紅外通信裝置軟體程序的設計與實現

『壹』 基於單片機的紅外遙控收發系統的設計與實現

低頻信號發生器的設計
摘 要：
直接數字合成(DDS)是一種重要的頻率合成技術，具有解析度高、頻率變換快優點，在雷達及通信等領域有著廣泛的應用前景。文中介紹了一種高性能DDS晶元AD9850的基本原理和工作特點，闡述了如何利用此晶元設計一種頻率在0—50
kHz內變化、相位正交的信號源，給出了AD9850晶元和MCS51單片機的硬體介面和軟體流程。

關鍵詞：直接數字頻率合成 信號源 AD9850晶元
概述：
隨著數字技術的飛速發展，高精度大動態范圍數字／模擬(D，A)轉換器的出現和廣泛應用，用數字控制方法從一個標准參考頻率源產生多個頻率信號的技術，即直接數字合成(DDS)異軍突起。其主要優點有：(1)頻率轉換快：DDS頻率轉換時間短，一般在納秒級；(2)解析度高：大多數DDS可提供的頻率解析度在1 Hz數量級，許多可達0．001 Hz；(3)頻率合成范圍寬；(4)相位雜訊低，信號純度高；(5)可控制相位：DDS可方便地控制輸出信號的相位，在頻率變換時也能保持相位聯系；(6)生成的正弦／餘弦信號正交特性好等。因此，利用DDS技術特別容易產生頻率快速轉換、解析度高、相位可控的信號，這在電子測量、雷達系統、
調頻通信、電子對抗等領域具有十分廣泛的應用前景。
1. 低頻信號發生器的組成
圖2.7為低頻信號發生器組成框圖。它主要包括主振器、電壓放大器、輸出衰減器、功率放大器、阻抗變換器和指示電壓表等。

（1）主振器
RC文氏橋式振盪器具有輸出波形失真小、振幅穩定、頻率調節方便和頻率可調范圍寬等特點，故被普遍應用於低頻信號發生器主振器中。主振器產生與低頻信號發生器頻率一致的低頻正弦信號。
文氏橋式振盪器每個波段的頻率覆蓋系數（即最高頻率與最低頻率之比）為10，因此，要覆蓋1Hz～1MHz的頻率范圍，至少需要五個波段。為了在不分波段的情況下得到很寬的頻率覆蓋范圍，有時採用差頻式低頻振盪器，圖2.8為其組成框圖。假設f2=3.4MHz，f1可調范圍為3.3997MHz～5.1MHz，則振盪器輸出差頻信號頻率范圍為300Hz （3.4MHz-3.3997MHz）～1.7MHz（5.1 MHz-3.4 MHz）。

差頻式振盪器的缺點是對兩個振盪器的頻率穩定性要求很高，兩個振盪器應遠離整流管、功率管等發熱元件，彼此分開，並良好屏蔽。
（2）電壓放大器
電壓放大器兼有緩沖與電壓放大的作用。緩沖是為了使後級電路不影響主振器的工作，一般採用射極跟隨器或運放組成的電壓跟隨器。放大是為了使信號發生器的輸出電壓達到預定技術指標。為了使主振輸出調節電位器的阻值變化不影響電壓放大倍數，要求電壓放大器的輸入阻抗較高。為了在調節輸出衰減器時，不影響電壓放大器，要求電壓放大器的輸出阻抗低，有一定的帶負載能力。為了適應信號發生器寬頻帶等的要求，電壓放大器應具有寬的頻帶、小的諧波失真和穩定的工作性能。
（3）輸出衰減器
輸出衰減器用於改變信號發生器的輸出電壓或功率，分為連續調節和步進調節。連續調節由電位器實現，步進調節由步進衰減器實現。圖2.9為常用輸出衰減器原理圖，圖中電位器RP為連續調節器（細調），電阻R1～R8與開關S構成步進衰減器，開關S為步進調節器（粗調）。調節RP或變換開關S的擋
（4） 功率放大器及阻抗變換器功率放大器用來對衰減器輸出的電壓信號進行功率放大，使信號發生器達到額定功率輸出。為了能實現與不同負載匹配，功率放大器之後與阻抗變換器相接，這樣可以得到失真小的波形和最大的功率輸出。
阻抗變換器只有在要求功率輸出時才使用，電壓輸出時只需衰減器。阻抗變換器即匹配輸出變壓器，輸出頻率為5Hz～5kHz時使用低頻匹配變壓器，以減少低頻損耗，輸出頻率為5kHz～1MHz時使用高頻匹配變壓器。輸出阻抗利用波段開關改變輸出變壓器次級圈數來改變。
2. 工作原理及結構
函數信號發生器產生信號的方法有三種：一種是由施密特電路產生方波，然後經變換得到三角波和正弦波形；第二種是先產生正弦波再得到方波和三角波；第三種是先產生三角波再變換為方波和正弦波。在此主要介紹第一種方法，即脈沖式函數信號發生器

3. 低頻信號發生器的主要工作特性
目前，低頻信號發生器的主要工作特性如下：
①頻率范圍 一般為20Hz～1MHz，且連續可調。
②頻率准確度 ±（1～3）%。
③頻率穩定度 一般為（0.1～0.4）%/小時。
④輸出電壓 0～10V連續可調。
⑤輸出功率 0.5～5W連續可調。
⑥非線性失真范圍 （0.1～1）%。
⑦輸出阻抗 50Ω、75Ω、150Ω、600Ω、5kΩ等幾種。
⑧輸出形式 平衡輸出與不平衡輸出。
4. 低頻信號發生器的使用
低頻信號發生器型號很多，但它們的使用方法基本類似
（1）了解面板結構
使用儀器之前，應結合面板文字元號及技術說明書對各開關旋鈕的功能及使用方法進行耐心細致的分析了解，切忌盲目猜測。信號發生器面板上有關部分通常按其功能分區布置，一般包括：波形選擇開關、輸出頻率調諧部分（包括波段、粗調、微調等）、幅度調節旋鈕（包括粗調、細調）、阻抗變換開關、指示電壓表及其量程選擇、電源開關及電源指示、輸出接線柱等。
5. AD9850 晶元介紹
AD9850是AD公司生產的最高時鍾為125 MHz、採用先進的CMOS技術的直接頻率合成器，主要由可編程DDS系統、高性能模數變換器(DAC)和高速比較器3部分構成，能實現全數字編程式控制制的頻率合成，並具有時鍾產生功能。AD9850的DDS系統包括相位累加器和正弦查找表，其中相位累加器由一個加法器和一個32位相位寄存器組成，相位寄存器的輸出與外部相位控制字(5位)相加後作為正弦查找表的地址。正弦查找表實際上是一個相位／幅度轉換表，它包含一個正弦波周期的數字幅度信息，每一個地址對應正弦波中0。一360。范圍的一個相位點。查找表把輸入地址的相位信息映射成正弦波幅度信號，然後驅動10bit的DA變換器，輸出2個互補的電流，其幅度可通過外接電阻進行調節。AD9850還包括—個高速比較器，將DA變換器的輸出經外部低通濾波器後接到此比較器上即可產生一個抖動很小的方波，這使得AD9850可以方便地用作時鍾發生器。AD9850包含40位頻率／相位控制字，可通過並行或串列方式送人器件：並行方式指連續輸入5次，每次同時輸入8位(1個位元組)；串列方式則是在—個管腳完成40位串列數據流的輸入。這40位控制字中有32位用於頻率控制，5位用於相位控制，1位用於掉電(powerdown)控制，2位用於選擇工作方式。在並行輸入方式下，通過8位匯流排D0一D7將外部控制字輸入到寄存器，在W—CLK(字輸入時鍾)的上升沿裝入第一個位元組，並把指針指向下一個輸入寄存器，連續5個W—CLK的上升沿讀入5個位元組數據到輸入寄存器後，W—CLK的邊沿就不再起作用。然後在rQ—UD(頻率更新時鍾)上升沿到來時將這40位數據從輸入寄存器裝入到頻率／相位寄存器，這時DDS輸出頻率和相位更新一次，同時把地址指針復位到第一個輸入寄存器以等待下一次的頻率／相位控制字輸入。
6 硬體設計
要產生兩路相位正交、頻率可由外部控制的正弦信號，必須通過單片機編程來完成外部輸入的頻率數據(3個位元組)與DDS38晶元(AD9850)內部頻率相位控制字(5個位元組)間的轉換。單片機8051與AD9850晶元的介面既可採用並行方式，也可採用串列方式，本設計採用的是8位並行介面方式。由於需要產生VQ兩路正弦信號，因此使用了2片AD9850晶元，這兩路的頻率相同，相位差90。。單片機8051的P1口(P1．0一P1．7腳)用作外部控制字輸入，通過中斷1和中斷0讀入外部頻率數據，連續讀3次，對應頻率值的二進制數；單片機的P0口(P0．0一P0．7腳)用作頻率／相位控制字輸出，通過8位緩沖器74LS244作數據緩沖後加到2片AD9850晶元的8位控制字輸入端(DO—D7腳)，同時產生相應的DDS時序控制信號(一路復位reset1、二路復位reset2、一路字輸入時鍾W1、二路字輸入時鍾W2、一路頻率更新時鍾FU1、二路頻率更新時鍾FU2)加到AD9850晶元的對應管腳。AD9850的外部參考時鍾信號(dk4Om)頻率為40 MHz，由晶體振盪器產生。單片機8051的復位信號(reset)、中斷0和中斷1控制信號(intO、int1)由外部控制系統給出，從而實現兩路相位正交、頻率可控的正弦信號。該DDS信號源的硬體介面電路如圖1所
圖1 DDS信號源硬體介面電路
7. 軟體控制
此程序的功能就是要將外部輸入的頻率數據按照一定協議和演算法變換成DDS晶元(AD9850)所能接受的格式，並送出相應的頻率相位控制信號，從而使AD9850能產生兩路相位正交、頻率可控的正弦信號。下面給出程序設計輸入、輸出、變換演算法。
(1) 輸入
數據同步：上升沿時讀人1個位元組的頻率數據，作為intl中斷輸入；
數據寫入：上升沿時頻率更新1次，作為intO中斷輸入；
8位數據：輸入的頻率位元組。分3次輸入，如圖2所示。

(2)輸出
單片機控製程序將產生下述輸出信號加到DDS晶元(AD9850)的對應腳：
reset1：一路DDS復位(一路AD9850第22腳)；
reset7．：二路DDS復位(-路AD9850第22腳)；
w1：一路數據同步(一路AD9850第7腳)；
w2：二路數據同步(二路AD9850第7腳)；
ful：一路數據寫入(一路AD9850第8腳)；
fu2：二路數據寫入(二路AD9850第8腳)；
P0口(P0．0一P0．7)：8位頻率／相位數據輸出(AD9850的DO—D7腳)。
(3)演算法：程序中單片機輸入頻率數據F(3個位元組)與輸出頻
率數據△P(4個位元組)間的變換演算法見式(2)
其中CLKIN為外部參考時鍾(40 M Hz)。
(4)程序流程：整個程序由主程序、中斷0子程序、中斷1子
程序三部分構成。流程圖略。
8 結論
對設計的信號源在不同頻率下的輸出波形進行了測試，結果完全能達到所要求的性能指標。而且AD9850工作可靠，對參考時鍾波形要求不高，輸出信號穩定且信噪比高，是一種性價比很高的晶元，正廣泛應用於電子測量、跳頻通信、雷達系統等領域。
9 致謝
通過對低頻信號發生器的設計，我深刻認識到了「理論聯系實際」的這句話的重要性與真實性。而且通過對此課程的設計，我不但知道了以前不知道的理論知識，而且也鞏固了以前知道的知識。最重要的是在實踐中理解了書本上的知識，明白了學以致用的真諦。也明白老師為什麼要求我們做好這個課程設計的原因。他是為了教會我們如何運用所學的知識去解決實際的問題，提高我們的動手能力。在整個設計到電路的焊接以及調試過程中，我個人感覺調試部分是最難的，因為你理論計算的值在實際當中並不一定是最佳參數，我們必須通過觀察效果來改變參數的數值以期達到最好。而參數的調試是一個經驗的積累過程，沒有經驗是不可能在短時間內將其完成的，而這個可能也是老師要求我們加以提高的一個重要方面吧
參考文獻：
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索，2000，(5)．
【2】石雄．等．DDS晶元AD9850的工作原理及其與單片機的介面【J】．國
外電子元器件，2001。(5)．
(上

『貳』 紅外通信協議的典型案例

針對便攜產品應用的紅外數據通信模塊(圖)
作者：解放軍理工大學劉榮何敏日期：2005-6-1
摘要：紅外通信有著成本低廉、連接方便、簡單易用和結構緊湊的特點，因此在小型的移動設備中獲得了廣泛的應用。目前大多數作為采樣數據的終端希望通過串口或紅外介面與移動設備（如掌上電腦等）進行通信。和傳統的遙控器中採用的紅外相比較，紅外數據傳輸的實現方式是不同的。在筆記本電腦，手機，PDA和數碼相機上的紅外傳輸均採用紅外數據傳輸。本文介紹了紅外數據通信實現的原理，標准和方法。以實現和PDA（奧克碼—桑夏PPC2188型）的紅外數據通信為例介紹了該模塊的實現原理和方法。關鍵詞：IrDA；紅外通信；PDA
---傳統的紅外通信設備主要是指紅外遙控器和早期的PDA中採用的38kHz紅外調制和解調方式。這種方式實現簡單，但是誤碼率較高，不適合進行數據傳輸，特別是數據量大的時候。為此，IrDA組織(InfraredDataAssociation)規定了紅外數據傳輸的標准IrDA，它規定了通過紅外設備進行無線傳輸的方法。1994年，第一個IrDA的紅外數據通信標准發布，即IrDA1.0。IrDA規范包含兩個設備之間通信的標准以及與其他設備進行通信的協議。IrDA標准包含設備之間通信數據的格式以及與其他設備進行通信的協議。目前符合IrDA的設備有：筆記本電腦，手機，掌上電腦，數碼相機等。Linux操作系統支持IrDA。目前，很多公司根據該標准生產了各種用於紅外數據傳輸的晶元，如HP公司生產的HSDL-1000、HSDL-4230、HSDL-4220和HSDL-7000，Zilog生產的ZHX1010、ZHX1210、ZHX1810、ZHX1820。在桑夏公司的奧克碼—桑夏PPC2188型PDA上採用的就是ZHX1810晶元。下面分別介紹傳統的紅外通信和紅外數據通信的實現原理和方法。
1傳統的紅外通信---1．1原理---傳統的紅外設備傳輸數據時，可以採用38kHz的載波進行調制和解調。採用調幅的方式對數據進行調制，通過發光二極體將數據發送出去；採用專門的解調晶元接受紅外發送來的數據。---1．2實現方法---在終端上實現數據的紅外通信中，採用了圖1中的電路圖。
其中IFR_CLK輸出頻率為38kHz的方波，TXD為待發送的數據，兩個信號通過有MC9013組成的電路進行調制，通過TSAL6200調制過的信號發送出去；---SFH5110—38為載波為38kHz的解調晶元，接受外部來的信號，將解調後的數據送到RXD；---在終端中，採用了以上的電路和單片機進行連接，就可以實現傳統的載波（38kHz）調制解調的紅外通信。其中TXD和RXD分別接在單片機的串口的發送端和接受端，IFR_CLK接在一般的IO口上。---在單片機的軟體實現中，最主要的是在需要發送數據的時候用定時器在IFR_CLK口線上產生38kHz的方波。在這里，串口的速率一般較低。
---1．3缺點---（1）採用調幅進行傳輸，抗干擾能力差；---（2）在發送數據時，輸出的功率一定時，用於信號傳輸的功率小，接收到的數據的信噪比小，容易誤判數據；---（3）受到輸出功率的影響，數據傳輸的距離短,速度慢；---（4）受到傳輸速率的影響，傳輸的數據量不能太大；---（5）由於沒有相應的協議支持，將接收到的所有數據（包括正常的數據和干擾引起的非正常數據）送到RXD。
2紅外數據通信---2．1紅外數據通信的速率和物理層的數據幀格式---在紅外數據傳輸中，對串口發送的數據採用脈沖進行調制的方式。在IrDA標准1.0中，脈沖的寬度為3/16的BIT占空比或者為固定的1.63μs的脈沖寬度。IrDA1.0簡稱為SIR，以系統的非同步通信收發器(UART)為依託，由於受到UART通信速率的限制，SIR的最高通信速率只有115.2Kbps，也就是大家熟知的電腦串列埠的最高速率。在圖2中給出了脈沖調制前的非同步串口UART的數據幀格式和進行脈沖調制後的紅外IR幀格式，其中，紅外脈沖調制中的沒有脈沖代表UART中的「1」，紅外脈沖調制中有脈沖代表UART中的「0」；在沒有串口數據傳送時，紅外數據幀中沒有脈沖。
---1996年，頒布了IrDA標准1.1，即快速紅外通信，簡稱為FIR。與SIR相比，由於FIR不再依託UART，其最高通信速率有了質的飛躍，可達到4Mbps的水平。FIR採用了全新的4PPM調制解調(PulsePositionMolation)，即通過分析脈沖的相位來辨別所傳輸的數據信息，其通信原理與SIR是截然不同的，但由於FIR在115.2Kbps以下的速率依舊採用SIR的那種編碼解碼過程，所以它仍可以與支持SIR的低速設備進行通信，只有在通信對方也支持FIR時，才將通信速率提升到更高水平。對4Mbps的速率，需要使用1/4的脈沖的相位進行調制（即所謂的4PPM調制），利用脈沖四個不同的相位（位置）的一個脈沖對兩個BIT進行編碼。因此，前面利用脈沖有無進行調制，這里利用脈沖及脈沖的位置確定調制和解調的信號。例如，兩個BIT00調制為1000(一個BIT，其中第一個1/4BIT時間有脈沖，其他3/4時間無脈沖)，兩個BIT01調制為0100(一個BIT，其中第二個1/4BIT時間有脈沖，其他3/4時間無脈沖)。這樣，用4個脈沖就可以傳輸一個位元組的數據量。
在和終端進行通信的設備中，數據的傳輸通常以系統的非同步通信收發器(UART)為依託，我們只需要採用符合IrDA標准1.0的紅外器件。目前，紅外數據傳輸晶元包括兩種，一種以HP公司HSDL-1000晶元為代表，HSDL-1000的一端輸入為符合IrDA1.0標準的紅外數據，一端為非同步通信(UART)數據，可以直接用在終端中作為UART和紅外數據的轉換器。另外一種以Zilog生產的ZHX1810為代表，只是將紅外信號轉換為電信號，或將電信號轉換為紅外信號的紅外收發器件，這種晶元在終端設備中需要應用時，需要將脈沖轉換為非同步通信的數據，或將非同步通信的數據轉換為脈沖信號方可使用。---2．2採用脈沖進行調制的原因---紅外接收器需要一種方式來區分周圍的干擾,雜訊和信號。為了這個目的，通常利用盡可能高的輸出功率:高的功率表示在接收器中的大電流，有好的信噪比。然而,IR-LED（紅外燈）不可能在全部的時間連續的以高功率進行數據的發送。因此,使用每個BIT只有3/16或1/4脈沖寬度的信號進行傳輸。這樣，輸出的功率可以達到IR-LED（紅外燈）連續閃爍的最大功率的4～5倍。另外,傳輸的途徑不會攜帶直流成分(由於接收器連續的適應周圍的環境,只檢測環境變化),這樣必須利用脈沖調制。---2．3紅外數據通信的協議---在紅外數據通信中，很容易受到外界的干擾，只有符合一定格式的數據才是正確的數據。為此，IrDA標准指定三個基本的規范和協議，包括：物理層規范()，連接建立協議(LinkAccessProtocol:IrLAP)和連接管理協議（LinkManagementProtocol:IrLMP)。物理層規范制定了紅外通信硬體設計上的目標和要求，IrLAP和IrLMP為兩個軟體層，負責對連接進行設置、管理和維護。在IrLAP和IrLMP基礎上，針對一些特定的紅外通信應用領域，IrDA還陸續發布了一些更高級別的紅外協議，如TinyTP、IrOBEX、IrCOMM、IrLAN、IrTran-P等。它們之間的關系如圖3所示。
---奧克碼—桑夏PPC2188型PDA的操作系統為桑夏2000操作系統，該操作系統為嵌入式的中文操作系統，其中有支持紅外通信的IrDA紅外通信協議棧。終端需要和PDA進行紅外通信的時候，也需要有支持紅外通信的IrDA紅外通信協議棧。有了支持紅外通信的IrDA紅外通信協議棧，終端不僅可以和PDA進行通信，也可以同帶有紅外通信口的筆記本電腦、手機、掌上電腦、數碼相機等進行紅外通信。
3實現終端與PDA的紅外通信---在終端設備中，要實現和PDA的紅外通信，除了要實現將紅外數據轉換為UART數據，還需要編制IrLAP和IrLMP層的協議。為了降低成本，我們直接採用了紅外收發器件ZiLOG生產的紅外收發器作為物理層的部分器件，而將脈沖和UART之間的數據轉換用軟體來實現。目前，實現了以下的硬體和軟體的研製和測試，這種終端與PDA的紅外通信是可靠的。---3．1ZHX1810
---ZiLOG為OEM客戶和最終用戶提供了完整的紅外數據收發方案。ZiLOG的紅外收發器被廣泛的應用於各種PDA產品，行動電話以及相關領域中。---最新公布的幾款紅外收發器ZHX1403，ZHX3403，以及ZHX1203，他們都具有極小巧的外型尺寸，ZiLOG稱之為Ultraslim結構。此外ZHX1403和ZHX3403還具有AlwaysOn技術，使得長時間的紅外功能開啟成為了可能，這無疑為紅外設備的應用增加了更多的可能性。---在本系統的設計中，採用了ZiLOG的ZHX1810。由於紅外收發器也可以接收到自己發出的數據，實現的紅外數據通信是半雙工的。---在圖4中給出了ZHX1810的內部結構。---LEDA：通過一個外接的電阻接到電源上，給LED提供電流。---TXD：用來傳輸串列數據。通過一個電阻接到地上，當關閉模式時處於開路狀態。---RXD：用來接收串列數據（在關閉模式時處於三態），不需要外接電阻。---SD：用來將內部的電路控制在關閉模式。---在Vcc和GND之間接一個0.33μF的電容。---3.2硬體組成---為了使終端的功能和紅外通信之間相對獨立，我們利用了單獨的單片機AT89C2051實現紅外協議棧中的相關協議。AT89C2051接收到TXD發來的數據，進行處理之後將UART數據轉換為對應的脈沖數據，通過ZHX1810發送出去；AT89C2051接收到ZHX1810發送來的脈沖數據，根據IrDA的相關協議棧進行解釋後，將數據通過RXD以UART數據形式發送出去。從而實現紅外通信。---圖5中的硬體電路是實現紅外通信的最低硬體配置。如果需要適應不同的波特率，需要在硬體圖中加跳線來識別。如果需要實現完整的IrDA協議棧，需要在電路中加上IIC匯流排的存儲單元；或者採用帶有數據匯流排和地址匯流排的單片機，加上RAM（如HM6116）來實現。---在這里，由於桑夏公司的奧克碼—桑夏PPC2188型PDA可以跳過IrDA協議棧中的連接建立協議層和連接管理協議層，只需要實現物理層的部分功能，終端採用如下的電路圖就可以實現和奧克碼—桑夏系列的PDA之間的紅外通信。
---3．3軟體實現的功能和流程---軟體實現的功能如下。---軟體的編寫是終端和PDA進行紅外通信的重點，考慮到軟體的可移植性和程序執行的速度，採用了C語言進行編寫，主要需要實現的功能如下：---（1）根據跳線識別不同的波特率，支持的波特率的傳輸范圍為1200bps～57600bps；---（2）由於設置紅外默認的狀態為接收狀態；---（3）物理層判斷紅外口有無接收到脈沖數據，將接收到的脈沖進行解釋後送到紅外數據接收緩存區；---（4）實現連接建立協議層IrLAP，和PDA建立連接；注意，這種建立的連接是單工的，只有在該次通信完成時才建立下次的連接；---（5）實現連接管理協議層IrLMP的功能；---（6）將從紅外接收的數據通過RXD送到終端的非同步串口接收端；---（7）從終端的非同步串口發送端接收數據，根據IrDA協議棧，和PDA建立連接後，將從終端接收到的數據通過紅外發送到PDA；---在軟體的實現中，對終端的數據傳輸而言，數據是進行半雙工的透明的傳輸。---軟體的流程如圖6所示。
4總結---為了便於將這樣的模塊應用於各種帶有紅外的移動終端設備的紅外數據通信，我們採用了單獨的MCU來實現串口數據和紅外數據之間的轉換。由於波特率的傳輸范圍為1200～57600bps，我們只實現了目前廣泛使用的SIR標准通信。該模塊已經應用在和PDA紅外通信的電路中，性能穩定。
參考文獻1何立民.MCS-51系列單片機應用系統設計.北京航空航天大學出版社，HX1810SlimLine(tm)SIRTransceiver

『叄』 設計一個簡易紅外通信系統

其實作為簡易系統，你的要求就是個設計大綱了。對於實現細節可根據實際情況豐富。內不敢說設計，提幾點容建議。
1.關於技術上的指標，必須參考國際標准做。我想你不可能自己研發個紅外的接收裝置吧。而且這種新硬體高與國際標准不同。現在的電子產品根據標准來做，其目的起碼有三：1.不用制定新標准，減少投資成本。2.保證兼容性。3.採用通用元器件，節省生產成本。既然是大家都使用通用標准，你去查查標准就行了，最起碼要選若干產品，篩選出符合要求的硬體。
2.對於程序上的設計，必須要得到廠家的介面說明，參考國際標准。這種屬於程序開發范疇，不在贅述。
3.你給出的圖不完全吧?試想什麼系統都是有終端組成呢！
4.對於你的提問我看無人給出確定的答案，因為這種系統具有非通用性。和你選擇的硬體，軟體有直接關系。在不確定硬體和軟體的基礎上無人能做出完整的設計。
希望我的回答給你些幫助。找標准請訪問IRDA官方網站，www.irda.org

『肆』 什麼是IrDA及其應用

IrDA器件及其應用電路設計
摘要：簡要介紹IrDA紅外數據傳輸的特徵；詳細說明各種常見IrDA類型器件的構成；重點闡述常用紅外數據傳輸電路的設計及其注意事項。

本文就IrDA紅外數據傳輸、各種IrDA器件的構成及其不同類型的紅外通信電路設計進行綜合闡述。

1 紅外數據傳輸及其規范簡介

紅外數據傳輸，使用傳播介質——紅外線。紅外線是波長在750nm~1mm之間的電磁波，是人眼看不到的光線。紅外數據傳輸一般採用紅外波段內的近紅外線，波長在0.75μm~25μm之間。紅外數據協會成立後，為保證不同廠商的紅外產品能獲得最佳的通信效果，限定所用紅外波長在850nm~900nm。

IrDA是國際紅外數據協會的英文縮寫，IrDA相繼制定了很多紅外通信協議，有側重於傳輸速率方面的，有側重於低功耗方面的，也有二者兼顧的。IrDA1.0協議基於非同步收發器UART，最高通信速率在115.2kbps，簡稱SIR(Serial Infrared，串列紅外協議)，採用3/16 ENDEC編/解碼機制。 IrDA1.1協議提高通信速率到4Mbps，簡稱FIR(Fast Infrared，快速紅外協議)，採用4PPM (Pulse Position Molation，脈沖相位調制)編解碼機制，同時在低速時保留1.0協議規定。之後，IrDA又推出了最高通信速率在16Mbps的協議，簡稱VFIR(Very Fast Infrared，特速紅外協議)。

IrDA標准包括三個基本的規范和協議：紅外物理層連接規范IrPHY(Infrared Physical Layer Link Specification)，紅外連接訪問協議IrLAP (Infrared Link Access Protocol) 和紅外連接管理協議IrLMP(Infrared Link Management Protocol)。IrPHY規范制定了紅外通信硬體設計上的目標和要求；IrLAP和IrLMP為兩個軟體層，負責對連接進行設置、管理和維護。在IrLAP和IrLMP基礎上，針對一些特定的紅外通信應用領域，IrDA還陸續發布了一些更高級別的紅外協議，如TinyTP、IrOBEX、IrCOMM、IrLAN、IrTran-P等等。[1~3]

紅外傳輸距離在幾cm到幾十m，發射角度通常在0~15°，發射強度與接收靈敏度因不同器件不同應用設計而強弱不一。使用時只能以半雙工方式進行紅外通信。

在此把符合IrDA紅外通信協議的器件稱為IrDA器件，符合SIR協議的器件稱為SIR器件，符合FIR協議的器件稱為FIR器件，符合VFIR協議的器件稱為VFIR器件。

2 紅外數據傳輸的基本模型

紅外數據傳輸可用圖1簡單表示。

3 IrDA器件的類型劃分[3~8]

根據圖1所述模型，把IrDA器件劃分類型，如圖2所示。

根據傳輸速率的大小，可以把IrDA器件區分為SIR、FIR、VFIR類型。如Vishay的紅外收發器，TFDU4300是SIR器件，TFDU6102是FIR器件，TFDU8108是VFIR器件。

根據應用功耗的大小，可以把IrDA器件區分為標准型和低功耗型。低功耗型器件，通常使用1.8~3.6V電源，傳輸距離較小(約20cm)，如Agilent的紅外收發器HSDL-3203。標准型器件，通常使用DC5V電源，傳輸距離大(在30cm~幾十m)，如Vishay的紅外接收器TSOP12xx系列，配合其發射器TSAL5100，傳輸距離可達35m。

使用上述三種分類方法，可以清晰地表明一個IrDA紅外器件的性能。如Agilent的SIR標准型紅外收發器HSDL-3000。

4 IrDA器件的構成及其使用[3~8]

4.1 紅外發送器件

紅外發送器大多是使用Ga、As等材料製成的紅外發射二極體，其能夠通過的LED電流越大，發射角度越小，產生的發射強度就越大；發射強度越大，紅外傳輸距離就越遠，傳輸距離正比於發射強度的平方根。有少數廠商的紅外發送器件內置有驅動電路。該類器件的構成如圖3所示。

紅外發送器件在使用時通常需要串聯電阻，用以分壓限流。

4.2 紅外檢測器件

紅外檢測器件的主要部件是紅外敏感接收管件，有獨立接收管構成器件的，有內含放大器的，有集成放大器與解調器的。後面兩種類型的紅外檢測器件構成如圖4所示。

接收靈敏度是衡量紅檢測器件的主要性能指標，接收靈敏度越高，傳輸距離越遠，誤碼率越低。

內部集成有放大與解調功能的紅外檢測器件通常還含有帶通濾波器，這類器件常用於固定載波頻率(如40kHz)的應用。

4.3 紅外收發器件

紅外收發器件集發射與接收於一體。通常，器件的發射部分含有驅動器，接收部分含有放大器，並且內部集成有關斷控制邏輯。關斷控制邏輯在發送時關斷接收，以避免引入干擾；不使用紅外傳輸時，該控制邏輯通過SD引腳接受指令，關斷器件電源供應，以降耗節能。使用器件時需要在LED引腳接入適當的限流電阻。大多數紅外收發器件帶有屏蔽層。該層不要直接接地，可以通過串聯一磁珠再接地，以引入干擾影響接收靈敏度。紅外收發器件的構成如圖5所示。

4.4 紅外編/解碼器件

編/解碼，英文簡稱ENDEC，即實現調制/解調。編/解碼機制，SIR器件多採用3/16 ENDEC，FIR器件多採用4PPM ENDEC。在此解釋一下3/16 ENDEC，其它可參閱有關資料。3/16 ENDEC，即把一個有效數字位(bit)時間段，劃分為16等分小時間段，以連續3個小時間段內有無脈沖表示調制/解調信息。紅外編/解碼器件，需要從外部接入時鍾或使用自身的晶體振盪電路，進行調制或解調。

紅外編/解碼器件，有單獨編碼的集成器件，如鍵盤遙控紅外編碼器Mitsubishi的M50462AP；也有集編碼/解碼於一體的，這類器件較為多見，其構成如圖6所示。

4.5 紅外介面器件

紅外介面器件，實現紅外傳輸系統與微控制器、PC機或網路系統的連接。設計中經常使用的器件有UART串列非同步收發器件、USB介面轉換器件等。

USB介面器件，實現紅外收發與PC機的USB連接。集成度較高的USB介面器件如SigmaTel的STIr4200。STIr4200全兼容IrDA1.3和USB1.1，IrDA速率在2.4k~4Mbps，內含有紅外編/解碼器和4KB的FIFO緩存，20/28腳封裝，可直接相聯標準的IrDA收發器件，其構成如圖7所示。

5 常用紅外數據傳輸電路設計[3~9]

5.1 家電紅外遙控收發電路的設計

彩電、空調、VCD等家用電器的遙控收發，是單向傳輸，通信距離通常在3~5m，調制/解調的載波頻率通常在36~40kHz，可用「集成鍵盤編碼IC+帶驅動的紅外發射管」構成發射遙控器，用「帶放大與解調功能的紅外檢測器」構成接收端，接收後的信息可直接送給簡易單片機(如AT89C2051)，由單片機通過軟體進行遙控功能識別並產生相應動作。

圖8是一個通用的家電遙控收發電路框圖。

5.2 PC機簡易紅外收發裝置設計

現在的筆記本電腦、掌上電腦、移動手機等，常常集成有含編/解碼功能(38kHz載波)的5針紅外介面；可以很容易地設計電路，給PC機配上紅外收發裝置，無須考慮調制/解調。

5針紅外介面插座引腳定義了：一對電源腳Vcc和GND，一對收發介面IrTx(紅外發射端)和IrRx(紅外接收端)，有一針NC未定義。

根據IrDA非同步串列通信有關標准，IrTx引腳能提供 >6.0mA的輸出電流，IrRx引腳在吸收<1.5 mA電流時就能對輸入信號作出反應。依此可以設計出如圖9(a)所示的簡易紅外收發裝置。為進一步提高收發傳輸能力，可在發射端增加驅動，在接收端增加放大。這樣做，分立元件過多，電路不夠簡潔。為簡化電路，可以使用帶有驅動和放大能力的紅外收發器件。圖9(b)就是用Zilog的紅外收發器ZHX1010構成的簡易收發裝置。

給PC機加上紅外收發裝置後，需要對系統做如下設置：在BIOS中打開紅外線介面，在使用時於設備管理器中啟動「紅外線監視器」。通常，PC機紅外介面與其COM2口共用同一地址和中斷，打開了紅外介面，COM2口就不能再使用了。

5.3 RS232-IrDA紅外收發電路設計

這種類型電路工作在非同步串列通信方式下，可以直接採用「UART電平轉換器件 + 紅外編/解碼器件 + 紅外收發器件」構成。圖10是一個設計舉例，圖中器件使用了Maxim的MAX232。MAX232完成RS232信號電平到標准數字信號電平(如5V系統)的轉換，HSDL-7000是紅外編/解碼器。

5.4 USB-IrDA紅外收發電路設計

設計這種類型的電路，最簡捷的途經就是使用USB-IrDA介面器件。圖11是採用SigmaTel的STIr4200介面器件的一個設計舉例。STIr4200有一個可選擇的外部增強性發射埠，如果要增強紅外傳輸能力(如傳輸距離)，可在該埠增加發射管。對於STIr4200，SigamTel提供有各種Windows版本的驅動程序，使用十分方便。

5.5 微控制器-IrDA紅外收發電路設計

現在很多微控制器，內部集成有UART單元及其介面，支持IrDA標准，並可以直接與紅外收發體系連接。圖12是這類電路設計的一個舉例。圖中MCP2120是Microchip的紅外可編程波特率編/解碼器件。

有些微控制器，如80C51單片機，雖然內含有UART，卻不支持IrDA標准或高速通信，不能直接相連紅外收發體系。還有些微控制器，雖然所含的UART可以直接連接紅外收發體系，但UART已用於其它目的。此時，可以選用UART介面器件。圖13是80C51通過Maxim的MAX3110連接紅外收發體系的，80C51單片機沒有SPI介面。這里使用其I/O口，通過軟體模擬SPI工作機制。MAX3110有一個收發傳輸中斷腳，十分有利於軟體編制。

6 紅外數據傳輸電路設計的注意事項

① 要做好紅外器件的選型。要求傳輸快速時，可選擇FIR、VFIR收發器與編/解碼器。要求長距離傳輸時，可選擇大LED電流、小發射角發射器和靈敏度高的接收檢測器。低功耗場合應用時，可選取低功耗的紅外器件。要注意低功耗與傳輸性能之間存在著矛盾：通常低功耗器件，傳輸距離很小。這一點在應用時應該綜合考慮。

② 紅外數據傳輸是半雙工性質的。為避免自身產生的信號干擾自身，要確保發送時不接收，接收時不發送，可以著眼於軟體設計，使軟體在一種狀態時暫不理會另一種狀態；同時要合理設置好收發之間的時間間隔,不立即從一種方式轉入另一種方式。

③ 要合理設計好各種紅外器件的供電電路，選擇適當的DC-DC器件，恰當地進行電磁抑制，做好電源濾波。同時還要注意盡可能減少功耗，不使用紅外電路時要在軟體上能夠控制關閉其供電。很多廠家對自己推出的紅外器件都有推薦的電路設計，要注意參考並實驗。

④ PCB設計時，要合理布局器件。濾波電感、電容等要就近器件放置，以確保濾波效果；紅外器件與系統的地線要分開布置，僅在一點相連；晶體等振盪器件要靠近所供器件，以減少輻射干擾。

⑤ 增大紅外傳輸距離、提高收發靈敏度的方法：增加發射電路的數量，使幾只發射管同時啟動發送；在接收管前加裝紅色濾光片，以濾除其它光線的干擾；在接收管和發射管前面加凸透鏡，提高其光線採集能力等等。

『伍』 紅外線通信的原理

大氣對紅外線輻射的吸收，主要是由大氣中的水蒸汽、二氧化碳和高層大氣中的臭氧分子造成的。這些大氣分子的強烈吸收使大氣對紅外線輻射的大部分區域是不透明的，只有在某些特定的波長區，紅外線輻射才能透過。這些特定的波長區稱為紅外線輻射的「大氣窗口」，它們幾乎都集中在25μm以下的近紅外和中紅外區域，即1.15～1.35，1.45～1.8，1.9～2.5，3.05～4.1，4.5～5.5，7.9～13.2、17～28μm。另外，在波長為300、600μm附近區域，大氣也呈現出某些透過特性。
散射是大氣對紅外線輻射的另一種重要作用。散射有兩種不同的類型，即瑞利散射和彌散射。瑞利散射是由大氣分子引起的，它對紅外線輻射的影響並不特別重要，對於波長大於lμm的輻射的影響常可被忽略。彌散射是由大氣中的懸浮粒子如雨、雪、霧、雲、灰塵和煙的微粒造成的，這對紅外線傳輸過程中的衰減有重要作用。
紅外通信是利用950nm近紅外波段的紅外線作為傳遞信息的媒體，即通信信道。發送端將基帶二進制信號調制為一系列的脈沖串信號，通過紅外發射管發射紅外信號。接收端將接收到的光脈轉換成電信號，再經過放大、濾波等處理後送給解調電路進行解調，還原為二進制數字信號後輸出。常用的有通過脈沖寬度來實現信號調制的脈寬調制（PWM）和通過脈沖串之間的時間間隔來實現信號調制的脈時調制（PPM）兩種方法。
簡而言之，紅外通信的實質就是對二進制數字信號進行調制與解調，以便利用紅外信道進行傳輸；紅外通信介面就是針對紅外信道的數據機。
紅外線通信可用於沿海島嶼間的輔助通信，室內通信，近距離遙控，飛機內廣播和太空梭內宇航員間的通信等。
特點
紅外線具有容量大，保密性強，抗電磁干擾性能好，設備結構簡單、體積小、重量輕、價格低；但在大氣信道中傳輸時易受氣候影響的特點。紅外線波長范圍為0.70μm～lmm，其中300μm～lmm區域的波也稱為亞毫米波。大氣對紅外線輻射傳輸的影響主要是吸收和散射。
紅外線通信系統
紅外線通信系統一般由紅外線發射系統和接收系統組成。對於客機內的紅外線通信系統，採用低功率的近紅外線（波長為0.72～1.5μm）傳送信號，對人體健康尤其對人的眼睛無任何傷害作用，也不會干擾飛機與陸地之間的無線電通信。其工作過程是：音頻信號先被轉換成數字信號，再調制在紅外線上，通過特製的紅外線發射器，使載有音頻信號的紅外線充滿機艙內的每一個角落。每個座位上備有的一副「耳機」，實際上是一隻紅外線接收機，它能將紅外線信號變為電信號，再進而還原成聲音；用電池工作，不需要任何外部連線。旅客只要載上這副「耳機」，開啟電源，撥動相應的選擇開關，就可收聽到各種不同的節目。
技術標准
紅外線通訊技術包含下列規格：IrPHY、IrLAP、IrLMP、IrCOMM、TinyTP、IrOBEX、IrLAN以及IrSimple。
IrDA1.0標准簡稱SIR（SerialInfrared，串列紅外協議），它是基於HP-SIR開發出來的一種非同步的、半雙工的紅外通信方式，它以系統的非同步通信收發器（UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter，UART)）依託，通過對串列數據脈沖的波形壓縮和對所接收的光信號電脈沖的波形擴展這一編解碼過程（3/16EnDec）實現紅外數據傳輸。SIR的最高數據速率只有115.2kbps。在1996年，發布了IrDA1.1協議，簡稱FIR（FastInfrared，快速紅外協議），採用4PPM（PulsePositionMolation，脈沖相位調制）編解碼機制，最高數據傳輸速率可達到4Mbps，同時在低速時保留1.0標準的規定。之後，IrDA又推出了最高通信速率在16Mbps的VFIR（VeryFastInfrared）技術，並將其作為補充納入IrDA1.1標准之中。
IrDA標准都包括三個基本的規范和協議：紅外物理層連接規范IrPHY（）、紅外連接訪問協議IrLAP（InfraredLinkAccessProtoco1）和紅外連接管理協議IrLMP（）。IrPHY規范制訂了紅外通信硬體設計上的目標和要求；IrLAP和IrLMP為兩個軟體層，負責對連接進行設置、管理和維護。在IrLAP和IrLMP基礎上，針對一些特定的紅外通信應用領域，IrDA還陸續發布了一些更高級別的紅外協議，如TinyTP、IrOBEX、IrCOMM、IrLAN、IrTran-P和IrBus等等。
IrPHY：是指紅外線通信的最低層，物理層。其中重要的規格如下：
距離(標准：1米，低功率傳輸至低功率：0.2米，標准至低功率：0.3米)
角度(最小圓錐狀+-15°)
速度(2.4千位元/秒至16百萬位元/秒)
調變(基頻帶，無載波)
紅外線過濾視窗
紅外線通信收發器藉由一束圓錐狀光束范圍內的紅外線脈波傳輸，其圓錐狀光束自中心算起最小有15度的范圍。
紅外線通信物理層規范需要至少在一米外還能辨識的光信號的最小光量。
同時，規范中也定義兩通訊裝置接近時不會過量的最大光量。
在實用階段，市場上有些裝置沒有做到一米的傳輸距離。
同時也有些裝置沒有預留非常接近時的容忍值。
紅外線通信的典型甜區為距離收發器5厘米至60厘米范圍之中，在圓錐狀光束的中心點處。
紅外線通信的資料通訊作動在半雙工模式，這是因為裝置在發射時會被自己的接收器接收到，因此全雙工變得不可行。
兩裝置間藉由快速切換連接便可模擬全雙工。
主要裝置端控制著連接的時序，但雙邊可依照實際情況將傳輸速度切換至最高。
傳輸速率落在三大分類：SIR、MIR以及FIR。
SIR的速度范圍包含了RS-232的速度定義(9600位元/秒，19.2千位元/秒，38.4千位元/秒，57.6千位元/秒，115.2千位元/秒)
裝置最常見的傳輸速率為9600位元/秒，因此此一傳輸速率為所有在discovery狀態與negotiation狀態的速率。
MIR(中速率紅外線)不是官方名詞，有時用來表示0.576百萬位元/秒至1.152百萬位元/秒的速率范圍。
FIR為IrDA物理層標准陳廢的名詞，雖然如此這個名詞卻也常用在表示4百萬位元/秒速率。
FIR有時也用來表示所有大於SIR標定速率以上的速率。
然而，MIR與FIR使用不同的編碼方式，與不同的封包架構。
因此，這兩個非官方用詞分別了兩種不同的物理層實作方式。
未來有更快的傳輸速率(目前有VFIR)，可支援到16百萬位元/秒。
有VFIR的商品可用例如TFDU8108可操作在9.6千位元/秒至16百萬位元/秒。
UFIR協定正在發展中。此一協定將可支援100百萬位元/秒。

『陸』 簡易紅外線通信電路的設計製作

簡易紅外線通信電路的設計，首先將需要發射的語音信號調制到載波信號中，然後以紅外反射管發射出去。另一端用光敏電阻或二極體接收，並解調。可以使用555實現調制和解調。

『柒』 關於紅外通信的問題（程序）

startflag 是接受紅外起始標志，紅外信號由起始信號，數據碼，停止信號組成

判斷符合起始信號後，startflag置1，標志後面接收的為數據。

『捌』 基於pic單片機的紅外通信模塊的設計與實現

pic單片機的紅外通信模塊的設計與實現
這個開發平台你怎樣選擇,我才好安排,你懂我意思的

『玖』 紅外通信的標准幀包括什麼

紅外通信協議是一種基於紅外線的傳輸技術。基於紅外線的傳輸技術最近幾年有了很大發展。廣泛使用的家電遙控器幾乎都是採用的紅外線傳輸技術。作為無線區域網的傳輸方式，紅外線方式的最大優點是不受無線電干擾，且它的使用不受國家無線管理委員會的限制。但是，紅外線對非透明物體的透過性較差，導致傳輸距離受限制。
中文名
紅外通信協議
類別
協議
內容
紅外通信
專業
通信
協議背景基本結構IRDA標准基本原理電路設計紅外發送器軟體設計最新進展嵌入式的實現典型案例TA說
協議背景
紅外線是波長在750nm至1mm之間的電磁波，其頻率高於微波而低於可見光，是一種人的眼眼看不到的光線。無線電波和微波已被廣泛應用在長距離的無線通信中，但由於紅外線的波長較短，對障礙物的衍射能力差，所以更適合應用在需要短距離無線通信場合點對點的直接線數據傳輸。為了使各種設備能夠通過一個紅外介面進行通信，紅外數據協議（InfraredDataAssociation，簡稱IRDA）發布了一個關於紅外的統一的軟硬體規范，也就是紅外數據通訊標准。
基本結構
紅外數據通訊標准包括基本協議和特定應用領域的協議兩類。類似於TCP-IP協議，它是一個層式結構，其結構形成一個棧，如圖1所示。
其中基本的協議有三個：①物理層協議（IrPHY），制定了紅外通信硬體設計上的目標和要求，包括紅外的光特性、數據編碼、各種波特率下幀的包括格式等。為達到兼容，硬體平台以及硬體介面設計必須符合紅外協議制定的規范。②連接建立協議（IRLAP）層制定了底層連接建立的過程規范，描述了建立一個基本可靠連接的過程和要求。③連接管理協議（IrLMP）層制定了在單位個IrLAP連接的基礎上復用多個服務和應用的規范。在IrLMP協議上層的協議都屬於特定應用領域的規范和協議。④流傳輸協議（TingTP）在傳輸數據時進行流控制。制定把數據進行拆分、重組、重傳等的機制。⑤對象交換協議（IrOBEX）制定了文件和其他數據對象傳輸時的數據格式。⑥模擬串口層協議（IRCOMM）允許已存在的使用串口通信的應用像使用串口那樣使用紅外進行通信。⑦區域網訪問協議（IrLAN）允許通過紅外區域網絡喚醒筆記本電腦等移動設備，實際遠程搖控等功能。
整個紅外協議棧比較龐大復雜，在嵌入式系統中，由於微處理器速度和存儲器容量等限制，不可能也沒必要實現整個的紅外協議棧。一個典型的例子就是TinyTP協議中數據的拆分和重組。它採用了信用片（creditcard）機制，這極大地增加了代碼設計的復雜性，而實際在紅外通信中一般不會有太大數據量的傳輸，尤其在嵌入式系統中完全可以考慮將數據放入單個數據包進行傳輸，用超時和重發機制保證傳輸的可靠性。因此可以將協議棧簡化，根據實際需求，有選擇地實現自己需要的協議和功能即可。
IRDA標准
包括三個基本的規范和協議：
物理層規范()、鏈接建立協議(LinkAccessProtocol:IrLAP)和鏈接管理協議（LinkManagementProtocol:IrLMP)。
物理層規范制定了紅外通信硬體設計上的目標和要求，IrLAP和IrLMP為兩個軟體層，負責對鏈接進行設置、管理和維護。在IrLAP和IrLMP基礎上，針對一些特定的紅外通信應用領域，IRDA還陸續發布了一些更高級別的紅外協議，如TinyTP、IrOBEX、IrCOMM、IrLAN、IrTran-P和IrBus等等
基本原理
紅外通信是利用950nm近紅外波段的紅外線作為傳遞信息的媒體，即通信信道。發送端採用脈位調制（PPM）方式，將二進制數字信號調製成某一頻率的脈沖序列，並驅動紅外發射管以光脈沖的形式發送出去；接收端將接收到的光脈轉換成電信號，再經過放大、濾波等處理後送給解調電路進行解調，還原為二進制數字信號後輸出。
簡而言之，紅外通信的實質就是對二進制數字信號進行調制與解調，以便利用紅外信道進行傳輸；紅外通信介面就是針對紅外信道的數據機。
電路設計
單片機本身並不具備紅外通信介面，但可以利用單片機的串列介面與片外的紅外發射和接收電路，組成一個應用於單片機系統的紅外串列通信介面，如圖1所示。
紅外發送器
實例一
紅外發送器電路包括脈沖振盪器、驅動管T1和T2、紅外發射管D1和D2等部分。其中脈沖振盪器由NE555定時器、電阻（R1、R2）和電容（C1、C2）組成，用以產生38kHz的脈沖序列作為載波信號；紅外發射管D1和D2選用Vishay公司生產的TSAL6238，用來向外發射950nm的紅外光束。
紅外發送器的工作原理為：串列數據由單片機的串列輸出端TXD送出並驅動T1管，數位「0」使T1管導通，通過T2管調製成38kHz的載波信號，並利用兩個紅外發射管D1和D2以光脈沖的形式向外發送。數位「1」使T1管截止，紅外發射管D1和D2不發射紅外光。若傳送的波特率設為1200bps，則每個數位「0」對應32個載波脈沖調制信號的時序，如圖2所