多媒体翻页笔.docx

课程设计论文题目 多媒体激光笔的设计 姓 名 彭川龙 学 号 P121813741 学 院 电气工程学院 专业班级 2012级通信工程1班 摘要 目前在商务演示、会议、教学上采用多媒体大屏幕文档演示时,有些演示者喜欢使用教鞭或者激光笔指着大屏幕边演示边讲解,当演示文档需要翻页,演示者不得不走回电脑边,使用鼠标或者键盘进行操作,这给演示者自由发挥等带来了众多不便。目前市场上的遥控装置使用红外技术制作的比较多,但红外技术有明显的方向性、在低功耗的前提下覆盖范围也很小。射频技术具有低功耗、通信安全、无方向性等特点,随着电子产业的发展,射频模块成本已经降得很低,已经在便携式终端机得到了广泛的应用。射频技术的应用可以使上述不足得到很大的改观,且在技术上方便可行。本文首先介绍了翻页激光笔的概念及基本组成，进而介绍一种射频激光笔翻页器的制作流程。关键词 USB,激光笔,翻页器ABSTRACT At present multimedia large screen presentation of the document being adopted by the business presentations, meetings, teaching and some demonstrations like using a pointer or the edge of the laser pointer pointing to the big screen presentation explaining, when presentation documents need to flip, the presenter had to go back to the computer side using mouse or key disc operation, this to demonstrate the free play brought many inconvenience. At present, the remote control device on the market use infrared technology to produce more, but the infrared technology has obvious direction, in the premise of low power consumption is also very small. RF technology has low power consumption, communication security, no direction characteristics, with the development of the electronics industry, RF module cost has dropped to very low has in the portable terminal has been widely used. The application of radio frequency technology can improve the above problems, and it is convenient and feasible in technology. In this paper, we first introduce the laser flip pen of the concept and basic composition, then introduces a RF laser pointer page device of the production process.Key Words：USB; Laser pointer; Flip device1 翻页激光笔的概念及基本组成1.1 翻页激光笔的概念 翻页激光笔又称为电子教鞭 (英文名为：Laser pointer with remotecontrol)，它是专门为计算机及多媒体投影机设计的一款新型专利电子产品，在欧美等发达国家的使用已经很普遍了；它除了具备传统激光教鞭的映射功能外，还可以通过简单地按动激光笔上、下翻页按钮，以无线方式直接远程遥控电脑或多媒体投影设备，实现电子文档的自由翻页和随意演示。基于多媒体遥控使用，主要作用控制多媒体文件，如PPT、EXC、WORD文件的翻页控制，方便多媒体演讲的使用。其机构由发射器和接收器两部分组成，USB接口 ，有 红 外 技 术 和 射 频 技 术 两种1。红外翻页激光笔采用红外技术来传输遥控信号，和生活中使用的电视遥控器、DVD 遥控器、空调遥控器的原理相同。红外技术出现的比较早，技术成熟、复杂性低，由于红外光不能穿透物体，需要可视传输。在发射器和接收器之间，不能有任何物体阻挡，使用时表现为接收器和发射器要在一定的角度内对准，方可实现遥控翻页。射频翻页激光笔利用无线射频技术来传输遥控信号。相对于红外技术，射频技术可以 360 度传输和绕射，没有方向性。发射器和接收器之间也不需要对准，只要接收器没有被金属包围或者覆盖，都可以实现遥控2。翻页激光笔的功能也在激光笔的基础上增加很多，最基本的功能是上、下翻页功能。现在普遍使用的是射频技术。1.2 射频翻页激光笔基本组成 射频翻页激光笔由一个 RF 射频遥控器和一个接收器(USB接口)组成，RF射频遥控器内嵌有无线RF射频发射器，在使用时只需将接收器插入电脑主机的 USB 接口，无需安装驱动即可正常工作，使用者只需点击 RF 射频遥控器的相关功能键便可操纵接收器。 并且发射器不用对准接收器，真正体现无线自由。当然，既然叫激光笔，不可缺的就是激光指示，分红光指示和绿光指示两类。2.多媒体激光笔基本组成与设计2.1 多媒体翻页激光笔的组成我们设计的这款多媒射频翻页激光笔由手持发射端和PC机接收端组成，在手持发射端则是分别由按键编码模块、可控激光头模块、无线发射模块、电源模块组成。而在PC机接收端则是由无线接收模块和USB接口2部分构成。 图3-1 射频发射激光笔的设计框图2.2 多媒体激光笔的设计2.2.1 手持发射端的设计 激光笔发射器为一手持设备，由按键编码模块、可控激光头模块、无线发射模块和电源模块共四个模块组成，如图3-2所示。其中，各功能按键和激光发射头安装于手持设备便于操作和发射的地方，便于演讲者操作和发射，该手持设备集成了无线通信和激光笔功能，激光笔的激光发射头，可方便演讲者在演讲过程中指出重点部分，无线通信功能方便演讲者在演讲过程中远距离控制幻灯片，通过不同的功能按键实现幻灯片上下翻页功能。图3-2激光笔内部电路连接图1） 按键模块本模块中，我们采用PT2262/PT2272编解码芯片。PT2262为编码芯片，PT2262/PT2272 最多可有12 位(A0-A11)三态地址端管脚(悬空,接高电平,接低电平),任意组合可提供531441地址码,PT2262 最多可有6 位(D0-D5)数据端管脚,设定的地址码和数据码从17 脚串行输出，可用于无线遥控发射电路。编码芯片PT2262 发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，解码芯片PT2272 接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT 脚才输出高电平，与此同时相应的数据脚也输出高电平，如果发送端一直按住按键，编码芯片也会连续发射。当发射机没有按键按下时，PT2262 不接通电源，其17 脚为低电平，所以315MHz 的高频发射电路不工作，当有按键按下时，PT2262 得电工作，其第17 脚输出经调制的串行数据信号，当17 脚为高电平期间315MHz 的高频发射电路起振并发射等幅高频信号，当17 脚为低平期间315MHz 的高频发射电路停止振荡，所以高频发射电路完全受控于PT2262 的17 脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ASK 调制）相当于调制度为100%的调幅，图2-3为结构框图。主控逻辑读取6位地址与6位数据的电平状态，并产生串行编码。OSC1和OSC2用于外接电阻，根据电阻的阻值，产生不同频率的内部时钟。TE/SELECT为使能端，低电平时芯片工作。根据PT2262的工作方式，我们设计了它的编码电路方案，如图3-4所示，KO至K5为六个按键，分别对应数据位DO至D5。 图3-3 PT2262的结构框图当所有按键都断开时，三极管Q1截止，电路中没有电流，芯片不工作。当六个按键中任意一个被按下时，R1和按键的下拉电阻分压使得Q1的基极电压下降，Q1导通，PT2262芯片开始工作，指示灯D1工作。此时，除了闭合的按键所对应的数据位逻辑高电平之外，其他位为低电平。 图3-4 按键编码方案2）可控激光头模块激光点采用通用圆点半导体激光头。此模块用按键控制激光头的开关，同时将开关的信息关联到编码芯片。本模块采用图3-5所示的原理图，K4和D4为0位按键和数据位，按键通过一个MOS流电阻。所示的原理图，K4和D4为图管控制激光头的开断。R2为限流电阻。图3-5 可控激光头模块电路图3) 无线发射模块无线发射模块的功能是将按键信息编码调制到高频载波上并发送。载波频率为315MHz，调制方式为幅度调制，电路原理如图3-6所示。Q3为普通三极管，基极通过电阻R2接PT2262的DataOut端，采用开关的方式完成信号调制。Q2为高频NPN管，与L1, L2和C2构成三端振荡电路。Q1为315MHz声表面滤波器，串联在反馈通路中，视频率稳定在315MHzo R1为Q2的基极偏置电阻，C1用于天线的阻抗匹配。3-6 无线发射模块的原理图4) 电源模块该模块用于产生发射器其它模块的工作电源:VCC, VCC LASER和VCC-12。其中，VCC作为编码按键模块A的工作电源;VCC LASER作为可控激光头模块B的工作电源;VCC-12作为蓝牙信号发射模块C和单片机模块D的工作电源。2.2.2 PC机接收端的设计该部分硬件主要由无线接收、USB接口等部分构成。其无线接收模块直接采用解码芯片PT2272来负责接收手持端发送的数据；收到的信号送至89S52单片机，它与PDIUSBDI2配合实现USB接口的功能，将接收到的信号转换后传送至PC端，由此实现了各种基本的控制，PC机接收端硬件电路框图如图3-7所示。3-7 PC接收端硬件电路框图1） 无线接收模块无线接收模块采用的是与编码芯片PT2262配套的解码芯片PT2272，图3-8为PT2272的引脚图。 图3-8 PT2272引脚A0-A11 1-8、10-13 地址管脚,用于进行地址编码，可置为“0”，“1”，“f”(悬空)，必须与2262 一致，否则不解码D0-D5 7-8、10-13 地址或数据管脚，当做为数据管脚时，只有在地址码与2262 一致，数据管脚才能输出与2262 数据端对应的高电平，否则输出为低。 2) PDIUSBDI2外围电路PDIUSBDI2是带并行总线的USB接口器件，符合通用串行总线USB 1. 1版规范，集成了SIE FIFO存储器、收发器以及电压调整器，可与任何外部微控制器/微处理器实现高速并行接口2 MByte/s，具有良好EMI特性的总线供电能力，可通过软件控制与USB的连接，具有内部上电复位和低电压复位电路 。本系统采用8位并口数据段与单片机相连，图6中LED与PDIUSBDI2的GL_ N引脚相连，当PDIUSBDI2与计算机握手成功时会产生一个低电平脉冲信号，LED指示灯闪烁5PDIUSB D12外围电路如图3-9所示。图3-9 PDIUSBDI2外围电路 3) USB接口电路及USB供电电路USB数据接口及USB供电电路如图2-10所示。系统从USB端口引出USB电源作为系统工作电源，图2-10中R3电阻值为0，当后续电路发生短路时，产生电流过大将烧坏电阻R3，断开系统与计算机的电源连接，从而保证了计算机的USB端口不被损坏。同时增加L、作为上电指示灯。图2-10 USB数据接口及USB供电电路、2.3硬件搭建 接收板实物图 发射器实物图 USB模块2.4多媒体激光笔的软件设计基于无线的系统模块通信是指激光笔与接收控制器之间的通信，具体来讲就是激光笔发射无线信号，而接收控制器接收无线信号。选用的载波频率为315MHz，调制方式为幅度调制，与激光笔和接收控制器各自的PT2262/PT2272编解码芯片配合实现控制信息的传输。如图图3-12固件框架流程图其中，void TD_Init(void)为用户初始化函数。在设备重枚举和任务调度启用之前调用该函数，用来初始化用户的全局状态变量。在该函数中，用户可以设置整体状态变量的初始值，并可规定各种端点资源的使用（包括中断）以及配置外围接口的输入/输出等。Void TD_Poll(void)为用户函数。在设备工作期间，该函数被重复调用。开发者可以在该函数中添加代码，以实现USB外设的主要功能。它包含一个执行外设功能的状态机。该函数在高优先级的任务处理完后返回。然而，如果不能从该函数中返回，则会使得框架不能响应设备请求和USB挂起事件。如果某项任务需要大量的处理时间，则应该将该任务分为若干小任务，通过对该函数的多次调用来分批处理。BOOL TD_Suspend(void)为用户函数。该函数在框架进入挂起状态之前被调用。函数中应该包含使设备进入低功耗状态的程序，然后返回TRUE。当然，可以让函数返回FALSE，以阻止设备进入挂起状态。Void TD_Resume(void)为用户函数。该函数在设备被外部的唤醒事件唤醒且框架程序恢复处理后被调用。此时，设备恢复到正常的操作方式。2.5 多媒体激光笔的调试编译器，是将便于人编写，阅读，维护的高级计算机语言翻译为计算机能识别，运行的低级机器语言的程序。编译器将源程序（Source program）作为输入，翻译产生使用目标语言（Target language）的等价程序。源程序一般为高级语言（High-level language），如Pascal，C+，C等，而目标语言则是汇编语言或目标机器的目标代码（Object code），有时也称作机器代码（Machine code）。Cpress的EZ-USB FX2可采用常用的Keil编译器来开发软件。而且Cypress公司提供了框架程序，可大大缩短开发时间，简化编程。使用Keil Software工具时，项目开发流程如下： 创建一个项目，从器件库中选择目标器件配置工具设置； 用C51或者汇编语言创建源程序； 用项目管理器生成应用程序文件； 修改源程序的错误； 测试连接应用；2.此款多媒体翻页笔的特点（ 1 ） USB 接口即插即用， 无需安装任何驱动和软件即可使用；（