IRA机器人足球比赛早由韩国高等技术研究院（Korea Advanced Institute of Science and Technology，KAIST）的金钟焕（Jong-Hwan Kim）教授于1995年提出，并于1996年在KAIST所在的韩国（Daejeon）举办了届国际比赛。1997年6月，第二届微机器人足球比赛（MiroSot97）在KAIST举行期间，国际机器人足球联盟（Federation of International Robot-soccer Association，FIRA）宣告成立。此后FIRA在范围内每年举行机器人世界杯比赛（FIRA Cup），同时举办学术会议（FIRA Congress），供参赛者交流他们在机器人足球研究方面的经验和技术。 足球机器人主要由CPU板、传感器、驱动部分、通信系统、视觉系统、主机系统等部分组成。本文作者曾经发表过文章研究足球机器人红外线通信问题，当时是以M50462作编码芯片来研究的。它的缺点有两个，其一是可靠性不够高；其二是M50462能够选择的用户编码只有2位，组成网络通信多只有4个用户编码。而SC6121可靠性高，且有8位用户编码可以选择，组成通信网络系统可以有256个用户编码。因此，在足球机器人红外线通信系统中选择SC6121作为编码芯片更合适。本文将讨论如何用编码芯片SC6121实现足球机器人的网络通信。

　　1 系统构成

　　时分多址（TDMA）技术是把时间分割成周期性的帧（Frame）每一个帧再分割成若干个时隙向基站发送信号，在满足定时和同步的条件下，基站可以分别在各时隙中接收到各移动终端的信号而不混扰。同时，基站发向多个移动终端的信号都按顺序安排在予定的时隙中传输，各移动终端只要在指定的时隙内接收，就能在合路的信号中把发给它的信号区分并接收下来。在通信速率要求不高的通信系统里，有时将信息的接收和发射设计在同一个信道上，该技术被称之为时分双工（TDD）技术，它是TDMA的一个变形。在该系统中把与计算机RS232C相连接的通信装置看作通信系统的基站，它负责对通信系统的控制。把足球机器人上的通信装置看作用户，这样就构成了如图1所示的足球机器人通信系统。每个足球机器人通信装置占用SC6121芯片二个用户编码，其中一个作为该通信装置接收时隙的识别码，另一个作为发送时隙的识别码。基站通过控制芯片SC6121的用户编码来给各个机器人分配接收时隙和发送时隙。SC6121有256个用户编码，采用TDD技术可以构成128个通信装置。若将其中一个用于作基站，则系统通信装置数目的值是127，这足以满足足球机器人通信要求。

　　2 编码电路

　　发射部分采用SC6121红外线遥控系统的专用芯片，它由振荡电路、定时发生器及控制电路、键盘输入扫描电路、键盘输入/输出扫描电路、码产生电路和输出控制电路等组成。振荡器（英文：oscillator）是用来产生重复电子讯号（通常是正弦波或方波）的电子元件。其构成的电路叫振荡电路。能将直流电转换为具有一定频率交流电信号输出的电子电路或装置。种类很多，按振荡激励方式可分为自激振荡器、他激振荡器；按电路结构可分为阻容振荡器、电感电容振荡器、晶体振荡器、音叉振荡器等；按输出波形可分为正弦波、方波、锯齿波等振荡器。振荡器产生一个固定频率（我们选用455kHz）的信号，该信号经过定时发生器（12分频）选通后，产生时钟脉冲和载频信号（固定频率为455kHz时，是38kHz），其中时钟脉冲送往码产生电路；载频信号则送往输出控制电路，码产生电路输出的指令码被调制在此载频信号上，此信号再经缓冲放大器放大后从集成电路内输出。输出信号去激励晶体管（8550），从而控制流向红外线发光二极管（PH303）的电流。当红外线发光二极管（PH303）有正向电流流动时，就向外发射红外线，进而达到发射编码的目的。SC6121的输出波形参见图2。

　　从图2可以看出，SC6121所发射的一帧码含有一个引导码，16位的用户编码和8位的键数据码。键数据码的反码也同时被传送。引导码由一个9ms的载波波形和4.5 ms的关断时间构成，它作为随后发射码的引导。这样，当接收系统是微处理器构成的时候，能更有效地处理码的接收、检测及各项控制之间的时序关系。SC6121芯片编码采用脉冲位置调制方式（PPM），利用脉冲之间的时间间隔来区分“0”和“1”。在8位编码被传送的同时，它们的反码也被传送，这样就大大减少了系统误码率。M50462没有传送反码，因此，从这一点来看，SC6121比M50462具有更高的可靠性。

　　SC6121发送电路原理参见图3。

从图3可以看到，基于SC6121芯片的红外线通信网络可以有256个用户编码，而M50462多只能有4个用户编码。由此可见，SC6121更适合网络通信。

　　3 解码电路

　　接收部分由PH302红外线接收管及前置放大电路KA2184组成，放大后的信号直接送往AT89C51单片机，由单片机进行软件解码。接收电路原理参见图4。

　　4 解码软件

　　根据图2中的②可以得到“0”代码脉冲间距为1.125ms，“1”代码脉冲间距为2.25ms。这样通过AT89C51单片机的定时器可以很方便地得到解码。

　　SC6121编码集成电路键数据码参见表1。

　　我们用AT89C51单片机的定时器1定时，用AT89C51的12脚作外部中断，通过软件解码得到键数据码后，再查表1，这样就可以分析出信息含义，从而实现软件解码。中断程序流程图参见图5。

　　有了编码和软件解码后就可以实现通信了。基站通过编码将信息传送给足球机器人的通信装置，足球机器人通信装置通过软件解码得到信息内容。反过来也一样，足球机器人通信装置通过编码将信息发送出去，基站通过软件解码得到信息。足球机器人通信装置、基站以及信息的传输方向均通过SC6121芯片的用户编码来区分。