【导语】以下是小编精心整理的多费率电能表中基于单片机串行口红外通信的设计（共7篇），仅供参考，希望能够帮助到大家。
篇1：多费率电能表中基于单片机串行口红外通信的设计
多费率电能表中基于单片机串行口红外通信的设计
摘要:利用单片机的串行口、定时器/计数器T0、定时器/计数器T1、红外发射管和红外接收管等简单的软硬件就可靠地实现了多费率电能表的红外通信功能。本设计详细介绍了串行口红外通信的软硬件设计方法，并给出了具体的电路原理图、波形图和51单片机程序。关键词:红外通信串行接口电能表SSU7301单片机
0引言
多费率电能表是我国目前节约用电和计划用电政策下不可缺少的电能计量产品,多费率电能表的通信接口一般兼有红外接口和RS485接口。红外通信具有直观、操作简便、可靠性高等优点，是电能表中使用最为普遍的一种通信方式，是电能表和掌机之间实现抄表、编程、校时、数据管理等功能的有效手段。采用新茂单片机SSU7301(51系列)、日本光电子公司的红外发射管SE303和红外接收管PIC12043，以及单片机串行口、2个定时器/计数器可以有效地实现红外通信功能。
1红外通信原理
红外通信是利用波长为900nm～1000nm的红外波作为信息的载体,发射装置把二进制信号经过高频调制后发送出去，接收装置把接收的红外高频信号进行解调为原来信息的一种通信传输方式。其中调制方式有脉宽调制（通过改变脉冲宽度调制信号PWM）和脉时调制（通过改变脉冲串之间时间间隔调制信号PPM）两种，本文采用PPM脉时调制方式。
2串行口红外通信硬件设计
多费率电能表的红外发射和红外接收电路主要包括新茂单片机SSU7301、日本光电子公司的红外发射管SE303和红外接收管PIC12043，以及驱动三极管8550、电阻和电容，红外通信硬件原理图见图1。
2.1红外发射硬件设计
红外发射是利用单片机SSU7301的串行数据发送口TXD(P3.1)控制驱动三极管BG1进行二进制数据“0”和“1”的传输(数据由串行发送缓冲器SBUF中送出)，以及利用P3.4口控制驱动三极管BG2进行高频38.4kHz调制（高频驱动信号由定时器/计数器T0的方式2自动重装模式产生），从而可靠地实现了红外发射管D1在传输数据“0”时进行高频红外发射和数据“1”时被截止的发射功能。状态关系见表1，波形见图2。
2.2红外接收硬件设计
红外接收是利用红接收管PIC12034收到高频信号输出低电平确定为数据“0”，而没收到高频信号输出高电平确定为数据“1”的方式经过解调，把数据通过单片机SSU7301的串行数据接收口RXD(P3.0)进行串行方式接收(接收数据存储在串行口缓冲器SBUF中)。
3红外通信软件设计
DL/T645-《多功能电能表通信》中规定电能表的红外载波频率为38kHz±1kHz；初始速率为1200bps；通信的字节格式为8位二进制码D0～D7，传输时加上一个起始位(0)，一个偶校验位P和一个停止位(1),共11位，传输时先传低位，后传高位，传输序列见图3。根据以上要求，本设计中红外载波频率采用38.4kHz，波特率为1200bps，串行口采用模式3为9位异步通信方式，加1位起始位和1位结束位，传送一个字节数据为11位。
3.1红外载波和定时器/计数器T0设置
红外载波频率f2为38.4kHz，当定时器/计数器T0模式控制器TMOD中C/T=0和M1M0=10时，SSU7301的定时器/计数器T0设置成模式2方式。此时,TL0和TH0预置成1个可以自动重装的8位的定时器/计数器。用软件将TL0和TH0预置相同的初值后，当TL0计数值增1溢出时，一方面使TF0置1，申请中断；另一方面产生的`溢出脉冲将TH0的数据值自动打入到TL0中去，不需要用软件对TL0重新置初值。系统的晶振f1为11.0592MHz,则TL0和TH0的初值计算如下:
f2=38.4kHz得T=1/f2=1/38.4k≈26×10-6=26μs
所以高频调制反转的周期TC=T/2=26/2=13μs
即定时器/计数器T0的初值TL0=TH0=28-(TC×f1)/12=256-(13×10-6×11.0592×106)/12=256-11.9808≈244=0F4H
在定时器/计数器T0的中断服务程序中只用两条指令即可实现高频调制,即CPLP3.4和RETI。
3.2串行口和定时器/计数器T1波特率发生器设置
串行口采用模式3为9位异步通信方式，波特率为1200bps。由串行口控制寄存器SCON的操作模式选择位SM0、SM1都置1设置为模式3，当定时器/计数器T1模式控制器TMOD中C/T=0和M1M0=10时，SSU7301的定时器/计数器T1设置成模式2方式作为波特率发生器，其波特率表示为：
波特率=（T1的溢出率）/n
当SMOD=0时，n=32；当SMOD=1时，n=16，（本设计中SMOD=0）则
波特率=（T1的溢出率）×2SMOD/32
T1的溢出率=（f1/12）/(28-T1初值)
得：波特率=（T1的溢出率）×2SMOD/32
=[（f1/12）/(28-T1初值)]×2SMOD/32
得：定时器/计数器T1初值
TL1=TH1=28-(f1×2SMOD)/(12×32×波特率)
=256-(11.0592×106)/(12×32×1200)
;=256-24=232=0E8H
3.3程序设计
根据以上两点参数的设置,51系列单片机SSU7301的汇编语言程序设计如下:
;以下为参数设置程序
MOVTMOD,#22H;定时器/计数器T0方式2自动重装模式用于PWM38.4KHZ调
;制用,定时器/计数器T1方式2自动重装模式用于串行口通讯波特率发生器
MOVTH1,#0E8H;波特率1200时,定时器/计数器T1自动重装初值
MOVTL1,#0E8H
MOVTH0,#0F4H;38.4KHz高频频调制时,定时器/计数器T0自动重装初值
MOVTL0,#0F4H
SETBET0;定时器/计数器T0溢出中断允许位
SETBTR1;定时器/计数器T1开始定时控制位
SETBTR0;定时器/计数器T0开始定时控制位
MOVPCON,#00H;SMOD为0不倍增模式
MOVSCON,#0D0H;串行口设置为模式3,允许接收
SETBES;串行口允许中断
SETBEA;开总中断允许位
;以下为定时器/计数器T0中断溢出服务程序
ORG000BH;定时器/计数器T0中断入口地址
T0SERVE:CPLP3.4;定时器/计数器T0定时取反P3.4口进行高频调制
RETI;中断返回
;以下为串行口中断服务程序,以接收一个字节数据为例,多字节以此类推
ORG0023H;串行口中断入口地址
SENDSERVE:NOP
NOP
MOVA,SBUF;把接收缓冲器的数据送到A寄存器
…;进行数据处理及其它功能操作
RETI;中断返回
;以下为串行口发送程序,以发送一个字节数据为例,多字节以此类推
COMSEND:MOVA,#DATAH;把数据送到A寄存器
MOVC,P;根据A中数据产生的偶校验位送到进位标志位
MOVTB8,C;送偶校验位到发送的第9位数据
MOVSBUF,A;送数据到发送缓冲器
JNBTI,$;以查询方式等待发送结束
CLRTI;清发送中断标志位
…;继续发送或其它功能操作
RET子程序返回
4结束语
本设计的最大特点在于省略了脉冲振荡器，而仅仅利用多费率电能表上所带单片机的串行口和2个定时器/计数器，这不仅使多费率电能表在硬件设计上更加简单、成本更加低廉，而且在软件上也更加方便、可靠。同时这种红外通信方式也可以应用在带串行口和定时器/计数器的单片机应用领域。
篇2：多费率电能表中基于单片机串行口红外通信的设计
多费率电能表中基于单片机串行口红外通信的设计
摘要:利用单片机的串行口、定时器/计数器T0、定时器/计数器T1、红外发射管和红外接收管等简单的软硬件就可靠地实现了多费率电能表的红外通信功能。本设计详细介绍了串行口红外通信的软硬件设计方法，并给出了具体的电路原理图、波形图和51单片机程序。
关键词: 红外通信 串行接口 电能表 SSU7301单片机
0 引言
多费率电能表是我国目前节约用电和计划用电政策下不可缺少的电能计量产品,多费率电能表的通信接口一般兼有红外接口和RS485接口。红外通信具有直观、操作简便、可靠性高等优点，是电能表中使用最为普遍的一种通信方式，是电能表和掌机之间实现抄表、编程、校时、数据管理等功能的有效手段。采用新茂单片机SSU7301(51系列)、日本光电子公司的红外发射管SE303和红外接收管PIC12043，以及单片机串行口、2个定时器/计数器可以有效地实现红外通信功能。
1 红外通信原理
红外通信是利用波长为900nm～1000nm的红外波作为信息的载体,发射装置把二进制信号经过高频调制后发送出去，接收装置把接收的红外高频信号进行解调为原来信息的一种通信传输方式。其中调制方式有脉宽调制（通过改变脉冲宽度调制信号PWM）和脉时调制（通过改变脉冲串之间时间间隔调制信号PPM）两种，本文采用PPM脉时调制方式。
2 串行口红外通信硬件设计
多费率电能表的'红外发射和红外接收电路主要包括新茂单片机SSU7301、日本光电子公司的红外发射管SE303和红外接收管PIC12043，以及驱动三极管8550、电阻和电容，红外通信硬件原理图见图1。
2.1 红外发射硬件设计
红外发射是利用单片机SSU7301的串行数据发送口TXD(P3.1)控制驱动三极管BG1进行二进制数据“0”和“1”的传输(数据由串行发送缓冲器SBUF中送出)，以及利用P3.4口控制驱动三极管BG2进行高频38.4kHz调制（高频驱动信号由定时器/计数器T0的方式2自动重装模式产生），从而可靠地实现了红外发射管D1在传输数据“0”时进行高频红外发射和数据“1”时被截止的发射功能。状态关系见表1，波形见图2。
2.2 红外接收硬件设计
红外接收是利用红接收管PIC12034收到高频信号输出低电平确定为数据“0”，而没收到高频信号输出高电平确定为数据“1”的方式经过解调，把数据通过单片机SSU7301的串行数据接收口RXD(P3.0)进行串行方式接收(接收数据存储在串行口缓冲器SBUF中)。
3 红外通信软件设计
DL/T645-1997《多功能电能表通信》中规定电能表的红外载波频率为38kHz±1kHz；初始速率为1200 bps；通信的字节格式为8位二进制码D0～D7，传输时加上一个起始位(0)，一个偶校验位P和一个停止位(1),共11位，传输时先传低位，后传高位，传输序列见图3。根据以上要求，本设计中红外载波频率采用38.4kHz，波特率为1200bps，串行口采用模式3为9位异步通信方式，加1位起始位和1位结束位，传送一个字节数据为11位。
3.1 红外载波和定时器/计数器T0设置
红外载波频率f2为38.4kHz，当定时器/计数器T0模式控制器TMOD中C/T=0和M1M0=10时，SSU7301的定时器/计数器T0设置成模式
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篇3：ADE7753---多费率全电子数字电能表芯片
ADE7753---多费率全电子数字电能表芯片
作者Email: alecyan@public4.sta.net.cn
ADE7753是ADI最新一款功能先进的数字电度表芯片，这是一种带串行接口和脉冲输出的高精度有功和视在能量计量的集成电路。它集成了二阶∑△ADCs、一个数字积分器(在CH1上)、一个参考电压源，一个温度传感器，能对电压、电流有效值(RMS)计算，有功、无功和视在能量的测量(图1)。实际上ADE7753是一个电能计量片上系统(SOC)的芯片。
图1 ADE7753内部困构
1性能优良的内嵌数字积分器
ADE7753的片内数字积分器能以优良精度的数字积分作用, 实现在频域内，将－20dB/10倍频程衰减和一种固定的-90(相移作用。数字积分器的相频响应和幅频响应非常接近于理想情况。片内数字积分器提供直接接口到di/dt微分电流传感器，从而省去了外部的模拟积分器，因而保证极好的长时间稳定性，与高精度的电压、电流通道相位匹配。di/dt微分电流传感器彻底消除了锰铜分流器不能完全隔离、存在寄生电感的缺点，也消除了传统的电流互感器的相位误差和大电流时过饱和的缺点，而且成本非常低廉，是理想的新一代的电流传感器，有望在宽量程、大电流、高精度的电能表中据优势地位。基于电流传感器的选择，可以关断和打开这个积分器。
2宽电流量程的di/dt微分电流传感器
di/dt微分电流传感器是基于Rogowski线圈原理，一个与传输初级电流的导线发生互感的电感器。Rogowski线圈通常由空芯线圈构成，因而在理论上不存在磁滞、饱和或非线性问题。Rogowski线圈电流传感器由环绕一根长直导线排列的匝数为N的矩形空心线圈组成，并且线圈与该导线中的电流所产生的磁场垂直。Rogowski线圈基本的工作原理是通过互感效应来检测初级电流。Rogowski 线圈的输出正比于电流对时间的导数，所以为了作进一步信号处理，需要使用一个数字积分器将di/dt信号还原成i(t) 形式。利用Rogowski线圈di/dt微分电流传感器和ADE7753芯片构成的家用电能表，其最大检测电流可达200A。这种新型的电能表设计在很多方面都优于用传统电流检测技术构成的电能表。在1000:1（60dB）如此宽的动态范围内其线性误差小于0.1%(图2)。(本网网收集整理)
3实用的电能监测、计量功能
ADE7753包含一个至少保持若干秒满负载累积功率的有功电能寄存器、视在电能寄存器和电压、电流有效值，可通过串行口读得ADE7753的数据。它同时提供一个与有功能量成比例的脉冲输出（CF）。除了有效值计算、有功和视在能量的信息外，ADE7753提供一个有符号的无功能量信息和各种各样的系统校准特点，比如：通道偏置校准、相位校准和能量校准。它还集成了一个检测线电压高低跌落的检测电路，可提前发出掉电和过压预警。
ADE7753具有可选正的累积模式，这样仅当检测到正能量时才进行能量的'累积。当空载时，内部空载门限确保ADE7753没有输出。过零输出（ZX）产生与线电压过零同步的输出信号，ZX信号可用来测量线电压周期，它还用于芯片内部有功能量和视在能量的周期校准模式。这就能更快、更精确地校准能量计算结果。该信号也可以用于与线电压过零同步来切换继电器，防止拉弧。
中断请求输出是一种漏极开路的低电平有效逻辑输出。中断寄存器用来指示中断的种类，中断使能寄存器控制/IRQ脚的输出。
ADE7753采用20脚SSOP封装。
4ADE7753主要性能特点
* 高精度，支持IEC61036 和 IEC61268
* 片内数字积分器，具有di/dt微分电流传感器接口
* 提供有功、无功、视在功率能量值，采样波形以及电压和电流有效值
* 在1000 ：1的动态范围内误差小于0.1%
* 可选正有功能量有效累计
* 用户片内可设置的线电压浪涌阀值和线电压跌落检测
* 电源管理
* 能量、相位和输入偏移可数字校准
* 片内集成的温度传感器 （典型值±3℃）
* 与SPI兼容的串行接口
* 脉冲输出的频率可设置
* 拥有中断引脚（IRQ）和状态寄存器
* 在环境条件变化很大和长时间使用条件下，专利技术的模数转换器（ADCs）和数字信号处理器（DSP），确保数据的高精度
* 具有外部过驱动能力的基准电压源2.4V±8% (温度系数典型值20ppm/℃)
* 单5V电源,低功耗(典型值25mW)
* 20脚SSOP封装
5ADE7753 与 CS5460A 功能比较
ADE7753是的新产品，与CS5460相比具有许多新的技术、新的特性，功能比较可见ADE7753 与 CS5460A 功能比较一览表。
单相电能计量芯片ADE7753 与 CS5460A 功能比较一览表
型 号功 能ADE7753CS5460A无功、视在能量寄存器有无视在能量增益数字校对有无正有功能量累计模式有无内嵌温度传感器有无整周期校对模式有无线电压高低跌落检测有无电压、电流峰过阀值报警有无电压通道内嵌数字积分器有无线电压过零输出信号脚有无线电压过零超时寄存器有无线电压周期寄存器有无周期数可设置的能量累计模式有无内嵌空载门限（硬件防潜动）有无电压通道PGA可设置1、2、4、6、8、161电流通道PGA可设置1、2、4、6、8、16两档选择通道最大差分输入值（mV）500250内嵌基准电路有60（最大值）基准电压温度系数（ppm/℃）20（典型值）有兼容SPI接口有有电流、电压有效寄存器有有有功能量寄存器有有/IRQ中断脚和状态寄存器 有有电压通道偏移数字校准有有电流通道偏移数字校准有有相位数字补偿寄存器有 有有功能量偏移、增益数字校准有有线性度（动态范围1000：1）0.1% 0.1%频率可编辑的输出脚（CF）有有电源检测管理有有
6使用ADE7753设计单相复费率电能表的参考方案
使用ADE7753来设计新一代的全电子数字复费率电能表是适合现代生活的需求，由于国家电力充沛和家庭用电量的猛增，电网寻求昼夜平衡的最佳销售方案是黑白分时计价，为此政府鼓励居民、企业夜间多用电，我国也与发达国家一样，正在大力推广黑白分时电价，双费率电能表成为电能表新的发展趋势和需求热点，上海市自起，五年内需要600万台黑白复费率电能表；电能表的电流容量正在向大电流需求方向发展，今天美国家用电能表的电流检测范围从几个mA到200A，南美发展中国家--巴西也要求电能表的电流检测范围从几个mA到100A。现有的电能表电流传感器--低阻锰铜分流器、电流互感器和霍尔效应传感器已经不能满足这样大跨度范围采集的需要，一个体格小巧而对大小电流参数都能及时采集的新型电流传感器已经成为当今电能表发展的需要。内嵌数字积分器和具有众多的实用电能监测、计量功能，使ADE7753成为新一代高性能全数字电能表的理想芯片。
图3 使用ADE7753设计单相复费率电能表的方案由原理图
图3是可供参考的使用ADE7753设计单相复费率电能表的方案电原理图。
篇4：一种用于单片机的红外串行通信接口
一种用于单片机的红外串行通信接口
摘要：阐述红外通信的基本工作原理；结合在单相电度表抄表系统中的具体应用，介绍一种适合单片机系统的红外通信方案，设计具体的硬件接口电路，说明其工作原理，给出应用于红外通信的程序流程，并指出在实施过程中应注意的一些问题。关键词：单片机 红外通信 串行接口 抄表系统
引言
在很多单片机应用系统中，常常利用非电信号（如光信号、超声波信号等）传送控制信息和数据信息，以实现遥控或遥测的功能。例如在单相电度表抄表系统中，就是使用手持抄表器通过遥控的方式，来完成电度表用电量的抄录、设置表底数、电度表校时等工作。红外通信具有控制简单、实施方便、传输可靠性高的特点，是一种较为常用的通信方式。实现单片机系统红外通信的关键在于红外接口电路的设计以及接口驱动程序的设计。
1 红外通信的基本原理
红外通信是利用950nm近红外波段的红外线作为传递信息的媒体，即通信信道。发送端采用脉时调制（PPM）方式，将二进制数字信号调制成某一频率的脉冲序列，并驱动红外发射管以光脉冲的形式发送出去；接收端将接收到的光脉转换成电信号，再经过放大、滤波等处理后送给解调电路进行解调，还原为二进制数字信号后输出。
简而言之，红外通信的实质就是对二进制数字信号进行调制与解调，以便利用红外信道进行传输；红外通信接口就是针对红外信道的调制解调器。
(本网网收集整理)
2 红外通信接口的硬件电路设计
单片机本身并不具备红外通信接口，但可以利用单片机的串行接口与片外的红外发射和接收电路，组成一个应用于单片机系统的红外串行通信接口，如图1所示。
2.1 红外发送器
红外发送器电路包括脉冲振荡器、驱动管T1和T2、红外发射管D1和D2等部分。其中脉冲振荡器由NE555定时器、电阻（R1、R2）和电容（C1、C2）组成，用以产生38kHz的脉冲序列作为载波信号；红外发射管D1和D2选用Vishay公司生产的TSAL6238，用来向外发射950nm的红外光束。
红外发送器的.工作原理为：串行数据由单片机的串行输出端TXD送出并驱动T1管，数位“0”使T1管导通，通过T2管调制成38kHz的载波信号，并利用两个红外发射管D1和D2以光脉冲的形式向外发送。数位“1”使T1管截止，红外发射管D1和D2不发射红外光。若传送的波特率设为1200bps，则每个数位“0”对应32个载波脉冲调制信号的时序，如图2所示。
2.2 红外接收器
红外接收电路选用Vishay公司生产的专用红外接收模块TSOP1738。该接收模块是一个三端元件，使用单电源+5V电源，具有功耗低、抗干扰能力强、输入灵敏度高、对其它波长（950nm以外）的红外光不敏感的特点，其内部结构框图如图3所示。
TSOP1738的工作原理为：首先，通过红外光敏元件将接收到的载波频率为38kHz的脉冲调制红外光信号转化为电信号，再由前放大器和自动增益控制电路进行放大处理。然后，通过带通滤波器和进行滤波，滤波后的信号由解调电路进行解调。最后，由输出级电路进行反向放大输出。
为保证红外接收模块TSOP1738接收的准确性，要求发送端载波信号的频率应尽可能接近38kHz，因此在设计脉冲振荡器时，要选用精密元件并保证电源电压稳定。再有，发送的数位“0”至少要对应14个载波脉冲，这就要求传送的波特率不能超过2400bps。利用上述红外收发电路构成的红外信道最大通信距离为8m。
3 红外通信的软件设计
3.1 通信方式
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，因此红外通信需采用异步半双工方式，即通信的某一方发送和接收是交替进行的。这里设置单片机的串行口采用方式3通信；通信的数据格式为每帧11位，包括1位起始位、8位数据位、1位奇偶校验位和1位停止位；片内定时器T1作为波特率发生器，选择传送的波特率为1200bps，则定时器T1的初值应设置为TL1=TH1=E8H，另外应禁止定时器T1中断，以免因定时器T1溢出而产生不必要的中断。
3.2 通信协议
进行红外通信之前，通信双方首先要根据系统的功能要求制订某种特定的通信协议，然后才能编写相应的通信程序。例如在电度表抄表系统中，红外通信的一方是单相电度表，另一方是手持抄表器，双方遵循表1格式的通信协议。
表1 抄表系统的通信协议
格 式操 作操作码地址码数 据结束符读取表数AAH3字节BCD码3字节BCD码EDH设置表号BBH-3字节BCD码EDH设置表底数CCH3字节BCD码3字节BCD码EDH开/关表设备DDH3字节BCD码A0H/B0HEDH校验出错EEH3字节BCD码-EDH
3.3 单相电度表通信程序
在电度表抄表系统中，单相电度表接收命令是被动的，因此它采用实时性的中断方式进行接收。在系统初始化程序中依据如前所述的通信方式，对串行口和定时器T1进行相应的设置。
在中断程序程序中按字节形式进行接收，将接收到的字节存放在预先设定的缓冲区内，当接收到命令结束符后，则转入命令处理并回送相应的信息。接收过程中若发现校验错误，则停止接收并调用错误处理子程序，发送接收出错的信息，要求发送端重新发送。串行口中断服务程序的流程如图4所示。
3.4 手持抄表器通信程序
在红外通信过程中，手持抄表器是通信的发起者，其发送和接收都是主动的。它的具体工作过程为：CPU不断扫描键盘，若发现有命令键按下，则调用发送子程序发送相应的操作命令；发送结束后即启动接收子程序，以接收电度表回送的信息，然后对接收到的信息进行后续处理。
结语
本文介绍的应用于单片机系统的红外串行通信接口，具有硬件电路简单、成本低廉、编程方便、通信可靠性高的特点，实现了通信双方非接触式的数据传送。在电度表抄表系统中，由于配备了红外通信接口，利用手持抄表器可以方便地完成对电度表的抄录和校准等工作，大大提高了抄表工作的效率，而且抄表确定高并杜绝了估抄和误抄的问题。这种红外通信方案也可用于其它遥控、遥测的单片机应用场合。
篇5：一种用于单片机的红外串行通信接口
一种用于单片机的红外串行通信接口
摘要：阐述红外通信的基本工作原理；结合在单相电度表抄表系统中的具体应用，介绍一种适合单片机系统的红外通信方案，设计具体的硬件接口电路，说明其工作原理，给出应用于红外通信的程序流程，并指出在实施过程中应注意的一些问题。关键词：单片机 红外通信 串行接口 抄表系统
引言
在很多单片机应用系统中，常常利用非电信号（如光信号、超声波信号等）传送控制信息和数据信息，以实现遥控或遥测的功能。例如在单相电度表抄表系统中，就是使用手持抄表器通过遥控的方式，来完成电度表用电量的抄录、设置表底数、电度表校时等工作。红外通信具有控制简单、实施方便、传输可靠性高的特点，是一种较为常用的通信方式。实现单片机系统红外通信的`关键在于红外接口电路的设计以及接口驱动程序的设计。
1 红外通信的基本原理
红外通信是利用950nm近红外波段的红外线作为传递信息的媒体，即通信信道。发送端采用脉时调制（PPM）方式，将二进制数字信号调制成某一频率的脉冲序列，并驱动红外发射管以光脉冲的形式发送出去；接收端将接收到的光脉转换成电信号，再经过放大、滤波等处理后送给解调电路进行解调，还原为二进制数字信号后输出。
简而言之，红外通信的实质就是对二进制数字信号进行调制与解调，以便利用红外信道进行传输；红外通信接口就是针对红外信道的调制解调器。
2 红外通信接口的硬件电路设计
单片机本身并不具备红外通信接口，但可以利用单片机的串行接口与片外的红外发射和接收电路，组成一个应用于单片机系统的红外串行通信接口，如图1所示。
2.1 红外发送器
红外发送器电路包括脉冲振荡器、驱动管T1和T2、红外发射管D1和D2等部分。其中脉冲振荡器由NE555定时器、电阻（R1、R2）和电容（C1、C2）组成，用以产生38kHz的脉冲序列作为载波信号；红外发射管D1和D2选用Vishay公司生产的TSAL6238，用来向外发射950nm的红外光束。
红外发送器的工作原理为：串行数据由单片机的串行输出端TXD送出并驱动T1管，数位“0”使T1管导通，通过T2管调制成38kHz的载波信号，并利用两个红外发射管D1和D2以光脉冲的形式向外发送。数位“1”使T1管截止，红外发射管D1和D2不发射红外光。若传送的波特率设为1200bps，则每个数位“0”对应32个载波脉冲调制信号的时序，如图2所示。
2.2 红外接收器
红外接收电路选用Vishay公司生产的专用红外接收模块TSOP1738。该接收模块是一个三端元件，使用单电源+5V电源，具有功耗低、抗干扰能力强、输入灵敏度高、对其它波长（950nm以外）的红外光不敏感的特点，其内部结构框图如图3所示。
TSOP1738的工作原理为：首先，通过红外光敏元件将接收到的载波频率为38kHz的脉冲调制红外光信号转化为电信号，再由前放大器和自动增益控制电路进行放大处理。然后，通过带通滤波器和进行滤波，滤波后的信号由解调电路进行解调。最后
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篇6：靶机用单片机控制的红外诱饵系统设计
靶机用单片机控制的红外诱饵系统设计
在现代空袭与防空对抗中,空袭方为提高自身生存能力,广泛使用多种红外干扰系统,严重影响和制约了红外制导防空导弹作战效能的发挥.因此,从提高红外制导防空导弹部队抗红外干扰能力出发,基于红外诱饵质心干扰原理和红外寻的制导原理,应用单片机控制技术设计一种小型机载红外诱饵系统,用于辅助红外制导防空导弹部队平时进行抗红外干扰射击训练,对战时红外制导防空导弹部队去除红外干扰影响,顺利完成防空作战任务具有十分重要的意义.
作 者：刘法明 王贺林 丁勇军 LIU Fa-ming WANG He-lin DING Yong-jun 作者单位：防空兵指挥学院,郑州,450052 刊 名：电光与控制 ISTIC PKU英文刊名：ELECTRONICS OPTICS & CONTROL 年，卷(期)： 13(4) 分类号：V279.1 关键词：单片机技术 红外诱饵 红外制导 防空导弹篇7：基于多单片机的串口扩展设计论文
1 前言
笔者在用单片机开发一款称重仪表时，功能较多，对串口的需求很高。需要的串口数量多，至少要五个串口，包括称重传感器通信串口，电脑上位机通信串口，GIM900A 通信串口，大屏幕数码管显示的通信串口，打印模块的通信串口等。而且对串口要求稳定性高，大部分串口都要求实时双工通信。根据实际情况和产品串口需求，采用不用的方法进行串口扩展，主要用到了模拟串口和多单片机实现串口扩展。
2 串口扩展的一般方法
(1)模拟串口。模拟串口利用其他单片机引脚模拟串口收发时序进行串口扩展。这种串口扩展，缺点比较明显，通信速率慢，可靠性不高，占用CPU 资源较多。高速双工通信时一般不用此方案进行串口扩展，低速情况下可以考虑。笔者的项目中大屏幕数码管显示就用了这种方案，显示的时候只发不收，单向通信，波特率要求低，最高不过9600bps。
(2)利用专门的串口扩展芯片处理。串口扩展芯片进行串口扩展，通信稳定性高，能达到一般的串口要求。市场上的串口扩展芯片，性能不同，价格也不一样，但普遍成本较高，少则二三十元，多则七八十元，不利于产品的成本控制。串口需求较多时，一块串口扩展芯片上串口数量不足，还需要多块串口扩展芯片级联，更增加了成本。
(3)利用多串口单片机。目前市场上有多串口的单片机，很多低成本单片机都自带两个串口，比如stc12 多串口系列。用三串口及其以上的单片机成本更贵。
(4)基于多单片机的串口扩展设计。在一定成本要求下，结合目前单片机产品自身的优势，利用多单片机进行串口扩展，也是一种串口扩展的方案。一般c51 系列单片机自带双串口的只要几元钱，完全可以把单片机用来做串口扩展，而且有的单片机自带spi 通信接口，可以很方便的实现主从单片机之间的级联和通信，同时双单片机工作时，可以利用从单片机处理一定的程序，减轻主单片机的.负担，达到“双核”效果。
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