摘 要： 详细介绍了Vishay公司先进的TFDx4xxx系列串行红外收发器及其控制器TOIM3232，并给出了其在红外抄表系统中的应用实例。
关键词： 红外通信 串行通信 TFDx4xxx TOIM3232 电子抄表系统
随着电子技术的飞速发展，各种体积小、功能强的便携式电子产品不断涌现。为了便于控制设备以及和网络连接，红外通讯作为一种简便的无线通讯技术在电子设备中得到了广泛的应用。作者在设计楼宇自动抄表系统时，利用Vishay公司先进的TFDx4xxx系列串行红外收发器及其控制器TOIM3232实现了电子式记表器与手持式抄表机之间的红外串行通讯。下面简单介绍之。
1 TFDx4xxx串行红外收发模块
TFDx4xxx系列产品为vishay公司推出的串行红外收发模块，共有三种型号：TFDU4100、TFDS4500和TFDT4500。三种模块均为低功耗、符合IrDA1.2串行红外传输标准的红外收发模块，其最高的红外传输速度可达115.2Kbit/s。三种模块的内部构造、功能完全相同，只是外形结构和引脚号略有差别。该红外传输模块内部集成了红外发射、传输、控制IC等部分，为现今市场上最小的红外发射模块。该模块在小型便携设备(如掌上电脑、小型照相机、复印机、手机、家电产品等)上有着广泛的应用空间。
TFDx4xxx红外收发模块的特性有：
·符合IrDA1.2标准(传输速度高达115.2Kbit/s)
·大范围的工作电压(2.7V～5.5V)
·通过Vcc1/SD端可控制模块进入低功耗休眠状态
·模块具有很大的传输范围(在115.2Kbit/s时可达3m)
·具有三种外形封装：普通封装(9.7mm×4.7mm×4.0mm)；侧式封装(13.00mm×5.95mm×5.30mm)；顶式封装(13.00mm×7.60mm×5.95mm)
·内部带有过压保护装置，不需要附件
TFDx4xxx红外收发模块的功能结构图如图1所示。
TFDx4xxx红外收发模块的引脚号、名称、功能等的介绍见表1。
引脚SC(Sensitivity Control)控制接收模块的灵敏度，当SC引脚接高电平时，模块的灵敏度提高，模块可以感测到非常弱的红外信号，这样可以扩大红外信号的传输距离，但是模块的抗干扰能力也被降低；当SC引脚接低电平时，模块的灵敏度降低，但是模块的抗干扰能力有所提高；当传输距离不是太远或者在强亮光环境下使用时，通常情况下建议把SC脚悬空或者接地。
引脚Vcc1/SD为电源/关闭引脚，当该脚为低电平时，红外传输模块关闭。
2 串行红外传输控制器TOIM3232
根据IrDA红外传输标准，串行红外传输采用特定的脉冲编码标准，该标准与RS232串行传输标准不同。若两设备之间进行串行红外通讯，就需要一个传输控制器，以进行RS232编码和IrDA编码之间的转换。TOIM3232串行红外传输控制器就是Vishay公司为配合TFDx4xxx系列红外收发器而设计的。
在输出模式下，TOIM3232可把RS232输出信号转变成符合IrDA标准的信号以驱动红外发射器；在接收模式下，TOIM3232可把IrDA输入信号转变成符合RS232标准的信号；TOIM3232的红外传输速度范围为2.4Kbit/s～115.2Kbit/s。TOIM3232内部有一个
3.6864MHz的晶振，用以实现脉冲的扩张和压缩。该时钟信号既可以由内部晶振产生也可用外部时钟实现。该控制器可通过RS232口进行编程控制，其输出脉冲宽度可程控为1.627μs或3/16位长。
TOIM3232的功能结构框图如图2所示，各引脚符号、功能等见表2。
当引脚BR/D＝1时，TOIM3232把由TD－232传来的数据的低7位认为是命令字。当引脚BR/D恢复低电平时，TOIM3232立即转换成新命令所定义的脉冲编码方式。TOIM3232命令字的格式如下：
其中，X：没定义
S1，S2：用户自定义位，用以控制输出引脚S1和S2
S0：IrDA标准脉冲选择
S0＝1时选择1.627μs输出脉冲
S0＝0时选择3/16位长输出脉冲(功耗较大，建议不使用)
B0，B1，B2，B3：波特率选择字(见表3)。
3 红外抄表系统的实现
红外抄表系统的原理图如图3所示，电子式多用户电度表用以完成用户用电量的计量，其通过精密分压电阻、精密电流互感器及采样电阻将用户用电的电压信号和电流信号转换成小的交流电压信号，作为采样信号输入到计量模块；计量模块根据采样信号的变化计算出电量，并将用户用电量转换成计算机能处理的脉冲信号和直接驱动机电计度器的驱动信号；这两路脉冲信号经过光电耦合器隔离后直接输入到CPU模块和I/O端口以及直接驱动显示模块；CPU模块对输入到I/O端口的脉冲信号进行累计和运算，得到相应用户的用电量、最大用电量(可按月、季统计)及最大用电电流等用电信息，并将这些数据随时加以更新和保持。为了便于数据统计，系统设计了一串行红外传输模块，用以和带有标准红外串行通讯口的手持式抄表电脑进行通讯，以便于抄表员利用手持抄表器对整栋大楼进行用电量的统计。电子式电度表采用了TFDS4000作为红外收发器，利用TOIM3232作为红外编码控制器来实现与手持式电脑的串行红外通讯。实验证明，抄表系统的红外通讯性能良好，抗干扰能力满足实际需求。
参考文献
1 张有德，赵志英，涂时亮.单片微型机原理、应用与实验.上海：复旦大学出版社，1993