本發(fā)明涉及紅外通信領(lǐng)域，特別是指一種38K載波調(diào)制通信與SIR通信共用一組紅外收發(fā)電路的方法。

背景技術(shù)：

目前在智能水表行業(yè)，CJ/T188-2004《用戶計量儀表數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)條件》為行業(yè)通信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，協(xié)議要求光電通信使用的是紅外38K載波調(diào)制通信，但是38K載波調(diào)制通信用于數(shù)據(jù)傳輸時，最大波特率為9600，傳輸時間長，在傳輸大量數(shù)據(jù)時很容易通信失敗。SIR是一種串行紅外通信方式，波特率范圍為9600～115200，傳輸速度快，成本低，很多MCU自帶SIR功能，容易實(shí)現(xiàn)，但是不兼容CJ/T188-2004《用戶計量儀表數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)條件》協(xié)議要求光電通信要求，使得不能與已經(jīng)兼容協(xié)議通信要求的設(shè)備進(jìn)行通信。

在電路中同時設(shè)置38K載波調(diào)制紅外收發(fā)電路與SIR紅外收發(fā)電路，這樣既可以使用SIR通信，又可以兼容協(xié)議中的通信要求。但是這樣的電路有兩組紅外收發(fā)讀頭，操作人員使用時須區(qū)分38K載波通信與SIR通信的讀頭并進(jìn)行操作，即使兩組讀頭離的很近，也會影響通信的成功率；且這樣的設(shè)計成本較高。

如果將38K載波調(diào)制通信與SIR通信整合在一組收發(fā)電路中，即可解決上述出現(xiàn)的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

38K載波調(diào)制通信與SIR通信共用一組紅外收發(fā)電路的方法，包括一組紅外收發(fā)電路，所述紅外收發(fā)電路包括MCU，其中MCU的兩組串口分別連接SIR通信的收發(fā)端與38K載波調(diào)制通信的收發(fā)端，所述MCU的輸出引腳包括SIR發(fā)送引腳、38K信號發(fā)送引腳、38K載波輸出引腳和38K軟件解調(diào)輸出引腳，所述SIR發(fā)送引腳和所述38K載波輸出引腳分別連接二輸入與非門的兩個輸入引腳，該二輸入與非門輸出引腳串聯(lián)有紅外發(fā)射管和第一限流電阻的一端，所述第一限流電阻另一端連接所述38K信號發(fā)送引腳；所述MCU的接收引腳包括SIR接收引腳、38K載波信號輸入引腳和38K信號接收引腳，所述SIR接收引腳與所述38K載波信號輸入引腳連接濾波電路的輸入端，濾波電路的輸出端連接有紅外接收管和第二限流電阻，所述38K信號接收引腳連接所述38K載波軟件解調(diào)輸出引腳；

將MCU的相關(guān)引腳分別按38K載波調(diào)制通信模式和SIR通信模式配置，所述紅外收發(fā)電路進(jìn)行38K載波調(diào)制通信或SIR通信。

進(jìn)一步的，所述38K載波調(diào)制通信模式配置方法具體為以下步驟：

所述SIR發(fā)送引腳輸出高電平，所述38K載波輸出引腳輸出頻率為38KHz的方波；38K載波調(diào)制通信對應(yīng)的串口按標(biāo)準(zhǔn)中要求進(jìn)行配置，所述SIR信號接收引腳配置為浮空輸入，所述MCU實(shí)時檢測所述濾波電路輸出端的信號，進(jìn)行軟件解調(diào)，并由所述38K軟件解調(diào)輸出引腳輸出到所述38K信號接收引腳。

進(jìn)一步的，所述SIR通信模式配置方法具體為以下步驟：

所述38K信號發(fā)送引腳輸出低電平，所述38K載波輸出引腳輸出高電平，SIR通信對應(yīng)的串口按SIR通信方式進(jìn)行配置，所述38K載波信號輸入引腳設(shè)為浮空輸入。

進(jìn)一步的，38K載波調(diào)制通信的信號發(fā)射具體包括以下步驟：

按38K載波調(diào)制通信模式進(jìn)行配置，所述38K載波輸出引腳由所述MCU控制輸出頻率為38KHz方波信號，傳輸?shù)剿龆斎肱c非門輸入端；所述38K信號發(fā)送引腳輸出待調(diào)制信號，與38K方波信號經(jīng)二輸入與非門后，產(chǎn)生38K載波調(diào)制信號，所述38K載波調(diào)制信號經(jīng)所述第一限流電阻后由紅外發(fā)射管轉(zhuǎn)化為紅外光信號發(fā)送。

進(jìn)一步的，38K載波調(diào)制通信的信號接收具體包括以下步驟：

按38K載波調(diào)制通信模式進(jìn)行配置，所述紅外接收管將紅外光信號轉(zhuǎn)化為電信號，轉(zhuǎn)換后的電信號經(jīng)所述濾波電路濾波后傳輸至所述38K載波信號輸入引腳，所述MCU對濾波后的信號進(jìn)行解調(diào)，將解調(diào)后的信號輸出至所述38K軟件解調(diào)輸出引腳，由所述38K信號接收引腳對解調(diào)后的信號進(jìn)行數(shù)據(jù)解析，完成通信。

進(jìn)一步的，SIR通信的信號發(fā)射具體包括以下步驟：

按SIR通信模式進(jìn)行配置，所述SIR發(fā)送引腳輸出待調(diào)制信號，所述待調(diào)制信號經(jīng)所述二輸入與非門放大傳輸至所述紅外發(fā)射管，所述紅外發(fā)射管將電信號轉(zhuǎn)換為光信號發(fā)送。

進(jìn)一步的，SIR通信的信號接收具體包括以下步驟：

按SIR通信模式進(jìn)行配置，所述紅外接收管將紅外光信號轉(zhuǎn)化為電信號，轉(zhuǎn)換后的電信號經(jīng)濾波電路濾波后傳輸至所述SIR接收引腳，所述MCU對濾波后的信號進(jìn)行數(shù)據(jù)解析，完成通信。

進(jìn)一步的，所述38K載波調(diào)制通信對應(yīng)串口的波特率小于9600。

進(jìn)一步的，所述SIR通信對應(yīng)串口的波特率范圍為19200-115200，所述SIR信號是占空比為3/16的方波。

本發(fā)明的有益效果在于：通過對紅外收發(fā)電路的引腳電平控制，使紅外收發(fā)電路可以讓串行數(shù)據(jù)經(jīng)38K載波信號調(diào)制之后能夠按照協(xié)議中紅外通信部分的要求進(jìn)行發(fā)送和接收，又可以采用SIR通信對串行數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送和接收。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一種38K載波調(diào)制通信與SIR通信共用一組紅外收發(fā)電路的方法的電路原理圖；

圖2為38K載波調(diào)制通信的信號發(fā)射流程圖；

圖3為38K載波調(diào)制通信的信號軟件解調(diào)流程圖；

圖4為38K載波調(diào)制通信的信號接收流程圖；

圖5為SIR通信的信號發(fā)射流程圖；

圖6為SIR通信的信號接收流程圖；

圖7為SIR通信的時序圖；

圖8為38K載波通信的時序圖。

圖1中，1-二輸入與非門；2-紅外發(fā)射管；3-紅外接收管；4-第一限流電阻；5-第二限流電阻。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1所示，本發(fā)明提出了一種38K載波調(diào)制通信與SIR通信共用一組紅外收發(fā)電路的方法，紅外收發(fā)電路包括MCU，其中MCU的兩組串口分別連接SIR通信的收發(fā)端與38K載波調(diào)制通信的收發(fā)端，MCU與發(fā)送電路相關(guān)引腳包括SIR發(fā)送引腳(TX2)、38K信號發(fā)送引腳(TX1)、38K載波輸出引腳(TIM1)和38K軟件解調(diào)輸出引腳(IO1)，SIR發(fā)送引腳和38K載波輸出引腳分別連接二輸入與非門1的兩個輸入引腳，該二輸入與非門1輸出引腳串聯(lián)有紅外發(fā)射管和第一限流電阻，第一限流電阻另一端接38K信號發(fā)送引腳TX1；MCU與接收電路相關(guān)引腳包括SIR接收引腳(RX2)，38K載波信號輸入引腳(TIM2)，38K信號接收引腳(RX1)，SIR接收引腳(RX2)與38K載波信號輸入引腳(TIM2)連接一濾波電路的輸入端，濾波電路的輸出端與紅外接收管和第二限流電阻連接，紅外接收管負(fù)極接電源，第二限流電阻另一端接地，38K信號接收引腳(RX1)連接38K軟件解調(diào)輸出引腳(IO1)，38K載波調(diào)制通信對應(yīng)的串口稱為UART1，SIR通信對應(yīng)的串口稱為UART2。將MCU的兩組串口分別配置為38K載波調(diào)制通信模式和SIR通信模式，配置MCU的輸出引腳的輸出電平，所述紅外收發(fā)電路進(jìn)行38K載波調(diào)制通信或SIR通信。

MCU的IO口有一定要求，具體要求如下：

1.TX1與RX1為UART1的發(fā)送與接收腳，TX2與RX2為UART2串口的發(fā)送與接收腳，且UART2串口支持SIR通信功能，TX1與TX2均可作為普通IO口使用。

2.TIM1需要輸出38K頻率的方波并可以當(dāng)作普通IO輸出高低電平。

3.TIM2需支持下降沿捕獲且可以設(shè)為浮空輸入。

4.IO1為普通IO，可輸出高低電平。

SIR發(fā)送引腳輸出高電平，38K載波輸出引腳輸出頻率為38KHz的方波；38K載波調(diào)制通信對應(yīng)的串口按標(biāo)準(zhǔn)中要求進(jìn)行配置，SIR信號接收引腳配置為浮空輸入，MCU實(shí)時檢測濾波電路的信號，進(jìn)行軟件解調(diào)，并由38K軟件解調(diào)輸出引腳輸出到38K信號接收引腳，紅外收發(fā)電路進(jìn)行38K載波調(diào)制通信，此為38K載波調(diào)制通信模式配置方法；

38K信號發(fā)送引腳輸出低電平，38K載波輸出引腳輸出高電平，SIR通信對應(yīng)的串口按SIR通信方式進(jìn)行配置，38K載波信號輸入引腳設(shè)為浮空輸入，紅外收發(fā)電路將進(jìn)行SIR通信，此為SIR通信模式配置方法。

38K載波調(diào)制通信的信號發(fā)射流程具體包括以下步驟：

按38K載波調(diào)制通信模式進(jìn)行配置，38K載波輸出引腳(TIM1)由MCU控制輸出38K方波信號，傳輸?shù)蕉斎肱c非門輸入端。38K信號發(fā)送引腳(TX1)輸出待調(diào)制信號，與38K方波信號經(jīng)二輸入與非門后，產(chǎn)生38K載波調(diào)制信號，38K載波調(diào)制信號經(jīng)第一限流電阻后由紅外發(fā)射管轉(zhuǎn)化為紅外光信號發(fā)送。

結(jié)合圖1、圖2和圖8，38K載波通信的信號發(fā)射具體流程如下：將MCU的UART1按標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議設(shè)置串口參數(shù)，將SIR發(fā)送引腳(TX2)設(shè)為高電平，波形見圖8中的TX_SIR，判斷是否需要發(fā)送數(shù)據(jù)，若否，則重復(fù)判斷，若是，則由MCU內(nèi)部的定時器產(chǎn)生38K方波，通過38K載波輸出引腳(TIM1)輸出，波形見圖8中的38KOUT，將要發(fā)送的數(shù)據(jù)放入UART1發(fā)送寄存器，打開38K信號發(fā)送引腳(TX1)，即在38K信號發(fā)送引腳(TX1)上產(chǎn)生要發(fā)送數(shù)據(jù)的波形，波形見圖8中的TX_38K。當(dāng)要發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后，關(guān)閉38K載波輸出引腳(TIM1)輸出，將38K載波輸出引腳(TIM1)設(shè)為高電平，波形見圖8中的TX_38K和38KOUT。在數(shù)據(jù)發(fā)送的同時，38K方波與數(shù)據(jù)信號經(jīng)二輸入與非門進(jìn)行調(diào)制，紅外發(fā)射管發(fā)射調(diào)制后的38K信號，波形見圖8中的IrDA_OUT。

結(jié)合圖1、圖4和圖8，38K載波調(diào)制通信的信號接收流程具體包括以下步驟：

按38K載波調(diào)制通信模式進(jìn)行配置，紅外接收管將紅外光信號轉(zhuǎn)化為電信號，波形見圖8中的IrDA_RX，轉(zhuǎn)換后的電信號經(jīng)濾波電路濾波后傳輸至MCU的38K載波信號輸入引腳(TIM2)，波形見圖8中的38K載波解調(diào)輸入，MCU對濾波后的信號進(jìn)行解調(diào)，將解調(diào)后的信號輸出至38K軟件解調(diào)輸出引腳(IO1)，波形見圖8中的RX_38K，MCU通過38K信號接收引腳(RX1)接收解調(diào)后的數(shù)據(jù)，由UART1對該數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)解析。

結(jié)合圖1、圖3、圖8，解調(diào)的流程具體包括以下步驟，將SIR接收引腳(RX2)設(shè)置為浮空輸入，38K軟件解調(diào)輸出引腳(IO1)設(shè)為高電平，MCU判斷38K載波信號輸入引腳(TIM2)是否有下降沿，若是，則啟動定時器，倒計時1/38000s(38K載波的一個周期)，計時結(jié)束前出現(xiàn)下降沿，則將38K軟件解調(diào)輸出引腳(IO1)設(shè)為低電平，給定時器賦初始值，倒計時1/38000s，判斷倒計時結(jié)束前38K軟件解調(diào)輸出引腳(IO1)是否出現(xiàn)下降沿，若是，則重復(fù)給定時器賦初始值，若否，則將38K軟件解調(diào)輸出引腳(IO1)設(shè)置為高電平，重復(fù)判斷RX_SIR引腳是否有下降沿。解調(diào)前與解調(diào)后的波形分別對應(yīng)圖8中的DEM_IN與RX_38K。

結(jié)合圖1、圖5、圖7，SIR通信流程的信號發(fā)射流程具體包括以下步驟：

按SIR通信模式進(jìn)行配置，MCU的SIR發(fā)送引腳(TX2)輸出SIR信號，波形如圖7的TX_SIR，SIR信號經(jīng)二輸入與非門放大傳輸至紅外發(fā)射管，波形如圖7的IrDA_OUT，紅外發(fā)射管將電信號轉(zhuǎn)換為紅外光信號發(fā)送。

結(jié)合圖1、圖6、圖7，SIR通信流程的信號接收流程具體包括以下步驟：

按SIR通信模式進(jìn)行配置，紅外接收管將紅外光信號轉(zhuǎn)化為電信號，波形如圖7的IrDA_RX，轉(zhuǎn)換后的電信號經(jīng)濾波電路濾波后傳輸至MCU的SIR接收引腳(RX2)，波形如圖7的RX_SIR，UART2對濾波后的信號DEM_OUT進(jìn)行數(shù)據(jù)解析，完成通信。

38K串口波特率小于9600。

SIR串口波特率范圍為19200-115200，SIR信號是占空比為3/16的方波。

MCU內(nèi)有兩個定時器，兩個UART，且有一個支持SIR通信，光電發(fā)射管和光電接收管支持SIR通信。將SIR輸出引腳設(shè)為IrDA模式，空閑時，SIR發(fā)送引腳為低電平，38K信號發(fā)送引腳為高電平。

本發(fā)明提供了一種紅外38K載波調(diào)制通信與串行紅外SIR使用同一組紅外收發(fā)電路的設(shè)計方案，通過軟硬件方式對電路的時序進(jìn)行控制，使電路可以讓串行數(shù)據(jù)經(jīng)38K載波信號調(diào)制之后能夠按照CJ/T188-2004《戶用計量儀表數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)條件》中紅外通信部分的要求進(jìn)行發(fā)送和接收，又可以讓串行紅外SIR進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。

設(shè)計方案具體包括：紅外發(fā)送電路與發(fā)送電路軟件配置，用于實(shí)現(xiàn)串行紅外SIR與串行數(shù)據(jù)經(jīng)38K載波調(diào)制并進(jìn)行紅外發(fā)送的工作。MCU解調(diào)程序與紅外接收濾波電路配合，用于實(shí)現(xiàn)串行紅外SIR與38K載波調(diào)制后的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波解調(diào)，輸出為MCU串口可直接識別的數(shù)字信號。

進(jìn)行兩種通信方式的切換時，對相應(yīng)的引腳進(jìn)行相應(yīng)的輸出電平的變化即可切換通信方式。紅外發(fā)送電路中，SIR與38K載波調(diào)制通信各使用一組串口，按38K載波調(diào)制通信模式或SIR通信模式進(jìn)行配置后，用38K載波調(diào)制通信所對應(yīng)的串口或SIR通信所對應(yīng)的串口寫數(shù)據(jù)即使用38K載波調(diào)制通信或SIR通信方式進(jìn)行發(fā)送。紅外接收電路中，SIR信號由硬件直接轉(zhuǎn)換為可直接讀取的SIR信號，38K載波調(diào)制通信則需要進(jìn)行MCU的軟件解調(diào)，解調(diào)后的信號可由38K載波調(diào)制通信對應(yīng)的串口直接讀取數(shù)據(jù)。

將兩臺具有紅外收發(fā)電路的器件配置為同一種紅外通信方式，在有限的距離內(nèi)，兩臺設(shè)備收發(fā)頭對準(zhǔn)。其中一臺設(shè)備作為主機(jī)發(fā)送，另一臺設(shè)備作為從機(jī)接收。主機(jī)通過對應(yīng)串口寫入數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)經(jīng)主機(jī)發(fā)送電路由紅外發(fā)射頭發(fā)出。從機(jī)紅外接收電路采集到紅外信號，由從機(jī)紅外接收電路進(jìn)行濾波整形后(38K載波調(diào)制通信時需要MCU解調(diào))傳給MCU的串口，由串口接收數(shù)據(jù)。從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時，主機(jī)使用同樣的方法進(jìn)行接收。

以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。