USB无线翻页器的制作
某日在淘宝上闲逛,不经意间发现一种USB激光翻页笔(以下简称翻页笔),引起了笔者的好奇,根据介绍,该翻页笔的特点如下:
*即插即用:无需安装其他程序即可立即使用(Plug and Play功能)。用于所有具有USB端口的电脑。
*远距离无指向性:采用低耗电无线射频方式遥控,解决了原红外线方式的指向性问题。
*射频频率:315MHz
*电源:23A12V碱性电池 (发送器);USB端口供电(接收器)
*遥控距离:10m
笔者仔细分析了该翻页笔的功能后,发现它特别适用于那些在大教室使用PowerPoint(PPT)作演讲授课的老师教授或者介绍产品的商务人士。它只需要几个常用的按键控制,利用315MHz的无线遥控信号代替了鼠标键盘或者红外线信号,不需要频繁地用鼠标键盘进行操作,摆脱了束缚,又无红外线的定向性约束,可随心所动地进行讲解,极大地方便了使用者,不失为一件实用的创造。
根据翻页笔所描述的,笔者设计了一款类似的“翻页器”,虽然造型不如淘宝上卖的那么精美,但如果经过精心设计,也可以做得十分小巧。读者们等不及了吧?笔者现将制作经过分享如下:
一、电路设计
首先是电路图,不出意外地,还是两部分:发射部分和接收部分,如图1、图2所示。接收模块通过一个插座与控制部分连接在一起,电路框见图3。




图3
发射部分:为了方便、省电,采用了专用的PT2262发射电路,最多可实现4×4=16个按键,这对于教鞭来说已经足够,在这里,我们只用了4个,功能分别为上、下、开始放映、结束放映。该电路采用12V电池供电,并且只在按下按键才接通电源,十分省电,PT2262需要设置地址码(A0~A7:分别为1至8引脚脚),每位地址码可设置为低电平、悬空和高电平。高频发射部分采用市售315MHz/422MHz模块,由于是成熟的电路,一般无需调试即可正常工作。
当然,也可以直接购买成品的315MHz/422MHz遥控器,这样看起来更专业一点,*^v^*。
接收部分:为了稳定接收,防止干扰,则直接采用PT2272接收无线信号。焊接时必须将PT2272的地址码(A0~A7:分别为1至8引脚)与PT2262设置为一致方能正常接收。当PT2272接收到一个代码字,VT引脚输出高电平,表示进行了一次有效接收。因89S52中断响应为低电平,因此三极管VT1
选择PT2272时需注意的是:PT2272有锁存、不锁存数据输出两种类型。解码芯片不同的后缀,表示不同的功能,有L4/M4/L6/M6之分,其中L表示锁存输出,数据只要成功接收就能一直保持对应的电平状态,直到下次遥控数据发生变化时改变。M表示非锁存输出,数据脚输出的电平是瞬时的而且和发射端是否发射相对应,可以用于类似点动的控制。波形如图4所示。
图4
后缀的6和4表示有几路并行的控制通道,当采用4路并行数据时,对应的地址编码应该是8位,如果采用6路的并行数据时,对应的地址编码应该是6位。在本电路中,笔者选用的是后缀为L4的芯片。
接收到的信号送至89S52单片机(以下简称为S52),S52与PDIUSBD12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。
有些读者可能对PDIUSBD12芯片不是十分了解,在此作简要的介绍。
PDIUSBD12(以下简称D12)是应用十分广泛的并行接口USB控制芯片,作为实现USB接口的标准组件,D12使设计者能够灵活选择合适的MCU,用最经济最快的方式实现USB外设的解决方案。它的主要特点如下:
l完全符合USB1.1版的规范;
l高性能USB接口器件 集成了SIE FIFO存储器、收发器以及电压调整器;
l可与任何外部微控制器/微处理实现高速并行接口2MB/s;
l完全自治的直接内存存取DMA操作;
l集成320字节多结构FIFO存储器;
l可通过软件控制与USB的连接;
l采用GoodLink技术的连接指示器,在通讯时使LED闪烁;
l可编程的时钟频率输出;
l双电源操作3.3±0.3V或扩展的5V电源,范围为3.6~5.5V;
l多中断模式实现批量和同步传输;
在此,D12主要作为S52与PC的一个桥梁,完成USB数据包的传送。
二、软件设计
单片机代码使用Keil软件c语言编写(可到《无线电》杂志网站上下载),具有良好的可移植性。
一般来说,USB设备是需要驱动的。为了避免繁琐的代码编写,笔者在此偷了个“懒”:对PPT进行操作时,可以用键盘进行操作,例如:可用上下键实现PPT的前一动作与后一动作的显示。因此,将该USB设备描述成一个USB键盘即可达到预期的效果。唯一有区别的是,该键盘是为PPT量身定制的,只有4个最基本的按键。单片机代码流程图见图4,为了方便读者理解,笔者在此作简要解释。
图5
单片机代码分主循环、PT2272中断处理和USB中断处理三大部分:
1.USB主循环对反复查询中断,并通过setup标志位确定是否需要对PC的枚举请求进行回复;
2.USB中断处理主要通过对中断控制字的判读确定中断源,并进行相应的处理,根据PC发起的中断源,传送至PC进行相应的处理;
3.PT2272中断处理主要是将PT2272接收到的按键信息进行转换,转换成USB键盘的标准键码( 如:开始放映为Shift+F5等),并写入D12端口1的缓存,等待PC发送端口1IN的命令后,由D12将数据送给PC,完成键盘按键的模拟。
对于PC而言,根据接收到的键码进行相应的操作,因而就能像普通键盘那样控制PPT的放映了。识别后的USB翻页器,如图6所示。

图6
不折不扣的USB键盘,嘿嘿,其实原理也很简单吧?
图7~图9为笔者用到的材料,小巧的4键遥控器、请工厂加工的PCB电路板、带PT2272的315MHz解码模块等。做好以后如图10所示,看起来体积有点大,但是用起来效果不错。


图10组装完成,像一台小电脑,有点庞大,但功能实现正常 总的来说,这个无线翻页器教鞭可以看作是一个小巧的无线键盘,翻页器上的功能按键均是为PPT而设置,假如我们拓宽一点思路,进行简单的修改,也可以用来控制“暴风影音”等能使用快捷键的软件,读者们可以大胆地发挥想象,尽情享受无线的乐趣。
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