在现代电子通信领域，数据传输方式多种多样，红外通讯和串口通信都占据着重要的地位。红外通讯作为一种数据传输手段，凭借其短距离传输的便捷性，在众多场合得到了广泛应用。例如在家电产品、娱乐设施的红外遥控，以及水、电、煤气耗能计量的自动抄表等方面，都能看到红外通讯的身影。特别是在电子电力行业，使用红外技术进行通讯的产品日益增多，人们可以利用红外技术对产品进行短距离抄控，操作简洁方便。而串口则是计算机上一种非常通用的设备通信协议，大多数计算机都包含一个基于 RS 232 的串口。串口通信按位（bit）发送和接收字节，本文所涉及的通信使用 3 根线完成，分别是地线、发送线和接收线。由于串口通信是异步的，端口能够在一根线上发送数据的同时在另一根线上接收数据。下面，我们将详细剖析基于 RS232 串口转红外通讯的电路原理。

电平转化

由于 RS 232 信号的电平和串口信号的电平不一致，因此必须进行二者之间的电平转换。常用的转换芯片是 MAX232，它可以实现 RS232/TTL 电平转化。MAX232 内部结构主要由三个部分组成：

1. 电荷泵电路：由 1 - 6 引脚和 4 个电容搭建组成。电荷泵电路的作用是产生 RS 232 所需的正负电压，为数据转换提供合适的电压环境。
2. 数据转换通道：由 7 - 14 管脚组成两个数据通道。RS 232 数据从 R1in，R2in 输入，经过芯片内部的转换后，转换成 TTL/COMS 数据从 R1out，R2out 输出；反之，TTL/COMS 数据从 T1in，T2in 输入，转换成 RS 232 数据从 T1out，T2out 送到电脑 DB9 口。
3. 外部供电电路：外部供电利用电脑 USB 输出 +5 V 电源作为有效电源，这样不仅节约了该电路的设计篇幅，而且在实际制作时能够节约体积。其电路原理如图 1 所示。

红外发射部分

红外发射端在发送数据时，会将待发送的二进制数据调制成一系列的脉冲串信号后发射出去。这里的红外载波为频率 38 kHz 的方波。红外载波的实现方式有多种，可以使用单片机内部的定时器的 PWM 功能，也可以通过外围硬件电路实现。在本电路中，采用 38 kHz 产生稳定的振荡信号，然后使用 CD4069 非门电路通过一系列转化实现方波振荡信号。该方波振荡信号与经过电平转换后的 COMS 数据信号叠加，以此来驱动三极管导通，从而使 TSAL6200 红外发射二极管将周期的电信号转变成一定频率的红外光信号发出，具体如图 2 所示。

红外接收部分

红外接收采用 HS0038B 红外接收器。其工作原理是：当接收到 38 kHz 的载波信号时，HS0038B 接收器会输出低电平，否则输出高电平。通过这种方式，可以将红外光信号解调成一定周期的连续方波信号，再经过单片机处理，便可以恢复出原数据信号。HS0038B 是一种能够接收红外信号的小型化接收器件，它的环氧包装可以作为红外过滤器，因此不需要再加红外过滤装置。其最大的优点是，在干扰很强的环境中输出也很稳定。在本电路设计中，采用 CD4093 逻辑与非门芯片与 HS0038B 接收器搭建电路输出数据，同时利用芯片其他组管脚对 MAX232 输出的转换电平数据进行自锁，避免信号自发自收，电路设计如图 3 所示。

电源部分

电源部分通过低频滤波和陶瓷高频滤波后，能够得到比较纯正的电源信号，为整个电路的稳定运行提供保障，具体如图 4 所示。

红外通讯适合于需要短距离传输数据的场合，特别是那些有线通讯实现困难或者便携性要求较高的场合。本文所介绍的基于 MAX 232 电平转化芯片和门电路芯片实现 232 信号转换红外通讯的电路设计，已经在实际应用中得到了验证，并且取得了很好的使用效果。这种电路设计不仅实现了 RS232 串口与红外通讯的有效转换，而且在稳定性和抗干扰能力方面表现出色，为短距离数据传输提供了一种可靠的解决方案。