畢業(yè)設(shè)計（論文）USB無線翻頁器的設(shè)計與制作

1、usb無線翻頁器的設(shè)計與制作 【摘要】 我們仿照市面上常見usb激光翻頁筆，利用51單片機(jī)制做了一款usb無線幻燈片翻頁器。該翻頁器由發(fā)射部分和接收部分兩部分組成。發(fā)射部分供使用者操作，將具體操作轉(zhuǎn)換成無線信號發(fā)送；接收部分通過usb與電腦連接，將發(fā)射部分的信號處理并傳給電腦，從而完整無線操作的目的。發(fā)射部分為了方便、省電，采用了專用的pt2262發(fā)射電路，高頻發(fā)射部分采用市售315mhz/422mhz模塊，由于是成熟的電路，一般無需調(diào)試即可正常工作。接收部分由接收模塊和控制模塊組成，為了穩(wěn)定接收，防止干擾，采用pt2272接收無線信號。接收到的信號送至89s52單片機(jī)(以下簡稱為s52)，s

2、52與pdiusbd12配合實現(xiàn)usb接口的功能，將接收到的信號轉(zhuǎn)換后傳送至pc端，由此實現(xiàn)了各種基本的控制。給出了系統(tǒng)的硬件原理圖，軟件流程圖。該翻頁器的指標(biāo)如下：*即插即用：無需安裝其他程序即可立即使用（plug and play功能）。用于所有具有usb端口的電腦。*遠(yuǎn)距離無指向性：采用低耗電無線射頻方式遙控，解決了原紅外線方式的指向性問題。*射頻頻率：315mhz*電源：23a 12v 堿性電池 （發(fā)送器）；usb端口供電（接收器）*遙控距離：10m翻頁器的功能：適用于那些在大教室使用powerpoint（ppt）作演講授課的老師或者介紹產(chǎn)品的商務(wù)人士。它只需要幾個常用的按鍵控制，利用

3、315mhz的無線遙控信號代替了鼠標(biāo)鍵盤或者紅外線信號，不需要頻繁地用鼠標(biāo)鍵盤進(jìn)行操作，擺脫了束縛，又無紅外線的定向性約束，可隨心所動地進(jìn)行講解，極大地方便了使用者?！娟P(guān)鍵詞】usb 翻頁筆 ptpabstract we modeled the common market, usb flip laser pen, the use of 51 single-chip made a usb wireless slide page turner. the page turning device is composed of a transmitting part and receiving part

4、 is composed of two parts. transmitting part is operated by the user, the specific operation is converted into a wireless signal transmission; receiving part is connected with a computer through usb, will launch a portion of the signal processing and transferring them to the computer, so as to compl

5、ete the wireless operation objective.in order to facilitate the emission part, electricity, with the dedicated pt2262 emission circuit, high frequency part of the commercial 315mhz / 422mhz module, because it is a mature circuit, the general can work normally without debugging. the receiving part co

6、mprises a receiving module and control module, in order to stabilize the receiving, prevent interference, using pt2272 receiving wireless signal. the received signal is sent to the 89s52 chip ( hereinafter referred to as s52 ), s52 and pdiusbd12 with usb interface to achieve the function, transformi

7、ng the received signal transmitted to pc end, thus to achieve a variety of basic control. presents the system hardware diagram, the software flow chart.the page turning device of the indicators are as follows:* plug-and-play: no installation required other procedures can be used immediately ( plug a

8、nd play ). for all usb ports of the computer.* free long-distance directional : the use of low power wireless remote control, solved the original infrared way point problem.* rf frequency: 315mhz* source: 23a 12v alkaline batteries ( transmitter ); usb port power ( receiver )* remote distance: 10mfl

9、ip function:apply to those in the big classroom using powerpoint ( ppt ) make a speech teacher or introduce products business. it takes only a few commonly used button control, the use of 315mhz wireless remote control signal instead of the mouse and keyboard or infrared signals, do not require freq

10、uent use mouse and keyboard operation, get rid of the bondage, and no infrared directional constraints, can be the heart moving to explain, is greatly convenient for users.key words: usb, ptp, flip pen目 錄摘要.2第一章 翻頁激光筆.51.1激光筆-概述.51.2激光筆-原理.51.3激光筆-種類.51.4激光筆-發(fā)展階段.51.5激光筆-功能.6第二章 設(shè)計目的和指標(biāo).8第三章 方案設(shè)計與論證

11、.9 4.1可用方案.9 4.2方案比較.94.3系統(tǒng)框圖.9第四章 電路設(shè)計.10 5.1射頻部分.10 5.2控制部分.11第五章 軟件設(shè)計與調(diào)試12第六章 測試結(jié)果147.1簡單硬件測試.147.2系統(tǒng)測試.147.3測試結(jié)果.14結(jié)論與心得.15致 謝.16參考文獻(xiàn).17第一章 翻頁激光筆 1.1 激光筆-概述翻頁激光筆又稱為電子教鞭, 它是專門為計算機(jī)及多媒體投影機(jī)設(shè)計的一款新型專利電子產(chǎn)品,在歐美等發(fā)達(dá)國家的使用已經(jīng)很普遍了；它除了具備傳統(tǒng)激光教鞭的映射功能外，還可以通過簡單地按動激光筆上、下翻頁按鈕，以無線方式直接遠(yuǎn)程遙控電腦或多媒體投影設(shè)備,實現(xiàn)電子文檔的自由翻頁和隨意演示?；?/p>

12、于多媒體遙控使用，主要作用控制多媒體文件，如ppt，exc，word文件的翻頁控制，方便多媒體演講的使用。其機(jī)構(gòu)由發(fā)射器和接收器兩部分組成，usb接口，有紅外技術(shù)和射頻技術(shù)兩種，現(xiàn)在普遍使用的是射頻技術(shù)。1.2 激光筆-原理翻頁激光筆由一個rf射頻遙控器和一個接收器(usb接口)組成,rf射頻遙控器內(nèi)嵌有無線rf射頻發(fā)射器，在使用時只需將接收器插入電腦主機(jī)的usb接口,無需安裝驅(qū)動即可正常工作,使用者只需點擊rf射頻遙控器的相關(guān)功能鍵便可操縱接收器。并且發(fā)射器不用對準(zhǔn)接收器,真正體現(xiàn)無線自由。當(dāng)然，既然叫激光筆，不可缺的就是激光指示，分紅光指示和綠光指示兩類。1.3 激光筆-種類翻頁激光筆的種

13、類現(xiàn)在種類比較多，概括起來用以下幾種：1.簡單激光指示，即只有激光指示的功能，沒有翻頁遙控等其他功能。2.翻頁加激光指示功能。3.黑屏，超級連接等功能.4.鼠標(biāo)功能的激光筆，即可以完全脫離鼠標(biāo)，激光筆附帶有無線鼠標(biāo)的功能。1.4 激光筆-發(fā)展階段 翻頁激光筆的技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷三個階段： 1.紅外技術(shù)。2.射頻技術(shù)。3.2.4g技術(shù) 。三者的區(qū)別是越來越使信號接收快捷，不受其他信號影響。1.5 激光筆-功能翻頁激光筆可以把使用者從電腦旁邊徹底解放出來,使用者不必一直守在計算機(jī)旁邊,當(dāng)使用者在電子教學(xué)、演示文稿和報告演講的時候，對于重點內(nèi)容需要備注說明時，只需用手輕輕一按,紅色激光點就可以映射在需要強

14、調(diào)的文檔內(nèi)容屏幕上；再也不用每次講解重點內(nèi)容時與聽眾“指手劃腳”或走到投影屏幕前與其“親密接觸”的辛苦了；同時使用者也只需輕輕指點相關(guān)功能按鈕,就可以將電子文稿翻向使用者要講演的頁面,上下左右,360度無拘無束；無論是在教室、演講廳的哪個角落，還是在會議室的后面和聽講人作現(xiàn)場互動，只需輕輕一按無線翻頁激光筆上下翻頁鍵，想要的畫面就會自動出現(xiàn)在屏幕上；再也不需要永久靜座在講臺前操作電腦，同時也省去了走回講臺更換頁面的心苦，真正體現(xiàn)無線點擊，獲得無限精彩！ 另外，隨著行業(yè)的成熟，很多附加功能被用在激光筆本身上，比如u盤存儲功能，比如禮品功能等。 目前各類大中專院校很多都是用多媒體授課，以往由于受設(shè)

15、備的制約，老師必須寸步不離電腦，使得在授課的過程中，師生之間缺乏更好的互動與溝通。本產(chǎn)品可以讓老師擺脫電腦的束縛，使他們可以一邊授課，一邊與學(xué)生互動，一邊還能隨心所欲的無線遙控電腦，從而達(dá)到全面提高教學(xué)效果的目的。因此我們決定采用51單片機(jī)制作一款簡單的usb無線幻燈片翻頁器，方便大教室使用powerpoint（ppt）作演講授課的老師或者介紹產(chǎn)品的商務(wù)人士使用，做到講授者可以離開電腦在大屏幕前邊講邊對ppt進(jìn)行翻頁等操作。第二章 設(shè)計目的和指標(biāo)目前各類大中專院校很多都是用多媒體授課，以往由于受設(shè)備的制約，老師必須寸步不離電腦，使得在授課的過程中，師生之間缺乏更好的互動與溝通。本產(chǎn)品可以讓老師

16、擺脫電腦的束縛，使他們可以一邊授課，一邊與學(xué)生互動，一邊還能隨心所欲的無線遙控電腦，從而達(dá)到全面提高教學(xué)效果的目的。因此我們決定采用51單片機(jī)制作一款簡單的usb無線幻燈片翻頁器，方便大教室使用powerpoint（ppt）作演講授課的老師或者介紹產(chǎn)品的商務(wù)人士使用，做到講授者可以離開電腦在大屏幕前邊講邊對ppt進(jìn)行翻頁等操作。把接收機(jī)通過usb接口與電腦連接后，使用者在10內(nèi)通過操作發(fā)射器，可以完成對ppt完成上翻頁、下翻頁、開始放映、結(jié)束放映四項功能。具體指標(biāo)如下：1.即插即用：無需安裝其他程序即可立即使用（plug and play功能）。用于所有具有usb端口的電腦。2.遠(yuǎn)距離無指向性

17、：采用低耗電無線射頻方式遙控，解決了原紅外線方式的指向性問題。3.射頻頻率：315mhz。4.電源：23a 12v 堿性電池 （發(fā)送器）；usb端口供電（接收器）。5.遙控距離：10m。第三章 方案設(shè)計與論證3.1 可用方案1.無線發(fā)射接收采用紅外信號。2.無線發(fā)射接收采用315mhz射頻信號。3.2 方案比較由于紅外信號的方向性，當(dāng)采用紅外信號時，發(fā)射器必須對準(zhǔn)接收器，并且中間能有阻擋物。但采用紅外模塊的優(yōu)勢是產(chǎn)品成本低、價格便宜。射頻信號無方向性，所以發(fā)射器和接收器之間只要沒有能起屏蔽作用的金屬阻擋物，就可正常使用。射頻模塊的成本通常要高一些，但其無方向性，使用更方便，所以我們在本產(chǎn)品中使

18、用射頻信號。3.3 系統(tǒng)框圖系統(tǒng)由發(fā)射部分和接收部分兩部分組成。發(fā)射部分有上翻頁、下翻頁、開始放映結(jié)束放映四個按鍵供使用者操作，將具體操作轉(zhuǎn)換成無線信號發(fā)送；接收部分通過 usb與電腦連接，將發(fā)射部分的信號處理并傳給電腦，從而完整無線操作的目的。發(fā)射部分為了方便、省電，采用了專用的pt2262發(fā)射電路，高頻發(fā)射部分采用市售315mhz/422mhz模塊，由于是成熟的電路，一般無需調(diào)試即可正常工作。接收部分由接收模塊和控制模塊組成，為了穩(wěn)定接收，防止干擾，采用pt2272接收無線信號。接收到的信號送至89s52單片機(jī)(以下簡稱為s52)，s52與pdiusbd12配合實現(xiàn)usb接口的功能，將接收

19、到的信號轉(zhuǎn)換后傳送至pc端，由此實現(xiàn)了各種基本的控制。圖1 系統(tǒng)框圖第四章 電路設(shè)計4.1 射頻部分圖2 射頻發(fā)射、接收器射頻發(fā)射、接收器的原理圖如圖2所示。pt2262需要設(shè)置地址碼（a0a7：分別為1至8引腳）,每位地址碼可設(shè)置為低電平、懸空和高電平。高頻發(fā)射部分采用市售315mhz/422mhz模塊，由于是成熟的電路，一般無需調(diào)試即可正常工作。焊接時應(yīng)將pt2272的地址碼（a0a7：分別為1至8引腳）與pt2262設(shè)置一致方能正常接收。當(dāng)pt2272 接收到一個代碼字 ,vt引腳輸出高電平，表示進(jìn)行了一次有效接收。因89s52中斷響應(yīng)為低電平，因此三極管vt1在電路中起反相器的作用，將

20、高電平的觸發(fā)信號反轉(zhuǎn)為低電平觸發(fā)信號。4.2 控制部分接收控制部分的原理圖如圖三所示。接收到的信號送至89s52單片機(jī)，s52與pdiusbd12配合實現(xiàn)usb接口的功能，將接收到的信號轉(zhuǎn)換后傳送至pc端，由此實現(xiàn)了各種基本的控制。pdiusbd12是應(yīng)用十分廣泛的并行接口usb控制芯片，作為實現(xiàn)usb接口的標(biāo)準(zhǔn)組件，d12使設(shè)計者能夠靈活選擇合適的mcu，用最經(jīng)濟(jì)最快捷的方式實現(xiàn)usb外設(shè)的解決方案。d12主要作為s52與pc的一個橋梁，完成usb數(shù)據(jù)包的傳送。圖3 接收控制部分第五章 軟件設(shè)計與調(diào)試單片機(jī)代碼使用keil軟件c語言編寫，具有良好的可移植性。為了避免驅(qū)動代碼編寫，我們可以利用

21、鍵盤進(jìn)行對ppt進(jìn)行操作，例如：可用上下鍵實現(xiàn)ppt的前一動作與后一動作的顯示。因此，將該usb設(shè)備描述成一個usb鍵盤即可達(dá)到預(yù)期的效果。唯一有區(qū)別的是，該鍵盤是為ppt量身定制的，只有4個最基本的按鍵。單片機(jī)代碼流程圖見圖5圖5 單片機(jī)代碼流程圖單片機(jī)代碼分主循環(huán)、pt2272中斷處理和usb中斷處理三大部分：1.usb主循環(huán)對反復(fù)查詢中斷，并通過setup標(biāo)志位確定是否需要對pc的枚舉請求進(jìn)行回復(fù)。2.usb中斷處理主要通過對中斷控制字的判讀確定中斷源，并進(jìn)行相應(yīng)的處理，根據(jù)pc發(fā)起的中斷源，傳送至pc進(jìn)行相應(yīng)的處理。3.pt2272中斷處理主要是將pt2272接收到的按鍵信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換，

22、轉(zhuǎn)換成usb鍵盤的標(biāo)準(zhǔn)鍵碼（ 如：開始放映為shift+f5等；結(jié)束放映為esc），并寫入d12端口1的緩存，等待pc發(fā)送端口1in的命令后，由d12將數(shù)據(jù)送給pc，完成鍵盤按鍵的模擬。對于pc而言，根據(jù)接收到的鍵碼進(jìn)行相應(yīng)的操作，就能像普通鍵盤那樣控制ppt的放映。識別后的usb翻頁器如圖4所示圖4 電腦識別后的設(shè)備第六章 測試結(jié)果圖6 實物圖6.1 簡單硬件測試高頻發(fā)射、接收部分采用市售315mhz模塊，由于是成熟的電路，一般無需調(diào)試即可正常工作。我們用示波器分別對發(fā)射、接收模塊進(jìn)行測試：測試其天線處的波形是否是在315mhz處出現(xiàn)極大值，如果不是，可用無感起子對電容進(jìn)行微調(diào)，將波峰調(diào)到3

23、15mhz處即可。用萬用表測試關(guān)鍵部位的電壓，焊點有無虛焊，以及元器件是否工作正常。6.2 系統(tǒng)測試將接收部分插到usb接口，檢查電腦識別狀況是否與圖4相同。如果正常，打開一個ppt，反復(fù)測試發(fā)射部分四個按鍵的功能，以及最大接收距離，方向性狀況，反應(yīng)速度等。6.3 測試結(jié)果1.發(fā)射、接收模塊都在315mhz處出現(xiàn)波峰。2.萬用表測試焊點電壓正常。3.usb口接入正常，如圖4所示。4.四個按鍵都工作正常。5.無線使用正常距離：14.5m6.10米內(nèi)方向性良好。7.反應(yīng)速度快。結(jié)論與心得總體來說我的論文完成的比較成功，雖然外觀成品比市面上的產(chǎn)品大很多，但從操作上已經(jīng)完成了與市面上同等的指標(biāo)。在這次論文設(shè)計中，我覺得我的設(shè)計很有新意，從選題，到設(shè)計方案，到篩選甄別，到設(shè)計電路，選擇器件，到制作，到調(diào)試，我都能做到設(shè)計的滿意結(jié)果。由于這次我首次使用芯片pt2262和pt2272，對于這類發(fā)射接收用的芯片我從頭開始，探索其中的使用技巧，編出多個程序，并進(jìn)行比較，最終選擇性能