一种232串口转红外通讯的电路设计

　　在现代电子行业中无线通讯技术的应用越来越广泛，红外通讯作为无线通讯的一种技术备受各个领域的欢迎。而在实际通讯使用中，采用串口通讯占据着大量的工业市场，尤其是在电能表行业，红外通讯已经成为新型电子式电能表必不可少的功能之一。设计可靠的电路实现PC机的232串口转红外工具，完成电脑232串口转红外的通讯，实现对产品的实时操作。在此主要介绍一种简单便捷的电路设计来实现串口转红外技术。

　　0 引言

　　随着现代新技术的发展，电子产品的使用功能越来越多，各种无线通信技术不断在填充生产生活的各个领域。红外通讯以红外线作为通讯载体，通过红外光在空中的传播来传输数据，它由红外发射器和红外接收器来完成。在发射端，发送的数字信号经过适当的调制编码后，送入电光变换电路，经红外发射管转变为红外光脉冲发射到空中；在接收端，红外接收器对接收到的红外光脉冲进行光电变换，解调译码后恢复出原信号。

　　红外通讯作为一种数据传输手段，可以在很多场合应用，如家电产品、娱乐设施的红外遥控，水、电、煤气耗能计量的自动抄表等。特别是在电子电力行业，使用红外技术进行通讯的产品越来越多，人们可以利用红外技术对产品进行短距离抄控，非常简洁方便。串口是计算机上一种非常通用设备通信的协议，大多数计算机包含一个基于RS 232的串口。串口通信的概念非常简单，串口按位（bit）发送和接收字节。本文所讲的通信使用3根线完成：地线；发送；接收。由于串口通信是异步的，端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据。

　　1 PC机RS 232接口

　　PC机232串行口一般为DB？9（针）型连接器，其针脚功能定义如下所示：

　　（1）载波检测（CD）；

　　（2）接受数据（RXD）；

　　（3）发出数据（TXD）；

　　（4）数据终端准备好（DTR）；

　　（5）信号地线（SG）；

　　（6）数据准备好（DSR）；

　　（7）请求发送（RTS）；

　　（8）清除发送（CTS）；

　　（9）振铃指示（RI）。

　　2 单片机电路设计

　　2.1 电平转化

　　由于RS 232信号的电平和单片机串口信号的电平不一致，必须进行二者之间的电平转换，常用MAX232来实现RS232/TTL 电平转化。MAX232 内部结构有三个部分：

　　（1）电荷泵电路。由1~6引脚和4个电容搭建组成。

　　（2）数据转换通道。由7~14 管脚组成两个数据通道。RS 232数据从R1in，R2in输入转换成TTL/COMS数据后从R1out，R2out输出；TTL/COMS数据从T1in，T2in输入转换成 RS 232数据从T1out，T2out送到电脑DB9口。

　　（3）外部供电电路。外部供电是利用电脑USB 输出+5 V电源有效电源，不但节约该电路设计篇幅，并且在实际制作时节约体积，其电路原理如图1所示。

　　电路原理图

　　2.2 红外发射部分

　　红外发射端发送数据时，是将待发送的二进制数据调制成一系列的脉冲串信号后发射出去，红外载波为频率38 kHz的方波。红外载波可以使用单片机内部的定时器的PWM功能实现，也可以通过外围硬件电路实现，这里采用38 kHz 晶振产生稳定的振荡信号，采用CD4069非门电路通过一系列转化实现方波振荡信号，与经过电平转换后的COMS数据信号叠加来实现驱动三极管导通，从而实现TSAL6200 红外发射二极管将周期的电信号转变成一定频率的红外光信号发出，见图2.

　　红外发射端

　　2.3 红外接收部分

　　红外接收采用HS0038B 红外接收器，红外接收电路的原理是：当接收到38 kHz 的载波信号，HS0038B接收器会输出低电平，否则输出高电平，从而可以将红外光信号解调成一定周期的连续方波信号，经单片机处理，便可以恢复出原数据信号。HS0038B是能够接收红外信号的小型化接收器件，它的环氧包装可以作为红外过滤器，因此不需要再加红外过滤装置。最大的优点是，在干扰很强的环境中输出也很稳定。电路设计如图3 所示，本文中采用CD4093 逻辑与非门芯片与HS0038B接收器搭建电路输出数据，同时利用芯片其他组管脚对MAX232输出的转换电平数据进行自锁，避免信号自发自收。

　　电路设计图