基于串行紅外協(xié)議收發(fā)模塊實(shí)現(xiàn)紅外無線通信電路的設(shè)計(jì)

目前的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)之間一般都使用UART進(jìn)行通信，通過電平轉(zhuǎn)換口將信號(hào)變成RS232或RS485信號(hào)來進(jìn)行直接通信。這種有線通信的好處是通信誤碼率比較低，受干擾的機(jī)率相對(duì)較少，但對(duì)于要經(jīng)常插拔通信 線的系統(tǒng)來說，有線通信反而容易出現(xiàn)故障。筆者在開發(fā)織機(jī)控制系統(tǒng)時(shí)，要用一個(gè)手持式編程器來修改控制系統(tǒng)的工作參數(shù)。在實(shí)際使用過程中，由于工作人員要經(jīng)常插拔通信線，因此會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)接觸不良、繞毀通信芯片的情況。利用ZiLOG公司生產(chǎn)的IrDA芯片ZHX1010設(shè)計(jì)了一個(gè)紅外無線通信電路。

1 ZHX1010介紹

ZHX1010是一個(gè)符號(hào)IrDA SIR（Serial Infrared，串行紅外協(xié)議）的收發(fā)模塊，該模塊在1米范圍內(nèi)的最高速度可達(dá)115.2kbps。而且它的供電范圍較寬（2.4～5.5V），可方便地與各種電壓的CPU進(jìn)行接口。

ZHX1010在3V供電時(shí)，其典型電流只有90μA，非常適用于電池供電產(chǎn)品。此外，ZHX1010體積小，僅有9.9mm×3.7mm，且其外圍元件少（只需一個(gè)電阻和一個(gè)電容）。

ZHX1010有6個(gè)引腳，依次是LEDA、TXD、RXD、SD、Vcc和GND。LEDA內(nèi)部與IRED紅外發(fā)光二極管相連，外部接一限流電阻到Vcc，以給紅外管提供工作電流。但應(yīng)注意提供的最大電流不能超過500mA（20%的占空比）。TXD是數(shù)據(jù)發(fā)送引腳，該腳內(nèi)部帶有下拉電阻，可以直接接到MCU的數(shù)據(jù)發(fā)送端，當(dāng)器件進(jìn)入省電模式時(shí)，該下拉電阻開路。RXD是接收到紅外數(shù)據(jù)后的輸出腳，它是一個(gè)三態(tài)輸出引腳，擺率控制的CMOS輸出驅(qū)動(dòng)器可驅(qū)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)CMOS或LSTTL負(fù)載。該引腳無需外接電阻。SD是省電模式控制腳，該引腳輸入高電平時(shí)，ZHX1010進(jìn)入省電模式，此時(shí)的最大電流只有1μA。

2 ZHX1010與AT89C51的接口電路

AT89C51的工作電壓為5V，而ZHX1010的工作電壓范圍較寬，從2.4V到5.5V，因此可以直接相連。此外，AT89C51有一個(gè)UART，非常適合于傳輸串行數(shù)據(jù)，當(dāng)使用22.1184MHz的晶振時(shí)，其最高波特率可以達(dá)到115.2kbps。

圖1給出了ZHX1010與AT89C51的具體接口連接方式。

3 程序設(shè)計(jì)

使用ZHX1010的目的是在兩個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)之間進(jìn)行無線數(shù)據(jù)通信，因此，AT89C51的UART應(yīng)工作于方式2，而且應(yīng)使其波特率可調(diào)，以適用于不同通信距離的應(yīng)用場(chǎng)合。其工作方式初始化程序如下：

InitComm：

MOV TMOD，#21H

MOV TH1，#250 ;22.1184M晶振

MOV TL1，#250 ；9600bps

SETB TR1

MOV SCON，#50H

MOV 87H，#0H

CLR RI

SETB REN

SETB ES ;允許接收中斷

RET

為了避免數(shù)據(jù)丟失，接收紅外數(shù)據(jù)采用中斷方式，接收到的數(shù)據(jù)可保存在cReceBuffer中，中斷部分的具體程序如下：

cReceBuffer EQU 40H ;數(shù)據(jù)接收緩沖區(qū)

cReceLen EQU 50H ;數(shù)據(jù)接收長度

CommIntProc：

PUSH ACC

PUSH R0

MOV A，#cReceBuffer ;計(jì)算要保存數(shù)據(jù)的當(dāng)前地址

ADD A，cReceLen

MOV R0，A

MOV A，SBUF

MOV @R0，A ;保存收到的數(shù)據(jù)

INC cReceLen ;收到的數(shù)據(jù)長度加1

POP R0

POP ACC

RETI

數(shù)據(jù)收到后，便可根據(jù)不同的命令來完成不同的功能：

MOV A，cReceBuffer ;首字節(jié)是命令號(hào)

CJNE A，#1，Command1

；讀取設(shè)定的數(shù)據(jù)

…

Command1：

CJNE A，#2，Command2

;修改設(shè)定的數(shù)據(jù)

…

Command2：

;其他命令

RET

4 總結(jié)

在使用ZHX1010時(shí)，要注意現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境情況。在筆者實(shí)際使用過程中，常常會(huì)出現(xiàn)收發(fā)誤碼率較高的情況，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是ZHX1010的紅外發(fā)送、接收頭比較臟，其原因是織造廠的環(huán)境比較惡劣，空氣比較潮濕，很容易在發(fā)送、接收端聚集灰塵，從而影響通信。另外，一個(gè)系統(tǒng)完成從發(fā)送到接收的狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，要經(jīng)過至少2ms的延時(shí)才能保證接收比較可靠。

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