Оптический канал связи irda реферат

Обновлено: 05.07.2024

В двухтысячных инфракрасный порт был в каждом крутом мобильнике, а сейчас он остался всего в паре моделей. Рассказываем, почему так произошло и как вообще работает ИК-порт.

Как устроена инфракрасная связь

Представьте, что есть две башни на каком-то расстоянии друг от друга. На одной стоит человек с фонариком, на другой — человек с блокнотом. Человек с фонариком светит азбукой Морзе в сторону человека с блокнотом. Тот записывает и расшифровывает сигналы.

Теперь представьте, что фонарик не обычный (с видимым светом), а необычный — он светит в инфракрасном диапазоне. Человек обычным зрением не видит это излучение, но может увидеть в специальных очках. Такие очки как раз есть у того, кто принимает сигнал.

Вот это и есть инфракрасная связь.

Приёмник и передатчик

Для ИК-связи нужно два устройства — приёмник и передатчик, причём устроены и работают они по-разному.

Для отправки данных чаще всего используют примерно то же самое, что и в азбуке Морзе — моргают лампочкой с разной частотой, причём каждое такое моргание обозначает что-то своё. Например, если лампочка моргает с интервалом 0,1 сек пять раз подряд, потом делает паузу на полсекунды и всё начинается сначала, то это может означать сигнал включения устройства. Таким образом, чередуя разную частоту моргания, передатчик отправляет на приёмник нужные данные.

Приёмник устроен иначе — в нём нет светодиода, но есть фотореле. Оно может улавливать инфракрасный свет и преобразовывать его в электрические импульсы. Дальше устройство расшифровывает то, что получил приёмник, и выполняет нужные команды. Или не выполняет — если приёмник получил команду, которой нет в устройстве.

👉 Чтобы ИК-связь работала, оба устройства должны находиться в зоне прямой видимости. Это значит, что между ними не должно быть преград, чтобы луч мог спокойно долететь от одного устройства к другому. Если стать на пути луча, связи не будет — и это самое большое ограничение ИК-связи, из-за чего её мало где используют.

Однонаправленная связь: пульт дистанционного управления

Самое популярное решение для инфракрасной связи — пульты дистанционного управления от телевизоров. В них передача данных работает только в одном направлении — от пульта к телевизору. Для этого в телевизор ставят приёмник, а в пульт — передатчик, так получается проще и дешевле. При этом пульт не знает, получил ли телевизор нужную команду и смог ли её обработать: всё, что он делает, это отправляет команды.

Главная уязвимость ИК-связи

Главная уязвимость ИК-связи в том, что приёмники принимают излучение от чего угодно. Если оно излучает в ИК-спектре, для приёмника это уже сигнал. Этим пользуются, например, универсальные пульты от телевизора: телевизору не так важно, откуда пришёл сигнал — с оригинального пульта или клона. Ему главное — чтобы совпали команды.

Зная команды нужных устройств и имея в распоряжении передатчик ИК-сигналов, можно перехватить управление — например, включить или выключить телевизор в школьном классе во время урока; отключить информационное табло в аэропорту, поменять канал телевизора в витрине магазина.

ИК-порт в телефонах

Чтобы всё это работало, в телефон ставили одновременно приёмник и передатчик — так телефоны могли установить двухстороннюю связь и сообщить друг другу, если что-то пошло не так в процессе передачи. Скорость передачи данных была тоже медленной: чтобы передать картинку 320×240 пикселей, нужно было ждать примерно 30 секунд, а на отправку мелодии требовалось несколько минут.

Потом ИК-связь оптимизировали и сделали её гораздо быстрее (10 мегабит в секунду), но было уже поздно — появился быстрый блютус, полноценный мобильный интернет, аська для передачи данных и вайфай.

ИК-связь сейчас

ИК-связь всё ещё нужна в промышленности и в отдельных бизнесовых сферах. Например, если вы придёте на иноязычную пресс-конференцию, вам могут выдать наушники с инфракрасным приёмником — перевод будут транслировать с помощью инфракрасных излучателей в комнате.

Ещё с помощью ИК могут собирать данные с промышленных датчиков и актуаторов, ИК-излучение нужно для навигации роботов и в компьютерном зрении. Но точно не для передачи рингтончиков. Ушла эпоха.

Если вам близко то, о чём написано выше, у вас есть все шансы стать разработчиком, тестировщиком, дата-сайентистом или менеджером в сфере ИТ. Тут хорошо платят и приятная компания. Стоит хотя бы изучить вопрос.

Непрерывное развитие информационных технологий требует постоянного увеличения эффективности обработки и передачи информации. Очевидно, идеальная линия передачи данных должна иметь невысокую стоимость, иметь минимальный расход энергии, обладать высокой пропускной способностью и, что весьма желательно, должна быть беспроводной. Обычно словом wireless (беспроводный - англ.) обозначают связь с использованием радиосигнала. Однако, не стоит забывать, что канал передачи информации можно создать и с помощью оптических устройств, то есть, попросту говоря, с помощью света. Опыт показывает, что среди других беспроводных линий передачи информации инфракрасный (ИК-) открытый оптический канал является самым недорогим и удобным способом передачи данных на небольшие расстояния (до нескольких десятков метров). В частности, он эффективен для обеспечения беспроводной связи между персональным компьютером и периферийными устройствами.

В 1979 году компания Hewlett-Packard объявила о начале продаж нового калькулятора, главной особенностью которого являлось наличие у него инфракрасного порта для вывода информации на печать. После этого в течение нескольких лет разработчиками электронного оборудования была предложена целая серия приборов и устройств, использующих для передачи информации открытый оптический канал в инфракрасном диапазоне. Однако, все эти устройства не могли получить широкого распространения вследствие своей несовместимости. Поэтому в 1993 году была основана Infrared Data Association (IrDA), международная некоммерческая организация, ставящая своей целью разработку единых стандартов, используемых для организации инфракрасных линий передачи информации.

Летом 1993 года компания Hewlett-Packard организовала общепромышленное совещание, чтобы обсудить будущее ИК (инфракрасный) передачи данных. Многообразие несовместимых стандартов было печальной реальностью, причинявшей массу неудобств всем от того, что устройства от разных производителей были несовместимы. Телевизоры, видеомагнитофоны, другая бытовая техника с ИК управлением сегодня встречается на "каждом углу", однако в них используются несовместимые физические и программные интерфейсы. Целью совещания было обсуждение путей, которыми промышленность может пойти к общему стандарту, способному совместимость всех устройств, использующих ИК порт. На совещании был сформирован консорциум всех ведущих компаний, названных Ассоциацией инфракрасной передачи данных и вскоре (в июне 1994 года) была объявлена первая одноименная версия стандарта, включающая физический и программный протоколы – IrDA 1.0. Текущая версия – 1.1.

Первым стандартом, принятым IrDA, был, так называемый, Serial Infrared standart (SIR). Данный стандарт позволял обеспечивать передачу информации со скоростью 115,2 kb/s. В 1994 году IrDA опубликовала спецификацию на общий стандарт, получивший название IrDA-standart, который включал в себя описание Serial Infrared Link (дословно - Последовательная Инфракрасная линия связи), Link Access Protocol (IrLAP) (Протокол доступа) и Link Management Protocol (IrLMP) (Протокол управления). Уже в 1995 году несколько лидеров на рынке электроники выпустили серию продуктов, использующих для передачи информации по открытому оптическому каналу IrDA-standart. И, наконец, в ноябре 1995 года Microsoft Corporation заявила о внесении программного обеспечения, обеспечивающего инфракрасную связь, использующую IrDA-standart, в стандартный пакет операционной системы Windows'95. В настоящее время IrDA-standart - самый распространенный стандарт для организации передачи информации по открытому инфракрасному каналу.

Итак, протокол IrDA (Infra red Data Assotiation) позволяет соединяться с периферийным оборудованием без кабеля при помощи ИК-излучения с длиной волны 880nm. Порт IrDA позволяет устанавливать связь на коротком расстоянии до 1 метра в режиме точка-точка. IrDA намерено не пытался создавать локальную сеть на основе ИК-излучения, поскольку сетевые интерфейсы очень сложны и требуют большой мощности, а в цели IrDA входили низкое потребление и экономичность. Интерфейс IrDA использует узкий ИК-диапазон (850–900 nm с 880nm "пиком") с малой мощностью потребления, что позволяет создать недорогую аппаратуру и не требует сертификации FCC (Федеральной Комиссии по Связи).

Устройство инфракрасного интерфейса подразделяется на два основных блока: преобразователь (модули приемника-детектора и диода с управляющей электроникой) и кодер-декодер. Блоки обмениваются данными по электрическому интерфейсу, в котором в том же виде транслируются через оптическое соединение, за исключением того, что здесь они пакуются в кадры простого формата – данные передаются 10bit символами, с 8bit данных, одним старт-битом в начале и одним стоп-битом в конце данных.

Сам порт IrDA основан на архитектуре коммуникационного СОМ-порта ПК, который использует универсальный асинхронный приемо-передатчик UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) и работает со скоростью передачи данных 2400–115200 bps.

Связь в IrDA полудуплексная, т.к. передаваемый ИК-луч неизбежно засвечивает соседний PIN-диодный усилитель приемника. Воздушный промежуток между устройствами позволяет принять ИК-энергию только от одного источника в данный момент.

В общем виде схема организации IrDA - канала выглядит примерно так, как показано на рисунке

Типовая блок-схема организации IrDA-канала

Канал передачи данных состоит из двух основных элементов: микросхемы, обеспечивающей модуляцию и демодуляцию поступающего двоичного сигнала согласно определенного алгоритма, и инфракрасного (ИК-) приемно-передающего модуля.

Рассмотрим физические основы IrDA.

Передающая часть. Байт, который требуется передать, посылается в блок UART из CPU командой записи ввода-вывода. UART добавляет старт-стоп биты и передает символ последовательно, начиная с младшего значения бита. Стандарт IrDA требует, чтобы все последовательные биты кодировались таким образом: логический "0" передается одиночным ИК-импульсом длиной от 1.6 s до 3/16 периода передачи битовой ячейки, а логическая "1" передается как отсутствие ИК-импульса. Минимальная мощность потребления гарантируется при фиксированной длине импульса 1.6 s.

По окончании кодирования битов необходимо возбудить один или несколько ИК-светодиодов током соответствующего уровня, чтобы выработать ИК-импульс требуемой интенсивности. Стандарт IrDA требует, чтобы интенсивность излучения в конусе 30° была в диапазоне 40–50  W/Sr, причем ИК-светодиод должен иметь длину волны 880nm, как уже отмечалось ранее. Радиальная чувствительность приемника и длины связи диктуются, исходя из требований самой спецификации IrDA.

Приемная часть. Переданные ИК-импульсы поступают на PIN-диод, преобразующий импульсы света в токовые импульсы, которые усиливаются, фильтруются и сравниваются с пороговым уровнем для преобразования в логические уровни. ИК-импульс в активном состоянии генерирует "0", при отсутствии света генерируется логическая "1". Протокол IrDA требует, чтобы приемник точно улавливал ИК-импульсы мощностью от 4 W/sm 2 до 500mW/sm 2 в угловом диапазоне  15°.

Для ИК-излучения cуществует два источника интерференции (помех), основным из которых является солнечный свет, но к счастью в нем преобладает постоянная составляющая. Правильно спроектированные приемники должны компенсировать большие постоянные токи через PIN-диод. Другой источник помех – флуорисцентные лампы – часто применяются для общего освещения. Хорошо спроектированные приемники должны иметь полосовой фильтр для снижения влияния таких источников помех. Вероятность ошибок связи будет зависеть от правильного выбора мощности передатчика и чувствительности приемника. В IrDA выбраны значения, гарантирующие, что описанные выше помехи не будут влиять на качество связи.

Стандарт IrDA включает в себя стек протоколов трех согласованных обязательных уровней: IrPL (Physical Layer), IrLAP (Link Access Protocol) и IrLMP (Link Management Protocol).

Физический уровень (Physical Layer). Спецификация этого протокола устанавливает стандарты для Ir-трансиверов, методов модуляции и схемы кодирования/декодирования, а также ряд физических параметров. Стандарт предусматривает использование длины волны в диапазоне 850–900 nm. Минимальная и максимальная интенсивность передатчика (как уже говорилось) составляет 40–50  W/Sr соответственно внутри 30° конуса. Для стандарта IrDA (скорость передачи данных 115.2Kbps) схема кодирования аналогична используемой в традиционной UART: бит старта ("0") и стоп-бит ("1") добавляются перед и после каждого байта соответственно. Но вместо схемы NZR (Non-Return to Zero) используется кодировка, подобная RZ (Return to Zero), т.е. двоичный "0" кодируется единичным импульсом, а "1" – его отсутствием. Кадры отделяются друг от друга байтами Escape-последовательности, содержащимися в теле самого кадра. Для определения ошибок (EDt – Error Detection) используется 16bit циклическая контрольная сумма. Например, уже в стандарте IrDA 1.1 для протокола обмена 1.152Mbps (синхронизация выполняется как в протоколе HDLP – High-level Data Link Protocol высокого уровня) и 4Mbps (использование 4-PPM – Pulse-Phase Modulation) старт-бит и стоп-бит не применяются. Так, фреймы, получаемые от более высокоуровневого протокола IrLAP, вкладываются в поле данных фреймов SIR, согласно используемому методу кодирования. Стандарт не содержит обязательных вариантов реализации этой процедуры и допускает варьирование алгоритмов в зависимости от возможностей конкретного оборудования. В зависимости от скорости соединения предлагаются методы кодирования: асинхронный (ASYNC, 9600–115200 bps), синхронный (HDLC, 0.576–1.152 Mbps) и 4-PPM (4Mbps).

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

“Интерфейсы” Инфракрасный протокол связи — IrDA

Содержание:Что такое IrDA

Инфракрасный протокол связи — IrDA Непрерывное развитие информационных технологий требует постоянного увеличения эффективности обработки и передачи информации. Очевидно, идеальная линия передачи данных должна иметь невысокую стоимость, иметь минимальный расход энергии, обладать высокой пропускной способностью и, что весьма желательно, должна быть беспроводной. Обычно словом wireless (беспроводный - англ.) обозначают связь с использованием радиосигнала. Однако, не стоит забывать, что канал передачи информации можно создать и с помощью оптических устройств, то есть, попросту говоря, с помощью света. Опыт показывает, что среди других беспроводных линий передачи информации инфракрасный (ИК-) открытый оптический канал является самым недорогим и удобным способом передачи данных на небольшие расстояния (до нескольких десятков метров). В частности, он эффективен для обеспечения беспроводной связи между персональным компьютером и периферийными устройствами.Что такое IrDA? В 1979 году компания Hewlett-Packard объявила о начале продаж нового калькулятора, главной особенностью которого являлось наличие у него инфракрасного порта для вывода информации на печать. После этого в течение нескольких лет разработчиками электронного оборудования была предложена целая серия приборов и устройств, использующих для передачи информации открытый оптический канал в инфракрасном диапазоне. Однако, все эти устройства не могли получить широкого распространения вследствие своей несовместимости. Поэтому в 1993 году была основана Infrared Data Association (IrDA), международная некоммерческая организация, ставящая своей целью разработку единых стандартов, используемых для организации инфракрасных линий передачи информации.

Похожие работы

2014-2022 © "РефератКо"
электронная библиотека студента.
Банк рефератов, все рефераты скачать бесплатно и без регистрации.

"РефератКо" - электронная библиотека учебных, творческих и аналитических работ, банк рефератов. Огромная база из более 766 000 рефератов. Кроме рефератов есть ещё много дипломов, курсовых работ, лекций, методичек, резюме, сочинений, учебников и много других учебных и научных работ. На сайте не нужна регистрация или плата за доступ. Всё содержимое библиотеки полностью доступно для скачивания анонимному пользователю

Название работы: Устройство инфракрасного интерфейса IrDA

Категория: Лабораторная работа

Предметная область: Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Описание: Предварительные сведения Как работает IrD IrD относится к категории wireless беспроводных внешних интерфейсов однако в отличие от радиоинтерфейсов канал передачи информации создается с помощью оптических устройств. Протокол IrD Infr red Dt ssotition позволяет соединяться с периферийным оборудованием без кабеля при помощи ИКизлучения с длиной волны 880nm. Порт IrD позволяет устанавливать связь на коротком расстоянии до 1 метра в режиме точкаточка.

Дата добавления: 2013-10-29

Размер файла: 230 KB

Работу скачали: 37 чел.

Лабораторная работа № 4

1 Цель работы : ознакомление с устройством инфракрасного интерфейса IrDA и моделирование работы его приемо-передающей части с помощью программы Ele c tronics Workbench фирмы Interactive Image Technologies Ltd.

2 Предварительные сведения

Как работает IrDA ?

IrDA относится к категории wireless (беспроводных) внешних интерфейсов, однако в отличие от радио-интерфейсов, канал передачи информации создается с помощью оптических устройств. Опыт показывает, что среди других беспроводных линий передачи информации инфракрасный (ИК) открытый оптический канал является самым недорогим и удобным способом передачи данных на небольшие расстояния (до нескольких десятков метров).

Протокол IrDA ( Infra red Data Assotiation ) позволяет соединяться с периферийным оборудованием без кабеля при помощи ИК-излучения с длиной волны 880 nm . Порт IrDA позволяет устанавливать связь на коротком расстоянии до 1 метра в режиме точка-точка. IrDA намерено не пытался создавать локальную сеть на основе ИК-излучения, поскольку сетевые интерфейсы очень сложны и требуют большой мощности, а в цели IrDA входили низкое потребление и экономичность. Интерфейс IrDA использует узкий ИК-диапазон (850-900 nm с 880 nm "пиком") с малой мощностью потребления, что позволяет создать недорогую аппаратуру и не требует сертификации FCC (Федеральной Комиссии по Связи).

Устройство инфракрасного интерфейса подразделяется на два основных блока: преобразователь (модули приемника-детектора и диода с управляющей электроникой) и кодер-декодер. Блоки обмениваются данными по электрическому интерфейсу, в котором в том же виде транслируются через оптическое соединение, за исключением того, что здесь они пакуются в кадры простого формата - данные передаются 10 bit символами, с 8 bit данных, одним старт-битом в начале и одним стоп-битом в конце данных.

Сам порт IrDA основан на архитектуре коммуникационного СОМ-порта ПК, который использует универсальный асинхронный приемо-передатчик UART ( Universal Asynchronous Receiver Transmitter ) и работает со скоростью передачи данных 2400-115200 bps .

Связь в IrDA полудуплексная, т.к. передаваемый ИК-луч неизбежно засвечивает соседний PIN -диодный усилитель приемника. Воздушный промежуток между устройствами позволяет принять ИК-энергию только от одного источника в данный момент.

Физические основы IrDA

Байт, который требуется передать, посылается в блок UART из CPU командой записи ввода-вывода. UART добавляет старт-стоп биты и передает символ последовательно, начиная с младшего значения бита. Стандарт IrDA требует, чтобы все последовательные биты кодировались таким образом: логический "О" передается одиночным ИК-импульсом длиной от 1.6ц s до 3/16 периода передачи битовой ячейки, а логическая "1" передается как отсутствие ИК-импульса. Минимальная мощность потребления гарантируется при фиксированной длине импульса 1.6ц s .

По окончании кодирования битов необходимо возбудить один или несколько ИК-светодиодов током соответствующего уровня, чтобы выработать ИК-импульс требуемой интенсивности. Стандарт IrDA требует, чтобы интенсивность излучения в конусе ± 30° была в диапазоне 40-50 ц W / Sr , причем ИК-светодиод должен иметь длину волны 880шп, как уже отмечалось ранее. Радиальная чувствительность приемника и длины связи диктуются, исходя из требований самой спецификации IrDA .

Переданные ИК-импульсы поступают на PIN -диод, преобразующий импульсы света в токовые импульсы, которые усиливаются, фильтруются и сравниваются с пороговым уровнем для преобразования в логические уровни. ИК-импульс в активном состоянии генерирует "0", при отсутствии света генерируется логическая "1". Протокол IrDA требует, чтобы приемник точно улавливал ИК-импульсы мощностью от 4ц W / sm 2 до 500 mW / sm 2 в угловом диапазоне ± 15°.

Для ИК-излучения существуют два источника интерференции (помех), основным из которых является солнечный свет, но к счастью в нем преобладает постоянная составляющая. Правильно спроектированные приемники должны компенсировать большие постоянные токи через PIN -диод. Другой источник помех - флуорисцентные лампы - часто применяются для общего освещения. Хорошо спроектированные приемники должны иметь полосовой фильтр для снижения влияния таких источников помех. Вероятность ошибок связи будет зависеть от правильного выбора мощности передатчика и чувствительности приемника. В IrDA выбраны значения, гарантирующие, что описанные выше помехи не будут влиять на качество связи.

На рисунке 1 представлена принципиальная схема инфракрасного порта IrDA .

Рисунок 1. Схема инфракрасного порта IrDA

Примеры схем IrDA -интерфейса

В общем виде схема организации IrDA - канала выглядит примерно так, как показано на рисунке 2.

Рисунок 2. Типовая блок-схема организации IrDA -канала

Канал передачи данных состоит из двух основных элементов: микросхемы, обеспечивающей
модуляцию и демодуляцию поступающего двоичного сигнала согласно определенного
алгоритма, и инфракрасного (ИК-) приемно-передающего модуля.

В настоящей статье мы рассмотрим SIR -стандарт, обеспечивающий скорость передачи

информации 115,2 kb / s . В данном стандарте используется так называемая модуляция "3/16". Принцип данного вида модуляции проиллюстрирован на рисунке 3. Длительность импульса, подаваемого на приемно-передающий модуль равна 3/16 от длительности номинального бита данных. Кроме того, при SIR -модуляции используется инверсия бита данных. Эти преобразования обеспечиваются первым основным элементом схемы - модулирующей микросхемой. В зависимости от используемого интерфейса (шины данных) применяются различного рода чипы.

Рисунок 3. Принцип модуляции "3/16", используемый в SIR -стандарте.

3 Экспериментальная часть

3.1 Выяснить принципы работы приемо-передающей части инфракрасного порта интерфейса IrDA на основе принципиальной схемы (Рис. 1).

3.2 С помощью программы Ele c tronics Workbench смоделировать работу приемо-передающей части интерфейса IrDA . Убедившись в работоспособности модели, составить таблицу истинности.

3.3 Полученные результаты оформить в виде отчета.

4 Содержание отчета

4.1 Краткое описание исследуемого интерфейса.

4.2 Принципиальная схема интерфейса, смоделированная с помощью Ele c tronics Workbench.

5 Контрольные вопросы

5.1 Области применения интерфейса IrD А.

5.2 Физика работы приемо-передающей части инфракрасного порта.

5.3 Ограничения в использовании интерфейса IrDA .

Устройство невидимого ИК барьера, пересечение которого будет зафиксировано охранной системой, показано на рис. 4. В него входит ИЗ - импульсный генератор-излучатель и ПР -фотоприемник, реагирующий лишь на его импульсы.

Рис. 4 ИК барьер

Простой ИК генератор

Принципиальная схема генератора приведена на рис. 5. На элементах DD 1.1, DD 1.2 собран мультивибратор, возбуждающийся на частоте F =30. 35 Гц ( F =1/2 R 2* C 1). Дифференцирующая цепочка R 3 C 2 и элементы DD 1.4. DD 1.6 формируют в базе нормально закрытого транзистора VT 1 импульс тока длительностью t имп = 10 мкс ( t имп = R 3* C 2), возбуждающий включенный в его коллектор ИК диод VD 1. В таблице 5 приведена зависимость амплитуды тока в ИК диоде I имп и потребляемого генератором тока I потр от напряжения источника питания U пит.

В качестве примера на рис. 5 приведена зависимость относительной мощности излучения ИК диода АЛ402 от прямого импульсного тока 1пр.и.

Таблица 5

Рис. 5 . Зависимость относительной мощности излучения от прямого импульсного тока

Для передачи данных между устройствами с интерфейсом RS-232 разработан протокол IrDA, использующий инфракрасный оптический канал связи и обеспечивающий соединение "точка-точка". Этот интерфейс в основном применяется для подключения различных периферийных устройств персонального компьютера. Оптический канал связи требует, чтобы приемопередатчики интерфейса всегда находились в пределах прямой видимости, максимальное расстояние может достигать нескольких метров. Кодирование сигналов стандартного UART-кадра обычно производится по SIR-протоколу с использованием модуляции "3/16".

При модуляции "3/16" для сигнала логического нуля передается импульс длительностью 3/16 битового интервала, для логической единицы – излучение отсутствует. Скорости передачи соответствуют стандартным скоростям интерфейса RS-232. Для применения интерфейса IrDA выпускаются интегральные схемы – приемо-передающие модули преобразования стандартных электрических сигналов RxD, TxD в оптические сигналы SIR-протокола.

В настоящее время IrDA – самый распространенный стандарт передачи информации по открытому инфракрасному каналу. Принцип SIR-модуляции "3/16" показан на рис. 2.3.

Длительность импульса, подаваемого на приемо-передающий модуль IR_TXD, равна 3/16 от длительности номинального бита данных, формируемого асинхронным приемо-передатчиком U_TXD. Кроме того, при SIR- модуляции используется инверсия бита данных. На рис. 2.4 показаны временные диаграммы сигналов при передаче данных.

Рис. 2.3. Принцип модуляции 3/16

Рис. 2.4. Временные диаграммы сигналов 3/16 при передаче данных

Длительность оптических сигналов меньше примерно в 5 раз, чем при потенциальном кодировании NRZ. На приемной стороне необходимо восстановления сигналов NRZ. Демодуляция принятых оптических сигналов IR_RXD осуществляется в соответствии с рис. 2.5. Битовый интервал содержит 16 тактов, а длительность оптического сигнала составляет 3 такта.

На рис. 2.6 показаны временные диаграммы сигналов при приеме данных. Таким образом, канал передачи данных (рис. 2.7) должен состоять из двух основных элементов: микросхемы, обеспечивающей модуляцию и демодуляцию поступающего двоичного сигнала, и инфракрасного приемопередающего модуля.

Рис. 2.5. Демодуляции сигналов 3/16

Рис. 2.6. Временные диаграммы сигналов при приеме данных

Оптический

Рис. 2.7. Структурная схема IrDA-канала

Как правило, интерфейсы UART, встраиваемые в микроконтроллеры, содержат выводы для сигналов U_RXD и U_TXD и не предусматривают выхода для сигнала тактового бод-генератора 16XCLK. Этого сигнала нет и в RS- 232, но некоторые микросхемы UART содержат этот вывод. В зависимости от "исполнения" возможны два варианта подключения микросхемы управления интерфейса IrDA. Так, например, микросхема HSDL-7001 фирмы Hewlett-Packard поддерживает два режима тактирования: от внешнего (рис. 2.8 а) и от внутреннего (рис. 2.8 б) бод-генератора. Частота бод-генератора в последней схеме определяется не только частотой кварцевого резонатора, но и сигналами, задаваемыми на входах адреса A0-A2 (см. табл. 2.1).

Читайте также: