RS232串口轉紅外通訊電路原理剖析

紅外通訊作為一種數據傳輸手段，可以在很多場合應用，如家電產品、娛樂設施的紅外遙控，水、電、煤氣耗能計量的自動抄表等。特別是在電子電力行業，使用紅外技術進行通訊的產品越來越多，人們可以利用紅外技術對產品進行短距離抄控，非常簡潔方便。串口是計算機上一種非常通用設備通信的協議，大多數計算機包含一個基於RS232的串口。串口通信的概念非常簡單，串口按位（bit）發送和接收字節。本文所講的通信使用3根線完成：地線；發送；接收。由於串口通信是異步的，埠能夠在一根線上發送數據同時在另一根線上接收數據。

電平轉化

由於RS 232信號的電平和單片機串口信號的電平不一致，必須進行二者之間的電平轉換，常用MAX232來實現RS232/TTL 電平轉化。MAX232 內部結構有三個部分：

（1）電荷泵電路。由1~6引腳和4個電容搭建組成。

（2）數據轉換通道。由7~14 管腳組成兩個數據通道。RS 232數據從R1in，R2in輸入轉換成TTL/COMS數據後從R1out，R2out輸出；TTL/COMS數據從T1in，T2in輸入轉換成 RS 232數據從T1out，T2out送到電腦DB9口。

（3）外部供電電路。外部供電是利用電腦USB 輸出+5 V電源有效電源，不但節約該電路設計篇幅，並且在實際製作時節約體積，其電路原理如圖1所示。

紅外發射部分

紅外發射端發送數據時，是將待發送的二進位數據調製成一系列的脈衝串信號後發射出去，紅外載波為頻率38 kHz的方波。紅外載波可以使用單片機內部的定時器的PWM功能實現，也可以通過外圍硬體電路實現，這裡採用38 kHz晶振產生穩定的振蕩信號，採用CD4069非門電路通過一系列轉化實現方波振蕩信號，與經過電平轉換後的COMS數據信號疊加來實現驅動三極體導通，從而實現TSAL6200紅外發射二極體將周期的電信號轉變成一定頻率的紅外光信號發出，見圖2.

紅外接收部分

紅外接收採用HS0038B紅外接收器，紅外接收電路的原理是：當接收到38 kHz 的載波信號，HS0038B接收器會輸出低電平，否則輸出高電平，從而可以將紅外光信號解調成一定周期的連續方波信號，經單片機處理，便可以恢復出原數據信號。HS0038B是能夠接收紅外信號的小型化接收器件，它的環氧包裝可以作為紅外過濾器，因此不需要再加紅外過濾裝置。最大的優點是，在幹擾很強的環境中輸出也很穩定。電路設計如圖3 所示，本文中採用CD4093邏輯與非門晶片與HS0038B接收器搭建電路輸出數據，同時利用晶片其他組管腳對MAX232輸出的轉換電平數據進行自鎖，避免信號自發自收。

電源部分

通過電解電容低頻濾波和陶瓷貼片電容高頻濾波後得到比較純正的電源信號，如圖4所示。

紅外通訊適合於需短距離傳輸數據的場合，特別是那些有線通訊實現困難或者便攜性要求較高的場合。本文介紹了基於MAX 232電平轉化晶片和門電路晶片實現232信號轉換紅外通訊的電路設計，該電路已經在現實中得到應用並有很好的使用效果。

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