王 伟,叶德文,苏雄伟,段 磊

（南京医科大学生物医学工程系，南京,210029）

基于凌阳SPCE061A单片机的红外传输控制系统

王 伟,叶德文,苏雄伟,段 磊*

（南京医科大学生物医学工程系，南京,210029）

红外线抗干扰能力强，且不会对周围的无线电设备产生干扰电波，同时红外发射接收范围窄，安全性较高。本文采用凌阳SPCE061A单片机进行遥控系统的应用设计，遥控装置将同时具有编程灵活、控制范围广、体积小、功耗低、功能强、成本低、可靠性高等特点，采用单片机的红外遥控技术具有广阔的发展前景。

传输控制系统；红外线传输；凌阳SPCE061A

传统的遥控器大多数采用了无线电遥控技术，但是随着科技的进步，红外线遥控技术的成熟，红外也成为了一种被广泛应用的通信和遥控手段。采用单片机进行遥控系统的应用设计，遥控装置将同时具有编程灵活、控制范围广、体积小、功耗低、功能强、成本低、可靠性高等特点，因此采用单片机的红外遥控技术具有广阔的发展前景。

本设计采用凌阳16位单片机SPCE061A作为红外传输系统的控制核心，利用两块61板进行红外的单向通信。红外通信系统由作为红外发送器的红外线LED，红外接收器HS0038组成。发送61板扫描1×8键盘，获取键值并经过红外发送器调制信号，使用UART发送；红外接收器接收UART信号并解调，接收61板把接收到的数据在8个发光二极管上显示，一个二极管对应一个接收的键值，并将接收到的数据在数码管上显示。

1 系统硬件设计

红外通信采用950nm近红外波段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,，将二进制数字调制信号转换为频率的脉冲序列，驱动红外发射管发出的光脉冲，脉冲转换成电信号的接收机，接收到的光线，经过放大，滤波处理后送解调电路解调，还原为二进制数字信号输出。换句话说, 红外通信的实质就是对二进制数字信号进行调制和解调, 以便利用红外进行传输, 红外通信接口就是针对红外信道的调制解调器。整体结构图1所示。

图1 系统方案框图

1.1 发送端、接收端控制器模块

采用凌阳16位单片机SPCE061A作为系统控制器。与51相比，SPCE061A具有更加丰富的资源：32个可编程的I/O口，14个中断源，CPU的工作时钟频率可以高达49.152MHZ，RAM、ROM空间大，性能稳定，易于编写和支持在线调试等。系统硬件资源接口分配如图2所示：

1.2 红外发送、接收模块

采用红外线LED作为红外发送器，其发射光波长大约在880～940nm之间。与可见光LED比较，它的光发射角很窄，这使它们传播信息的指向性良好，在一定大小的正向电流下，输出光具有确定的输出功率。红外发射模块如图3所示。

采用HS0038作为红外接收器，其接受频率为38kHz，其尺寸小、质量轻、灵敏度高，性能稳定，能较准确的实行检测。原理图如图4所示。

图2 系统接口分配图

图3 红外发射调制电路图

图4 红外接收电路图

2 系统软件设计

系统软件包括发送端和接收端两个部分。

2.1 发送端程序设计分析

设置相应的IO口：IOB8、IOB10为输出，IOA0～IOA7为输入；设置UART通信，定义串口发送数据函数；设置TimerA使IOB8输出38kHz的方波信号。当检测到有键按下时，则使用UART发送数据。SPCE061A发送端的程序流程图如图5所示。

图5 发送端程序流程图

2.2 接收端程序设计分析

设置相应的IO口：IOB7为输入，IOA0～IOA7为输出；设置UART通信；定义键值和数码管对应的数字表。当有数据传送时，使用UART接收数据，把数据送至IO口使其点亮对应的LED灯，根据接收到的数据查询数码管对应的数字表，使数码管显示相应的数字。SPCE061A接收端的程序流程图如图6所示。

图6 接收端程序流程图

3 测试结果

3.1 信号的调制结果测试

IOB8输出38kHz的方波信号，IOB10输出按键信号如图7所示。

图7 输入信号图

两个信号相叠加形成的初始输出波形，经三极管放大并通过红外LED传输的最终输出波形如图8所示。

图8 调制信号测试结果图

3.2 信号的解调结果测试

HS0038接收红外光，并在信号脚输出解调后的信号，与输入信号的对比如图9所示。

图9 解调信号与输入信号对比图

4 结论与展望

本作品采用凌阳16位单片机SPCE061A作为整个红外传输系统的控制核心，SPCE061A具有比51单片机更多、更强的功能。本设计中需要采用两块61板分别作为红外发送与接收系统的控制。发送端61板设置TimerA产生38kHz的方波经IOB8输出，通过UART输出口IOB10产生编码信号，两信号经过调制发射电路的调制后由红外LED发出。HS0038红外接收器接收38kHz的调制红外信号，经过解调电路的解调，将信号送至接收端61板的IOB7口，作为UART的输入信号。接收端61板根据接收到的UART信号，决定输出IO口各口电平的高低，从而相应的点亮按键所对应的灯或者控制数码管，显示按键结果。本设计中采用的红外发送接收器抗干扰能力强，性能稳定。

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Infrared Transmission Control System Based on SPCE061A MCU

Wang Wei,Ye Dewen,Su Xiongwei,Duan Lei*
(Department of Biomedical Engineering,Nanjing Medical University,Nanjing,210029)

Infrared anti interference ability, and will not interfere with the radio equipment around the radio,while the infrared emission receiving range is narrow,higher security.This paper adopts SPCE061A single chip microcomputer to design the remote control system.The remote control device has the advantages of flexible programming,wide control range,small size,low power consumption,high cost,low cost and high reliability.

Transmission control system,Infrared transmission,SPCE061A

段磊：南京医科大学生物医学工程系，讲师。

本项目受江苏省大学生创新项目（201510312046Y）的资助。

王伟：南京医科大学生物医学工程系，实验师。