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1.4红外通技术的用途 红外通信技术的用途有很多，因为它成本低廉，并且传输效率高且稳定所以很多电子设备都对它进行了利用，21世纪电子发展趋势更是如此。在许多工业生产中需要它来检测产品的精准度和是否达标；医疗保健行业能够用它来对病人进行行医诊断，这大大提高了医生对疾病判断的准确率；我们日常用电脑玩游戏的鼠标也有红外通信的身影，电脑本身也有利用到红外通信；更常见的是打电话用的手机，还有其它通信设备如对讲机和家用电话；各种日常用到的电子设备如随身拍照的数码相机、用于计算的计算器、小孩热衷的游戏机，学生不可少的电子表；网络在红外通信调制解调信息上也有应用。 1.5主要功能主要功能是利用单片机AT89C51结合红外线收发模块，控制指定的LED灯亮灭。
第二章 红外通信的基本原理我们所说的红外通信其实就是信号由发送端调制后转变成一道道脉冲信号，然后被调制后的信号会在红外发射管传输到接收器。 RS232串行传输标准与红外传输的串行传输标准是不一样的。后者使用的是与前者有区别的专用的脉冲编码，RS232编码和IrDA编码可以在适当的时候来回运用，以应对串行红外通信。 发送器和接收器是红外收发器两部分。发送器（transmitter）将脉冲转换为红外脉冲发出，其脉冲是由I/O或ENDEC获得的并且调制解调器解调后的。红外光脉冲被接收器查收到，TTL或CMOS电脉冲会被其转换出来。图2.1表示的就是红外通信系统的结构原理图。 
图2.1 红外通信系统结构原理图 2.3 红外遥控原理红外线的波段常用950nm近红外波段来，红外线是红外通信发出信号的载体，也就是我们常说的通信信道。现在常用的调制方法有很多，红外通信发送端的调制方法是脉时调制，脉时调制的主要功能是将二进制数字信号调制成脉冲序列，此脉冲序列的频率不能确定，在脉冲序列被调制出来后，红外发射管会接收到命令，脉冲序列被其转换为光脉冲，不仅如此光脉冲还会从发射管发射出去，完成了红外通信发送端的工作；接下来是接收端的工作，系统不可能识别光信号，所以接收端先要对接收到的光信号进行处理，这个时候光信号会转变成为电信号，电信号这个时候还不能直接传输到解调器解调，还必须对其进行一系列处理如放大、滤波，最终电信号会被还原成接收端可以识别的二进制数字信号并发送出去。 总之，红外通信的根本就是发送端和接收端对二进制数字信号的一系列调制与解调，这样会使得红外信道的传输变得更加方便。 
图2.2 红外遥控系统一般原理框图 二进制信号信号由指令键发出通过发射器调制成为脉冲序列再经过发射器变为光信号传输到外面，光信号由接收器接收到后，经过一系列的处理并最终解调成为二进制信号，此信号就会回驱动系统执行发送端发出的命令 图2.3为信号调制 2.4两个重要模块 一系列常见电路及器件如指令键、指令信号产生电路、调制电路、驱动电路及红外发射器件等构成了发射器。当我们操作并按下指令键，控制指令信号便会自动的从指令信号产生电路发出。这个时候会通过信号本身不同的特点来辨别控制指令信号。一般我们会利用不同的控制指令信号之间拥有不同的频率和组码的来对其进行辨别，也就是说一种频率特性和一种码组特性只会表示一种控制指令信号。当调制电路对这一系列不相同的指令信号开始调制，红外发射器件就会被驱动电路驱动，调制成功的红外遥控指令信号就会由此发出 同样一系列常见的电器件和电路如红外接收器件、前置放大电路、解调电路、指令信号检出电路、记忆及驱动电路、执行电路构成了接收器。当发射器发出的带有指令信息的光信号被红外接收器件检测并接收到时，光信号还不能直接被识别，还需要被转换为电信号，由于此电信号太过微弱前置放大器会将其放大，然后还需要经过最后一道处理也就是解调器的解调，这个时候由发射器发出的指令才能被指令信号检出电路检出，经过这一系列运作后各种操作会由记忆及驱动电路驱动执行电路完成。
3.1 AT89C51单片机AT89C51 是单片机的一种，它其实是一个带有各种有效且功能实用的微处理器，其运作时所需电压很低，却可以发挥出很高的性能， 现如今非常实用的ATMEL 高密度非易失存储器制造技术在该器件上得到了很好的发挥，它显著地特点是兼容性高，常用的MCS-51指令集和输出管脚都能在单片机上使用。因为其特殊的内部结构及多功能8位CPU和闪烁存储器被集中在一个芯片中，这样的集成使得单片机成为一种效率很高的微控制器，因此嵌入式控制系统对其进行了应用，产生了很多高灵活性且成本低廉的方案。 
图3.2各种单片机引脚图 C51单片机的主要特征有：当停掉时钟时，单片机的工作频率为0Hz-24Hz；三级程序存储器锁定；中断源有五个；内部RAM达128*8位；32可编程I/O线；16位定时器/计数器不止一个；串行通道可编程；闲置和掉电模式功耗低 。 C51单片机有跟多的管脚，最常见因为是大家熟知的VCC口和GND口，这两个管脚的作用都是非常基本的，即输入电压入口和接地，接下来我们简单的介绍其它的一些管脚的作用和特点。 P0口：与其它口不同的是P0口是一个8位漏级开路双向I/O口，其特点是8TTL门电流能被每脚吸收。假如被定义为高阻输出，则1就会被P1口的管脚写入。P0可以作为外部程序数据存储器来使用，以便于对P0口更加准确的表述，它能够被理解是数据/地址的第八位。在实际使用C51单片机时，如FLASH编程，原码会从P0 口输入，在FLASH被校验时，与其编程时正好相反，原码会从P0口输出，在这个时候一定要拉高P0外部。 P1口：不同于其他接口P1口是内部提供上拉电阻的，P1口适用于许多电流，4TTL门电流就能能通过P1口缓冲器。1写入P1口管脚后，内部会发生一些改变使得其成为高电平点，成为输入，当外部做出改变将P1口变为低电平点，电流将会从P1口输出，其主要原因是内部变为高电平所造成的。同样在实际操作当中如当程序进行到编程和校验FLASH时，我们需要的第八位地址能够很成功的在P1口完成接收工作，并最终实现操作。 P2口：P2口和P1口一样是内部提供上拉电压的，除此之外P1口与P2口还有很多共同点，是4个TTL门电流也能通过P2口缓冲器，当“1”写进P2口时，内部上拉电阻会做出一些反应，将P2口的内部电平变为高电平，充当输入。这样会对P2口的外部造成影响，使得外部电平变为低电平，内部高电平，外部低电平，电流就会从P2口内部往外流出。导致这一结果的原因是内部电压高于外部电压。在地址“1”写进时，内部高电平的优势会被它充分的发挥，实际操作中在程序进行到P2口编程和校验FLASH时，我们所需的高八位地址信号和控制信号就能很好地被P2口接收工作，并完成接下来一系列的操作。 P3口：P3口同样是内部提供上拉电压的，其特点是4个TTL门电流能被接收输出。就如“1”写入P3口，内部就会把它们上拉为高电平，而且会把它们作为输出使用。当其被看成输入时，在外部下拉为低电频的情况下，上拉会导致电流（ILL）将从P3口输出。 P3口不同于其它的管脚的是，在必要的时候它能够被作为一些具有别的管脚不能所不具备的功能的管脚，这样的管脚有： P3.0管脚其名称是RXD，可以被用来充当串行输入口；P3.1管脚其名称是TXD，可以被用来充当串行输出口； P3.2管脚其名称是/INT0 ，可以被用来充当外部中断0； P3.3管脚其名称是/INT1，可以被用来充当外部中断1； P3.4管脚其名称是T0，可以被用来充当记时器0外部输入； P3.5 管脚其名称是T1，可以被用来充当记时器1外部输入； P3.6 管脚其名称是 /WR ，可以被用来充当写选通；P3.7 管脚其名称是/RD，可以奔涌来充当读选通。 一些闪烁编程和编程校验的控制信号同时可被P3口接收。 RST：输入复位。RST脚两个机器周期的高电平时间要保持，在振荡器复位器件时。 XTAL1：不同于其他接口的是这个接口的输入是来自反向振荡放大器及内部时钟工作电路的，这使得它能够完成其它接口不能实现的作用。 XTAL2：与XTAL1相似的是输出是来自反向振荡器的，这也赋予了它很多其它接口完成不了的使命。 振荡器特性是反向放大器的输入和输出分别为XTAL1和XTAL2。其不同于其它器件的优点是片内振荡器可以被该反向放大器配置。全部都可以运用石晶振荡和陶瓷振荡。剩下的输入至内部时钟信号会经过一系列处理，单一个二分频触发器是它一定要经过的，因为这样就可以大大降低对外部时钟信号的脉宽的限制，不过脉冲的高低电平所需的宽度必须是能够确定的并且自由调整的。 可以利用正确的控制信号构成全部PEROM阵列，此部分对于实现接下来的操作至关重要，至于三个锁定位，我们可以用同样的方法将其构成出来。芯片擦除的要求不是很多，但是必须满足的限制条件是ALE管脚在高电平的时候操作不能进行，只有在此管脚的电平足够低，直到电压拉低至10ms的时候才能实现芯片擦出。还有一个限制条件就是在执行芯片擦出的时候，“1”会被全部写入代码阵列，这一项操作还必须得尽快进行，不然单片机会重复编程新的存储字节，这样就会导致芯片擦出的操作失败，不能再继续进行接下来的一系列操作。 3.1.2 NE555时基电路芯片DIP双列直插8脚封装和SOP-8小型（SMD）封装是NE555时基电路封装的两种形式。另外不同的公司生产的有HA17555、LM555、CA555等不同的产品，具有相同的内部结构和工作原理。CMOS工艺属于NE555的制造工艺，接下来我们将对其进行详述。 下面三幅图分别表示的是NE555的外形图、内部功能原理框图、内部等效电路。一系列部件如三极管Q15和Q17加正反馈组成的RS触发器是构成NE555的内部中心电路。我们可以在输入控制端无障碍的复位Reset端，接下来在比较器A1通过后，控制端的TH会被复位与此同时控制的T被比较器A2置位。F在输出端，除此之外我们可以了解到集电极开路的放电管DIS。R、T、TH是它们控制的优先权。 
图3.3 封装形式图 
图3.4 内部功能框图 
图3.5 内部方框图 NE555的作用很强大，大量的的应用电路可以利用它组成，其数量据说已经达数百种，许多教材和市面上常见的电子类读物都有对它进行描述，打比方说一系列日常电子设备及常用电器件如日常家用电器控制装置、门铃、报警器、信号发生器、元器件测量仪及其它各种各样的应用电路都有它的身影，这是因为模拟电路和数字电路被NE555巧妙地结合在一起的缘故。下面图3.6展示的就是一些555的应用电路。 
无稳态工作方式 脉宽调制电路 图3.6 一些常用的555应用电路 下表列出的是NE555的极限参数表，这些参数不尽相同在不同的封装形式及不同的生产厂商的器件的情况下，在不损坏器件的情况下，厂商保证的界限即为极限参数，并不是能够工作的条件，假设你在使用它时在突破了规定的环境数值，那么就会出现一系列的安全问题，所以我们在使用元器件的时候一定要将它的极限参数考虑进去，以免发生危险事故。 
3.1.3 红外发射二极管红外通信系统中元件有很多各自都有不同的作用，而在发射信号时必不可少的就是红外发射二极管，它看起来比较小并且不容易引起人们的注意，但是如果少了它，红外通信就根本不能实现。它是完成红外通信必不可少的一个环节，其重要性就好像轮胎在赛车上的重要性一样，对于整个红外通信系统来说，它是一个焦点。 发光二极管LED的外形与其外形差不多，当为其通上电时红外光携带着发射段的指令信号从中发出。这个时候管压降会有所拉高大概为1.4V，而工作电流不会太高通常情况不超过20mA。工作电压时常会发生改变，这样会导致发射器不能正常工作，这个时候限流电阻就发挥了它的作用，使得回路中的电流能够一直保持在可以正常工作的数值。 3.1.4 红外接收器红外发光二极管的受控装置是红外接收器，相应的红外光电转换电路包含在里面。一种红外专用接收集成电路HS0038是我们这里采用的接收器，红外信号的光电转换及接收用它来完成。HS0038其实是一个塑封一体化红外线接收器，这种接收器是一种集成电路集，它集红外线接收、放大、整形于一体，无论什么外接元件都不需要被添加，从红外线接收到输出与TTL电平信号兼容的一切操作就都能实现，一般在没有红外遥控信号时保持高电平，低电平会在收到红外信号时出现，普通的塑封三极管体积和它大小一样，无论什么红外线遥控和红外线数据传输都能对它进行有效且合适应用。图3.7就是它实际的封装和引脚图。 
图3.7 一体化的红外接收头HS0038 3.1发射模块电路设计整个红外线发射器的工作方块图如图3.8所示，当某一按键被按下后，一组句柄就会被遥控器上的遥控芯片(如 C8051)编码出来，与此同时它会被结合载波电路的载波(38KHz)变为合成信号，不仅如此它还会经过放大器提升功率，以至于红外发射二极管被推动，并且红外线信号会被发射出去，信号传送的距离只有在所要发射的句柄上加上载波才能加长，7m为一般遥控器的有效距离。
图3.8 红外发射器的工作方块图 图3.9 发射电路连接图 3.2红外发射器部分电路的设计基于I/O口的红外通信发射电路是本设计中发射器采用的电路，我们选择设计基于I/O口的红外通信的原因是因为这样能设计出灵活性较大的红外通信模式，与此同时，能最大限度地提高系统的安全性在借助于软件设计和编码的情况下。图 3.9表示的是基于 I/O 口的不可兼容设计，图中，T-Pulse 为高频 PWM 输出，IO-T为IO发送口。 
图3.2 红外发射电路
3.3接收器德国德律风根公司生产的红外专用接收集成电路HS0038是我们红外接收器部分所采用的， 红外信号的光电转换及接收就由它来完成。HS0038 是一种集红外线接收、放大、整形于一体的红外线接收器，它是塑封一体化的集成电路，无论什么外接元件都不用额外添加进去，红外线接收到输出与TTL电平信号兼容的所有工作就都能实现，在没有红外遥控信号时其保持为高电平，在收到红外信号时其变为低电平，塑封三极管的体积和它一样大，它最大的特点是许多红外线遥控和红外线数据传输都能应用到它。 
图3.12 HS0038 内部结构框图 数据格式 数据格式包括了引导码、用户码、数据码和数据码反码，编码总占32位。数据反码是数据码反相后的编码，编码时可用于对数据的纠错。注意：第二段的用户码也可以在遥控应用电路中被设置成第一段用户码的反码。 
图3.13 解码原理
4 kell仿真
3.4红外遥控接收程序（见附件）
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