据库。 ? TinyTP （微型传输协议）——用可选的分段和重 新组合服务提供对 IrLMP 连接的流量控制。 第三类设备叫做对等设备，可用作客户机或服务器。对 等设备的例子就是PDA，既可以向其他PDA发送信息， 也可以从其他 PDA 接收信息。 IrCOMM 应用通常是客 户机或服务器。 DS01071A_CN 第 2 页 ? 2007 Microchip Technology Inc. AN1071 硬件设计 软件设计 Microchip 16 位单片机系列中有许多成员通过其 UART 模块提供本地 IrDA 标准支持。这大大简化了硬件设计 （图 3）。 为演示和原型之用， Microchip 开发了 IrDA? PICtail? Plus 卡 （AC164124） ，可与 Explorer 16 开发板 （DM240001）配合使用。 图 3： 框图 概述 Microchip IrD