基于单片机的红外无线PPM发射机设计

4.2 波形转换电路

经过单片机编码输出的PWM信号经过一个下降沿触发器即可得到PPM脉冲信号，波形转换如图3所示。当P1.0端口输出的信号由高电平变为低电平时，触发器的输出端产生所需的PPM脉冲信号，其脉冲宽度由外部定时电路决定。



4.3 驱动电路

对于无线红外通信系统来说，半导体发光二极管（LED）是可以选用的最佳光源，笔者采用带有温度补偿特性的射极耦合LED驱动电路，该电路看上去像一个线性差分放大器，实际上是一个电流开关电路，PPM信号加在驱动电路的输入端，当PPM信号的电位低于设定的参考电位时，LED无脉冲电流通过，LED不发光；反之，脉冲电流通过LED而使LED发光。如图4所示，注入电流IF相等的条件下，LED的输出光功率P随着温度的上升而下降，所以设计中采用温度补偿电路进行温度补偿，当温度升高时，LED的注入电流也随之增加，从而补偿LED的功率变化。



5 软件设计

5.1 计算机软件编程

计算机的主要作用是通过串口传送源数据给单片机。

利用Visual C++编制串行通信程序一般有3种方法：调用Microsoft Win32应用程序接口（API）提供的串行通信函数，利用VC++的MFC类库函数实现；用Active X通信控件（MSComm）开发串口通信程序，笔者利用VC++提供的MSComm控件来实现计算机与单片机之间的串行通信，利用VC++的通信控件MSComm进行软件设计只需对串口进行简单的设置即可。程序实现非常简单，结构清晰，在Windows环境下，串口是系统资源的一部分，应用程序要使用串口进行通信，必须在使用之前向系统提出资源申请要求（打开串口），通信完成后必须释放资源（关闭串口）。

5.2 单片机软件编程

单片机的主要作用是从发送端（计算机）接收数据，并对接收到的数据进行PWM编码，然后通过输出端口输出，单片机部分的编程主要由串口初始化子函数，接收数据子函数和PWM信号发送子函数组成。  

5.2.1 串口初始化子函数

使用串口之前，应动其进行初始化，初始化程序如下：

5.2.2 接收数据子函数

接收数据流程如图5所示，程序如下：



5.2.3 PWM发送信号子函数

PWM信号发送包括发送PWM编码后的同步头、起始标志符、接收的数据和结束标志符、下面重点讨论对接收的数据进行编码及发送，其流程如图6所示，程序如下：



6 结束语

红外通信为构建高速宽带室内无线局域网提供了新的选择。PPM的脉冲峰值功率与平均功率之比很高，可以有效减小平均辐射功率和提高接收灵敏度，笔者设计的红外无线PPM发射机利用单片机实现PPM调制，具有电路结构简单、调试容易、可靠性高、精度高、成本低和功耗低的优点，由于设计中只采用了单只红外LED作为光源，输出功率不大，而且受辐射角的限制，通信具有方向性，可以考虑采用多只红外LED构成发射阵列来增加发射功率和辐射范围。