新型多功能無線遙控教鞭設計

劉金明 閆淼

【摘要】設計了一種新型多功能無線遙控教鞭，它由遙控器、接收器、微機端軟件三部分組成。使用RF作為遙控方式，選擇AT89S52嵌入式微控制器為接收器的處理核心，闡述了接收器程序和微機端軟件各項功能的原理及設計開發思路。

【關鍵詞】無線遙控教鞭;AT89S52嵌入式微控制器;射頻

引言

在使用多媒體系統授課時，教師往往被束縛于計算機旁，活動空間僅限于多媒體講臺后的方寸之地，既顯得不夠靈活，又削弱了教學效果。如果能設計出一款集鼠標與鍵盤的常用按鍵功能于一身，且成本低廉、輕便易用的無線遙控教鞭，將很好地解決這一問題。

1.需求分析

無線遙控教鞭以用戶能夠盡量靈活、多樣化地遙控使用計算機為目標，其功能需求歸納如下：

（1）PPT演示方面：能在PPT編輯模式與演示模式間切換;能在演示模式下，對PPT上下翻頁;能在演示模式下，在黑屏靜默與恢復顯示兩種狀態間切換。（2）鼠標模擬方面：能像移動鼠標一樣控制鼠標指針在屏幕上移動;能模擬鼠標左、右鍵的擊鍵動作。（3）其他：能遙控關閉和重啟計算機;能對計算機設置和取消靜音;能打開Windows系統自帶的屏幕鍵盤，以便在無法接觸到物理鍵盤時，也能進行輸入操作。

2.總體設計

教鞭由遙控器、連接在計算機端的接收器、運行在計算機上的微機端軟件三部分構成。遙控器發出遙控信號，接收器接收信號并發送相應數據至計算機，微機端軟件根據收到的數據產生相應的控制動作。在遙控方式的選擇上，采用RF技術，其信號無方向性，可繞或穿過障礙物，遙控距離數十米，抗干擾能力強且功耗低。在接收器與計算機通信方式的選擇上，采用USB轉串口技術。該技術可使外設以USB接口與計算機相連，并使用串口協議通信[1][2]，便于應用開發。教鞭的總體結構框圖如圖1所示。

圖1 教鞭總體結構框圖

3.硬件設計

無線遙控教鞭的硬件包括遙控器硬件和接收器硬件兩部分。

遙控器使用電池供電，帶有內置天線及15鍵矩陣鍵盤，使用315MHz載波振蕩電路，通過編碼芯片產生調制信號。接收器使用315MHz檢波電路，經由芯片解碼可產生與發射模塊對應的15組數字輸出信號，編解碼芯片采用SC2262/SC2272。遙控器原理圖[3]見圖2，按鍵功能定義如圖3所示。接收器硬件由主控制器、解碼模塊及其他器件組成，解碼模塊將解出的信息碼交由主控制器處理。主控制器選用AT89S52，它與計算機的工作電平不兼容，需借助MAX232完成電平轉換[4]。

圖2 遙控器原理圖

圖3 按鍵功能定義

4.軟件設計

無線遙控教鞭的軟件包括接收器軟件和微機端軟件兩部分。接收器軟件使用C語言編程，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。微機端軟件使用C#.NET開發（主界面如圖4所示），串口數據接收及處理是微機端軟件的核心功能，微機端軟件可收到代表15種不同功能的遙控按鍵碼，并產生控制動作。

圖4 微機端軟件主界面

5.結束語

經測試，教鞭各項功能運行正常，穩定性好，可以滿足功能需求。它的推廣能將教師從計算機旁解放出來，增進與學生的互動交流，對教學效果的提升有促進作用。同時，它也是各種公開演說場合重要的輔助工具。

參考文獻

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

[2]賴彪，金海鷹，賈惠芹.USB-RS 232轉換卡的設計與實現[J].現代電子技術，2011，34（2）：62-64.

[3]北京博創興業科技有限公司.UP-Magic硬件說明書[CD].北京：北京博創興業科技有限公司，2010：6-9.

[4]林焯華，蔣梁中，姚錫凡，王春寶.一個單片機串行數據采集及傳輸模塊的設計[J].微計算機信息，2006（29）：229-231，135.

作者簡介：劉金明（1985—），男，講師，主要研究方向：智能控制與嵌入式系統。