新型多功能无线遥控教鞭设计

【摘要】设计了一种新型多功能无线遥控教鞭，它由遥控器、接收器、微机端软件三部分组成。使用RF作为遥控方式，选择AT89S52嵌入式微控制器为接收器的处理核心，阐述了接收器程序和微机端软件各项功能的原理及设计开发思路。

【关键词】无线遥控教鞭;AT89S52嵌入式微控制器;射频

引言

在使用多媒体系统授课时，教师往往被束缚于计算机旁，活动空间仅限于多媒体讲台后的方寸之地，既显得不够灵活，又削弱了教学效果。如果能设计出一款集鼠标与键盘的常用按键功能于一身，且成本低廉、轻便易用的无线遥控教鞭，将很好地解决这一问题。

1.需求分析

无线遥控教鞭以用户能够尽量灵活、多样化地遥控使用计算机为目标，其功能需求归纳如下：

（1）PPT演示方面：能在PPT编辑模式与演示模式间切换;能在演示模式下，对PPT上下翻页;能在演示模式下，在黑屏静默与恢复显示两种状态间切换。（2）鼠标模拟方面：能像移动鼠标一样控制鼠标指针在屏幕上移动;能模拟鼠标左、右键的击键动作。（3）其他：能遥控关闭和重启计算机;能对计算机设置和取消静音;能打开Windows系统自带的屏幕键盘，以便在无法接触到物理键盘时，也能进行输入操作。

2.总体设计

教鞭由遥控器、连接在计算机端的接收器、运行在计算机上的微机端软件三部分构成。遥控器发出遥控信号，接收器接收信号并发送相应数据至计算机，微机端软件根据收到的数据产生相应的控制动作。在遥控方式的选择上，采用RF技术，其信号无方向性，可绕或穿过障碍物，遥控距离数十米，抗干扰能力强且功耗低。在接收器与计算机通信方式的选择上，采用USB转串口技术。该技术可使外设以USB接口与计算机相连，并使用串口协议通信[1][2]，便于应用开发。教鞭的总体结构框图如图1所示。

图1 教鞭总体结构框图

3.硬件设计

无线遥控教鞭的硬件包括遥控器硬件和接收器硬件两部分。

遥控器使用电池供电，带有内置天线及15键矩阵键盘，使用315MHz载波振荡电路，通过编码芯片产生调制信号。接收器使用315MHz检波电路，经由芯片解码可产生与发射模块对应的15组数字输出信号，编解码芯片采用SC2262/SC2272。遥控器原理图[3]见图2，按键功能定义如图3所示。接收器硬件由主控制器、解码模块及其他器件组成，解码模块将解出的信息码交由主控制器处理。主控制器选用AT89S52，它与计算机的工作电平不兼容，需借助MAX232完成电平转换[4]。

图2 遥控器原理图

图3 按键功能定义

4.软件设计

无线遥控教鞭的软件包括接收器软件和微机端软件两部分。接收器软件使用C语言编程，需AT89S52的串口工作在方式1，采用9600波特率（晶振11.0592MHz），T1工作在方式2，初始值FDH。微机端软件使用C#.NET开发（主界面如图4所示），串口数据接收及处理是微机端软件的核心功能，微机端软件可收到代表15种不同功能的遥控按键码，并产生控制动作。

图4 微机端软件主界面

5.结束语

经测试，教鞭各项功能运行正常，稳定性好，可以满足功能需求。它的推广能将教师从计算机旁解放出来，增进与学生的互动交流，对教学效果的提升有促进作用。同时，它也是各种公开演说场合重要的辅助工具。

参考文献

[1]刘荣.圈圈教你玩USB[M].北京：北京航空航天大学出版社，2009：189-191.

[2]赖彪，金海鹰，贾惠芹.USB-RS 232转换卡的设计与实现[J].现代电子技术，2011，34（2）：62-64.

[3]北京博创兴业科技有限公司.UP-Magic硬件说明书[CD].北京：北京博创兴业科技有限公司，2010：6-9.

[4]林焯华，蒋梁中，姚锡凡，王春宝.一个单片机串行数据采集及传输模块的设计[J].微计算机信息，2006（29）：229-231，135.

作者简介：刘金明（1985―），男，讲师，主要研究方向：智能控制与嵌入式系统。