红外通讯的信号调制及解调电路分析

前两天有个朋友咨询我激光信号调制的事情，并且提到了38K载波，这让我想起来了红外信号调制和解调。
红外信号的调制和解调网上讲解的有很多，高深的，通俗的都有，今天520，是一个特殊的日子，不过因为疫情的原因，在办公室着实物料，随笔写一下红外信号的调制和解调原理吧，希望能帮助到哪些需要学习的人。

文章通过由浅入深，由易到难的方式及思路来讲解。
首先讲信号的解调。

信号解调

可能看官看到这里的时候会疑惑，信号的发射还没讲呢，咋就直接开始讲接收了呢，这不是还没学会走路，就开始学习奔跑了吗？
看到这里我只想说NO NO NO，我先讲解接收是因为我们身边的信号发射电路太多了，而且都是很成熟的产品，而且接收的电路又很简单，只要是能使用单片机接收到信号，就证明成功了一半，反过来如果先去搞发射电路，接收的电路及程序都没明白，也不会弄，就算你的发射功能完成了，那你拿什么去证明你的发射电路是没问题的呢？
好了，废话不多说了，直接上案例吧

硬件

红外接收电路可以选择某宝上面的万能红外接收管，这里插一个图片，至于链接就不贴了，以免有广告的嫌疑。

几毛钱的东西，好像也没有打广告的必要[手动狗头]
当然，各位土豪，把家里的电视机，空调，风扇的遥控接收头拆了用也行。

硬件接收电路

在宝贝的链接里面也是有描述的，这玩意已经把信号的解调集成到里面了，我好像也没啥可说的，外部加上一个上拉电阻就可以了。

协议讲解–略过
程序讲解–略过

信号调制

相比与解调电路，信号的调制好像是要复杂一些，又好像也没想象中的复杂，总体的来说，就是控制红外二极管发光，不发光，再发光，再不发光就完了。
既然说到信号的调制，那肯定是有载波信号的，这个就是别人提到的38KHz的载波信号，如何将自己的信号施加到载波信号上面，这个就叫信号的调制。
首先我们先制造出38K的波形
如下图所示

LED6为红外发射二极管，R29为限流电阻，如果不加这个限流电阻，也能用，而且发射距离超远，但是寿命也很短，有可能发射一帧信号后就挂掉了，这肯定不是我们想要的结果，根据自己想要的距离和二极管的手册，进行修改限流电阻的阻值即可，三极管Q9由单片机的引脚来控制通断。
此时我们给集电极一个38K的PWM，即可完成载波信号的发生。
波形如下：

同理，二极管导通的波形也和PWM一样，这样子的话我们就完成了载波信号的设计。
然后就是我们想要的把自己的信号加载到载波信号上面，完成信号的调制
如下图

我们在原有的基础上面加一个红外控制的开关，当我们要发送数据0的时候，让IRctrl脚给一个短暂的导通，发送数据1的时候，给一个较长时间的导通。
波形如下：

此时已经完成把自己的信号加载到载波信号上面了，这个就是信号调制中的调幅。
波形如下：

发送数据的原理就如上面所讲，接收部分的电路，由于红外接收管VS1838B已经集成了信号解调的功能，所以接收端单片机接收到的波形如下：

回想一下发送数据，对比一下接收到的数据，是不是发现一模一样。
这样就完成了完整的红外通讯。
发送数据的原理，以及接收数据的原理都大概的讲了一下。到这里我想读者应该已经明白个七七八八了吧，剩下的就是NEC协议了

红外NEC协议

PS:别看了，真的没了，NEC协议随便搜一下都能搜出一大堆，这里就偷个懒，不讲了。

加强记忆

红外通讯中的NEC协议，是由帧头（引导码）+数据（用户码+数据码）组成的，每次传输四个数据，data0+data1+data2+data3（用户码+用户反码+数据码+数据反码）组成，那么读者们能不能把NEC协议稍微修改一下呢，来完成不同长度数据的传输？
在这里笔者提供一个思路，就是帧头+不定长数据+特定结束符来完成红外不定长数据的传输(可以参考串口不定长数据的传输)，当然，也可以使用超时检测的方式来进行数据传输(参考RS485通讯超时检测设计)。
如果能完成笔者的要求，那么我想读者们肯定能对红外传输的协议及通讯的原理记忆深刻。
光说不练假把式，读者们能把这边文章的内容给吸收，是远远不够的，想要完全理解，还是要自己亲自动手做一做的。
好了，文章就到这里了，有疑问的地方或者笔者写的不对的地方，还望留言讨论。

谢谢观看！