【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 擇及介紹 發(fā)射部分采用 SC9148B 紅外發(fā)射芯片連接的發(fā)射電路。SC9148B 是為紅外遙控系統(tǒng)的發(fā)射部分設(shè)計(jì)的一塊專用電路，由 CMOS 工藝制造。該電路擁有 18 個(gè)功能，一共可發(fā)射75 條碼，其中 63 條碼通過(guò)多重按鍵為連續(xù)碼，12 條碼為單發(fā)碼。由于芯片內(nèi)含有一個(gè)由 CMOS 反相其構(gòu)成的自偏壓型放大器，當(dāng)外接陶瓷諧振器時(shí)，可很方便地構(gòu)成一個(gè)振蕩器。紅外傳輸時(shí)的載波的輸出頻率為 38KHZ，所以需要接一個(gè)455KHZ 精振。振蕩器一直處在停振狀態(tài) ，除非有 K1~K8 有按鍵按下，這樣就降低了功耗。SC9148B 工作電壓在 到 之間，兩節(jié) 5 號(hào) AAA 電池就能提供電源，同時(shí)直接外接鍵盤(pán)電路，無(wú)需其他輔助電路就能穩(wěn)定得發(fā)射紅外信號(hào)，大大簡(jiǎn)化了電路的同時(shí)，還可以縮小實(shí)物的體積。SC9148B 內(nèi)部框圖 基于單片機(jī)的紅外線遙控鼠標(biāo)器設(shè)計(jì) 9 第 9 頁(yè) 共 51 頁(yè)管腳圖管腳說(shuō)明管教序號(hào) 序號(hào) 端子功能 說(shuō)明16 GND、VDD 電源、地端子3 XT、NonXT 振蕩端子 振蕩端子，用來(lái)接 455KHz 的陶瓷諧振器（內(nèi)置一反饋電阻）4～9 K1～K6 鍵輸入端子 鍵盤(pán)矩陣的輸入端，18 個(gè)鍵可以 基于單片機(jī)的紅外線遙控鼠標(biāo)器設(shè)計(jì) 10 第 10 頁(yè) 共 51頁(yè)連接到 K1～K6T1～T3 構(gòu)成矩陣上。（內(nèi)置下拉電阻）10～12 T1～T3 定時(shí)信號(hào)驅(qū)動(dòng)端子 鍵盤(pán)矩陣的定時(shí)輸出端子13 CODE 用戶碼輸入端子 發(fā)射和接收用戶碼匹配的端子14 NonTEST 測(cè)試端子 使用時(shí)懸空15 Tx Out 發(fā)射輸出端子 38KHz 載波調(diào)制后的碼信號(hào)輸出接收部分主要實(shí)現(xiàn)紅外線信號(hào)的接收處理及與主機(jī)得傳送功能。市場(chǎng)上有不少的紅外接收芯片，本設(shè)計(jì)中的接收芯片只要實(shí)現(xiàn)紅外信號(hào)的接收，把串行信號(hào)轉(zhuǎn)化位并行信號(hào)，并進(jìn)行簡(jiǎn)單的信號(hào)處理，其中 P87LPC762 是以 51 為內(nèi)核一個(gè)紅外接收芯片，可以直接在 Keil C51 以上版本中編譯，最大限度上降低軟件接收部分設(shè)計(jì)難度。同時(shí)P87LPC762 是 20 引腳用于低數(shù)字計(jì)算及其應(yīng)用的高度集成微型控制器芯片，在實(shí)現(xiàn)無(wú)線接收的功能基礎(chǔ)上解決了很多低成本的問(wèn)題，為電路的設(shè)計(jì)減低成本。 在與計(jì)算機(jī) USB口通信部分，選擇合泰公司的 HT82K95E 芯片，HT82K95E USB OTP/Mask MCU 是 USB 產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)芯片，是一個(gè)多媒體鍵盤(pán)鼠標(biāo)譯碼控制芯片，是合泰公司專門為鼠標(biāo)和鍵盤(pán)打造，同時(shí)合泰公司為鼠標(biāo)和鍵盤(pán)的開(kāi)發(fā)者提供鼠標(biāo)各功能得源代碼及 USB 口的 傳送協(xié)議源代碼，直接可以在合泰公司的網(wǎng)站上下載到這些開(kāi)發(fā)原帶碼。P87LPC762 芯片介紹：內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 基于單片機(jī)的紅外線遙控鼠標(biāo)器設(shè)計(jì) 11 第 11 頁(yè) 共 51頁(yè)引腳圖HT82K95E 介紹內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖： 基于單片機(jī)的紅外線遙控鼠標(biāo)器設(shè)計(jì) 12 第 12 頁(yè) 共 51頁(yè)引腳圖：3 硬件電路設(shè)計(jì) 硬件部分設(shè)計(jì)主要有反射電路部分和接收電路部分組成。 基于單片機(jī)的紅外線遙控鼠標(biāo)器設(shè)計(jì) 13 第 13 頁(yè) 共 51頁(yè)信號(hào)發(fā)射部分放在使用者手中，用來(lái)發(fā)出控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多媒體講稿的遙控?？紤]到現(xiàn)有一般會(huì)議場(chǎng)合和授課場(chǎng)地的大小，則要求該控制信號(hào)能夠在距離目標(biāo)計(jì)算機(jī)約8米的范圍內(nèi)準(zhǔn)確無(wú)誤地操作多媒體講稿。使用了38KHz的紅外線信號(hào)，采用SC9148B 芯片進(jìn)行編碼發(fā)射?？梢援a(chǎn)生75種編碼方式。 振蕩電路 由于芯片內(nèi)含有一個(gè)由 CMOS 反相其構(gòu)成的自偏壓型放大器，當(dāng)外接陶瓷諧振器時(shí)，可很方便地構(gòu)成一個(gè)振蕩器。紅外傳輸時(shí)的載波的輸出頻率為 38KHZ，所以需要接一個(gè)455KHZ 精振。振蕩器一直處在停振狀態(tài) ，除非有 K1~K8 有按鍵按下，這樣就降低了功耗。 鍵盤(pán)輸入 通過(guò) 6 個(gè)鍵輸入端 K1~K6 和 3 個(gè)定時(shí)驅(qū)動(dòng)端 T1~T3 構(gòu)成 63 鍵盤(pán)矩陣，最多可放置18 個(gè)按鍵，取其中的 T1 和 K1~K6 組合、T2 和 K1 組合及 T3 和 K1 組合八個(gè)鍵作為無(wú)線鼠標(biāo)的鍵盤(pán)輸入。與 T1 相連的六個(gè)鍵可實(shí)現(xiàn)多重按鍵，各種不同的鍵組合均有不同輸出。所以取 T1 組合中的 K1~K4 為方向鍵上下左右鍵，當(dāng)有兩個(gè)鍵同事按下時(shí)如左和上同時(shí)按 基于單片機(jī)的紅外線遙控鼠標(biāo)器設(shè)計(jì) 14 第 14 頁(yè) 共 51頁(yè)下時(shí)鼠標(biāo)可沿著左上 45176。方向移動(dòng)。K7 是打開(kāi)文件后用來(lái)向下翻頁(yè)的鍵，K8 則是向上翻頁(yè)。 T1 T2 T3 K1 K2 K3 K4 K5 K6 （H） ( S1) (S2) 鍵盤(pán)分布圖發(fā)射指令由一個(gè)指令組成。一個(gè)指令由引導(dǎo)碼（3 位） ，連續(xù)碼（1 位） ，單發(fā)碼（2位）和鍵盤(pán)碼（6 位）組成。因此，一個(gè)指令字有 12 位。C1~C3 引導(dǎo)以適合多種模式。每種組合有三個(gè)裝態(tài)：0和 11，而 00 狀態(tài)不用。 “H”表示連續(xù)信號(hào)碼， “S1” 和“S2”表示單次發(fā)射信號(hào)碼。D1~D6 是 6 位鍵盤(pán)輸入數(shù)據(jù)碼。C1 C2 C3 H S1 S2 D1 D2 D3 D4 D5 D6引導(dǎo)碼 連續(xù)/單次發(fā)射碼 鍵輸入碼鍵與碼及其工作狀態(tài)的關(guān)系：數(shù)據(jù)鍵號(hào)H S1 S2 D1 D2 D3 D4 D5 D6工作狀態(tài)K1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 X 軸正方向移動(dòng)K2 1 0 0 0 1 0 0 0 0 X 軸負(fù)方向移動(dòng)K3 1 0 0 0 0 1 0 0 0 Y 軸正方向移動(dòng)1234567 8 基于單片機(jī)的紅外線遙控鼠標(biāo)器設(shè)計(jì) 15 第 15 頁(yè) 共 51頁(yè)K4 1 0 0 0 0 0 1 0 0 Y 軸負(fù)方向移動(dòng)KK31 0 0 1 0 0 1 0 0 X 軸正方向移動(dòng)、Y 軸正方向移動(dòng)KK41 0 0 1 0 0 0 0 1 X 軸正方向移動(dòng)、Y 軸負(fù)方向移動(dòng)KK31 0 0 0 1 0 1 0 0 X 軸負(fù)方向移動(dòng)、Y 軸正方向移動(dòng)KK41 0 0 0 1 0 0 0 1 X 軸負(fù)方向移動(dòng)、Y 軸負(fù)方向移動(dòng)K5 1 0 0 0 0 0 0 1 0 鼠標(biāo)器左鍵K6 1 0 0 0 0 0 0 0 1 鼠標(biāo)器右鍵K7 0 1 0 1 0 0 0 0 0 向下翻頁(yè) PagDownK8 0 0 1 1 0 0 0 0 0 向上翻頁(yè) PagUp編碼圖 傳送的波形1） “0”和“1”的區(qū)分正脈沖的占空比為 1/4 時(shí)，代表“0” ，正脈沖的占空比為 3/4 時(shí)，代表“1” 。 上圖所發(fā)射的一個(gè)完整的碼為（010100100100）無(wú)論是“0”還是“1” ，它們被發(fā)射時(shí)，正脈沖是被調(diào)制在 38kHz（振蕩頻率位455kHz 時(shí)）時(shí)的載波上，載波的占空比為 1/3，這樣有利減小功耗。2) .基本傳送的波形（fosc=455KHZ） C1~C3:用戶碼標(biāo)識(shí) H,S1,S2:連續(xù)/單發(fā)碼標(biāo)識(shí) K1~K6：鍵輸入標(biāo)識(shí) 基于單片機(jī)的紅外線遙控鼠標(biāo)器設(shè)計(jì) 16 第 16 頁(yè) 共 51頁(yè)每個(gè)發(fā)送周期按 CCCH、SSDDDDDD6 的次序串行發(fā)送，總長(zhǎng)度位 48a 傳送波形位如圖所示的 12 位的串列碼。其中 a 等于每個(gè)碼周期的 1/4,其計(jì)算方法是 a=（1/fsc）192(scd)3）單發(fā)碼波形 當(dāng)單發(fā)鍵按下時(shí)，如上圖所示的單碼發(fā)送兩遍，然后發(fā)送結(jié)束。4）連續(xù)碼波形 當(dāng)任何一個(gè)連續(xù)鍵按下時(shí)，碼被連續(xù)是傳送兩遍，間隔 208a 之后再送兩遍，以此重復(fù)。5）載波 為了增加紅外信號(hào)發(fā)送、接收的距離，一般要有 50~100mA 的電流通過(guò)紅外發(fā)送二極管。所以，從減少電池考慮，需盡可能的減少紅外發(fā)光管的導(dǎo)通時(shí)間。在沒(méi)有控制鍵按下時(shí)，紅外管不通。 在發(fā)送過(guò)程中，無(wú)論是單發(fā)碼還是連續(xù)碼的傳送，均用一個(gè)占空比為 1/3 的載波進(jìn)行調(diào)制，載波的頻率由振蕩頻率 fosc 決定的：fc=fosc/12(HZ),fc=38KHz at fosc=455KHz 基于單片機(jī)的紅外線遙控鼠標(biāo)器設(shè)計(jì) 17 第 17 頁(yè) 共 51頁(yè) 紅外發(fā)射電路當(dāng)有按鍵按下時(shí)，對(duì)應(yīng)的編碼串行從 TEST 輸出，當(dāng)編碼為“1”時(shí)，紅外激光管接通，發(fā)射紅外線。當(dāng)沒(méi)按鍵按下時(shí)沒(méi)有數(shù)據(jù)輸出，紅外管處于段開(kāi)狀態(tài)。 激光電路 基于單片機(jī)的紅外線遙控鼠標(biāo)器設(shè)計(jì) 18 第 18 頁(yè) 共 51頁(yè)當(dāng)按鍵 K9 按下時(shí)，激光燈接通。指示距離超過(guò) 20m，是一個(gè)理想的超長(zhǎng)的無(wú)形的教鞭。其中 R4 是電位器，用來(lái)調(diào)節(jié)紅外發(fā)光管中通過(guò)得電流大小，保證在不同得工作電壓（~）下，激光管能正常得工作。 1接收部分由解碼電路和譯碼電路組成。P87LPC762 把從紅外接收頭接收到的信號(hào)進(jìn)行解碼，并產(chǎn)生鼠標(biāo)控制信號(hào)，控制信號(hào)在 HT82K95E 芯片內(nèi)轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī) USB 口能夠接收的信號(hào)然后通過(guò) USB 口向 PC 機(jī)發(fā)送無(wú)線鼠標(biāo)的各個(gè)功能指令。最終實(shí)現(xiàn)無(wú)線遙控鼠標(biāo)控制功能。這種方案具有成本低處理靈活多變實(shí)時(shí)控制性能佳等的諸多優(yōu)點(diǎn)。 譯碼電路設(shè)計(jì) P87LPC762 的電源采用5V，由電腦USB口提供電源。紅外接受器接受到由SC9148 發(fā)出的經(jīng)過(guò)檢波去除38kHz 載波后的高電平為5V的方波信號(hào),下面是一個(gè)三端通用紅外接受器的內(nèi)部線路示意圖,內(nèi)部包含對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行整形的斯密特觸發(fā)器。 基于單片機(jī)的紅外線遙控鼠標(biāo)器設(shè)計(jì) 19 第 19 頁(yè) 共 51頁(yè)紅外接收頭圖輸出信號(hào)送到單片機(jī)的 INT1 輸入口，由 P87LPC762 解碼。光敏紅外二級(jí)管在接收紅外光時(shí)，也就是發(fā)送端高電平時(shí)光敏二極管段開(kāi)，也就是接收端為低電平，這樣只要時(shí)時(shí)檢測(cè)接收端的低電平，就可以判斷數(shù)據(jù)。接收的數(shù)據(jù)通過(guò)軟件進(jìn)行檢測(cè)，無(wú)需檢測(cè)電路，在芯片內(nèi)部就能夠獨(dú)立完成，確保數(shù)據(jù)傳送的穩(wěn)定。P87LPC762未接收到信號(hào)時(shí)，定時(shí)器處于停止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)發(fā)送端K1～K8有按鍵按下時(shí)，發(fā)射端的紅外發(fā)光二極管接通，向外發(fā)射紅外線，在接收中光敏發(fā)光二極管因觸發(fā)導(dǎo)通，觸發(fā)中斷，啟動(dòng)定時(shí)器。接收數(shù)據(jù)位，通過(guò)兩次中斷期間單片機(jī)定時(shí)器的計(jì)數(shù)來(lái)判斷是“0”，還是“1”，通過(guò)單片機(jī)內(nèi)的定時(shí)器及軟件程序，實(shí)現(xiàn)了對(duì)遙控接收預(yù)放大器解調(diào)出的串行遙控碼的解碼，并得到了并行二進(jìn)制遙控碼。把接收好的數(shù)據(jù)逐個(gè)的存在RedData中，前四位放在RedDataL的高四位中，后八位放在RedDataH中。接收好12位之后，接著接收重發(fā)碼，經(jīng)過(guò)逐個(gè)比較，如果兩次接收的數(shù)據(jù)完全一樣時(shí)則把數(shù)據(jù)存在RedData中。對(duì)上述紅外遙控系統(tǒng)的信息解碼通常需要完成以下幾點(diǎn)工作識(shí)別遙控信號(hào)的起始位識(shí)別“0”和“1”信號(hào)將串行碼轉(zhuǎn)換為并行碼識(shí)別正確的訂制編碼，防止其他遙控系統(tǒng)信號(hào)的干擾防止誤碼，設(shè)計(jì)誤碼檢測(cè) 基于單片機(jī)的紅外線遙控鼠標(biāo)器設(shè)計(jì) 20 第 20 頁(yè) 共 51頁(yè) 解碼電路 P87LPC762和HT82K95E之間數(shù)據(jù)傳送電路設(shè)計(jì) 通過(guò)軟件，把P87LPC762解碼后的數(shù)據(jù)與編碼表進(jìn)行對(duì)照，得出控制信號(hào)，通過(guò)P0 I/O口向HT82K95E的PA I/O發(fā)送控制信號(hào)，其中HT82K95E的PA I/O口每個(gè)端口表示一個(gè)控制鍵功能,功能表如下圖：按鍵 K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8功能 X軸正方向移動(dòng)X軸負(fù)方向移動(dòng)Y軸正方向移動(dòng)Y軸負(fù)方向移動(dòng)鼠標(biāo)器左鍵鼠標(biāo)器右鍵向下翻頁(yè)P(yáng)agDown向下翻頁(yè)P(yáng)agUPPA口 PA0 PA1 PA2 PA3 PA4 PA5 PA6 PA7PA口各位對(duì)應(yīng)的按鍵及功能表要實(shí)現(xiàn)一個(gè)功能時(shí)，只需在PA口的相應(yīng)位上置高電平就可以。當(dāng)有控制信號(hào)要從P87LPC762傳給HT82K95E時(shí)，先向HT82K95E的PC0口發(fā)送接收中斷信號(hào)，當(dāng)HT82K95E接讀完P(guān)A 口數(shù)據(jù)時(shí)，都是高電平觸發(fā)。這樣就完成兩芯片之間的控制信號(hào)傳送。 基于單片機(jī)的紅外線遙控鼠標(biāo)器設(shè)計(jì)