基于单片机一种无线幻灯片控制器设计
摘要： 幻灯片作为一种日常办公设备，因其易于显示而倍受青睐。传统的投影设备主要是通过有线控制，使用者只能通过鼠标来进行显示，而这种操作只能用于小型教室、办公室等场景，而对于某些大型的应用场景，则会产生一定的限制，从而影响到演示的效果。在教学和产品演示中， PPT和投影设备可以达到良好的演示效果。为了解决操作者在电脑面前不停地用鼠标来播放幻灯片的缺点，本论文提出一种结构简单、价格便宜、性能稳定的 PPT翻页控制器，它能够远程控制 PPT的播放。而红外线运用于通讯的主要原因是，它的电路结构简单，容易实现，在某些需要进行数据交换的地方，如果数据量不大，实时性也不高的时候，通过红外通讯，可以达到较低的故障率和高速率的信息传送。该方案利用单片机构成了红外发送和译码的电路，通过 USB接口PDIUSBD12来完成 USB器件的计数和数据传送，并通过 USB总线与 PC进行通讯，从而实现 PPT的翻页和热插拔。此控制器可以极大地提高 PPT演讲者和听众之间的沟通能力。针对传统的幻灯片控制器，利用无线装置连接使用者和播放机之间的距离，实现远程操作，与传统的幻灯片控制器相比，本设计的幻灯片显示效果更佳。
关键词： 无线通信 编码/解码 USB通信 无线放映
Design of Wireless Slide Controller Based on Single Chip Microcomputer
Abstract: As an everyday office device, slideshows are favored for their ease of display. The traditional projection equipment is mainly controlled by wire, and the user can only display it through the mouse, and this operation can only be used in small classrooms, offices and other scenarios, and for some large-scale application scenarios, there will be certain restrictions. , thus affecting the effect of the presentation. In teaching and product demonstration, PPT and projection equipment can achieve good demonstration effect. In order to solve the shortcoming that the operator keeps using the mouse to play slides in front of the computer, this paper proposes a PPT page-turning controller with simple structure, low price and stable performance, which can remotely control the PPT playback. The main reason for infrared communication is that its circuit structure is simple and easy to implement. In some places where data exchange is required, if the amount of data is not large and the real-time performance is not high, infrared communication can achieve a lower failure rate and high rate of information transfer. The scheme uses a single-chip microcomputer to form an infrared sending and decoding circuit, completes the counting and data transmission of the USB device through the USB interface PDIUSBD12, and communicates with the PC through the USB bus, so as to realize the page turning and hot plugging of the PPT. This controller can greatly improve the communication between PPT speakers and audience. Aiming at the traditional slide controller, the wireless device is used to connect the distance between the user and the player to realize remote operation. Compared with the traditional slide controller, the designed slide show has better effect.
Key words: Wireless communication encoding/decoding USB communication
目录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景及意义 1
1.2课题研究内容 2
1.3本章小结 3
第二章 系统方案设计 4
2.1系统可行性分析 4
2.2 系统问题分析 4
2.3 系统控制框架 5
2.4主控制器方案 5
2.5无线方案设计 7
2.6数据上传方案设计 7
第三章 系统的硬件电路设计 9
3.1单片机最小系统电路 9
3.1.1单片机电路 9
3.1.2晶振电路 10
3.1.3复位电路 11
3.2稳压电源电路 12
3.3无线通信电路 13
3.4USB通信电路 14
3.5按键电路设计 16
第四章 系统软件设计 18
4.1软件整体设计 18
4.2无线通信软件设计 19
4.3按键部分软件设计 21
4.4 USB通信部分软件设计 22
第五章 系统测试 24
5.1软件调试 24
5.2硬件测试 24
结论 24
致 谢 30
参考文献： 31
附录 33
第一章 绪论
1.1课题研究的背景及意义
中国古代已经有了投影技术的雏形，不但有文字记录，也有很多的实物证据，如皮影戏、花灯等，其中有些已经被列为非物质文化遗产，深受世界各国的喜爱，可以说，这种自西汉时期就已经流行起来的艺术形式，便是投影机的经典版本。1640年是一个特殊的时期，奇瑟利用光源和镜子的反光原理，把一系列的图像反射到墙壁上。幻灯机的发明是在1646年由耶稣学者柯彻首先记录下来的。现代幻灯片最早是利用CRT（CRT）技术制作的，在1950年代早期，第一部彩色CRT幻灯片被广泛应用在商业航班上，以播放乘客指南和娱乐节目。80年代，电脑技术的飞速发展，使其在会议室、礼堂、影院等场所得到了越来越多的应用。CRT幻灯机是一种利用高亮度CRT照相装置制作的录像机，利用位于CRT前面的透镜对着荧光机进行聚焦和放大。大部分的CRT幻灯片都是彩色的，并且有三个独立的CRT，它们分别对输入的视频信号中的红、绿、蓝三个区域进行处理，然后把它们传送给CRT,CRT的影像通过镜头对焦，从而得到整个画面。
21世纪是人类社会发展的新阶段，也是人类走向自动化的新时期。当今社会，信息为人们提供了多种方便。人类已经可以使用各种现代的工具来改变各自的生活，特别是今天，随着人工智能的普及，人类正在寻求一种可以极大解放劳动力的生活方式。比起现在的社会，人类的生活水平要高出太多太多了，比起传统的生活方式，人们更愿意利用现代的科技来改善自己的生活。现在的社会，信息化的发展，让人们的生活变得更加的丰富多彩，他们的工作成本也越来越低，工作的效率也越来越高。然而，就当前的社会状况来看，整个人类还处在一个智力初级阶段。现在，人们可以使用现代的交通工具，来解决生活中的一些问题，例如：交通方式的进步，休闲的方式的多样化。不过，这些智能设备都是从宏观层面上看的，主要针对的是大型的活动，而智能设备在人们的日常生活中，并没有太多的普及，整个人类的社会，都还停留在一个相对落后的，传统的工业时代。因此，今天的智能社会中还有很大的发展空间，在今天的大学生中，也同样有很大的发展空间。
现代幻灯片技术已由单纯追求幻灯片的高清晰度转变为既要有高质量的幻灯片，又要有更高的能源利用率。现代幻灯片显示技术是一项集光、机、电于一体的高新技术，虽然呈现的形式多种多样，但幻灯片的基本系统可以看作是光源，光学照明系统，空间光调制器，幻灯片的物镜和荧幕系统。由于光学系统的设计手段的改进以及光学元件的生产技术的飞速发展，使幻灯显示技术得到了极大的发展。在现代幻灯片中，以小型平面显示为主，它具有高分辨率、大屏幕、多动态、低成本等优点。由于使用了光学投影放大技术，使显示设备体积缩小，成本降低，因而易于应用。这种显示技术也就是所谓的微显幻灯片，它主要包括三大幻灯片技术，即幻灯片，LCOS（LCOS）和DLP幻灯片，这些幻灯片技术已不是对传统的电视幻灯片技术的更新，而是一种全新的数码系统整合技术。幻灯片机的主要用途是液晶的光电效应，它是一种光调制的现象，即在外部电场的作用下，液晶分子的排列位置会发生改变，使其光化学特性发生改变。幻灯片机主要由三个部分组成。单片机采用一块多晶硅面板将三种颜色融合在一起，在荧光屏上进行空间混色，具有体积小、携带方便、价格低廉等优势，但由于其单色液晶的开孔率低、粒度大等缺陷，已基本上被淘汰。为了显示图象，使用一种金属卤素灯或一种冷光源UHP（UHP）发射的白色光，然后用一种棱镜或一组二向色滤光器把光投射到三块多晶硅板上，以使R（红）、G（绿）、B（蓝）组成的视频，然后经棱镜汇集，由幻灯片透镜投影到荧光屏上，从而输出一副彩色图片。开启和关闭的象素可以创造出不同的色彩和暗影。
目前，应用最为广泛的是单片机的开发和设计。该系统的逻辑部分由单片机控制，由单片机实现。存储器包括RAM和ROM的读写速率，而计时器就是一个能够简化大量逻辑开发和处理的好办法。单片机的问世，极大地改变了电子技术的发展，使得许多电子产品的开发变得简单和简单。汽车，玩具，电动汽车，智能硬件，工业自动化，移动电话，都有单片机的应用。幻灯片作为一种日常办公设备，因其易于显示而倍受青睐。传统的幻灯片设备主要是通过有线控制，使用者只能通过鼠标来进行显示，而这种操作只能用于小型教室、办公室等场景，而对于某些大型的应用场景，则会产生一定的限制，从而影响到演示的效果。本设计针对传统的幻灯片控制器，利用无线装置将使用者与播放机连接起来，从而达到远程操作的目的。
1.2课题研究内容
现代幻灯片显示技术经历了几十年的发展，从最开始的CRT幻灯片到现在的超短焦投影技术，不仅有着元器件上的进步，更多的是设计方式、方法的创新进步，带领我们将幻灯片的尺寸向着小型化轻量化的方向发展。目前市面上幻灯片应用较为广泛的是采用自由曲面对画面进行放大呈现，但自由曲面不论从设计优化，到制造加工，再到装调检测都对设计人员及设计技术有着极高的要求，同时工期较长，成本倍增，目前市面上在售的幻灯片，动辄几千上万元，更有一些品质较为优秀的产品甚至能接近10万元，这样在人们选择的时候就会受到很多的限制。究其主要原因多是因为自由曲面的成本问题，由于其不规则的形状，导致良品率下降，使得很多厂商不得不在产品上追回成本。因此本文旨在使用抛物面反射镜代替自由曲面反射镜，从而达到降低成本的目的。
本设计中的幻灯片控制器的整个系统包括了发射、接收两个部分,PT2262的发射端回路包扩PT2262和单片机,PT2272与单片机组成，接收端通过远程控制语句将命令传送给接收机,PT2272对其进行译码，然后把译码后的指令送到单片机进行处理，单片机通过PDIUSBD12模块向PC机发送命令，PC机则负责调试。整个系统由传输电路、接收电路、单片机控制电路、USB适配电路和PC机组成。总体上，论文的主要内容包括：
1.本系统无线通讯线路的设计。论文首先调查了几种常用的无线通讯模块，并对它们所使用的通讯协议进行了对比和分析，最后提出了本论文的选型，最后选用PT2262/PT2272作为无线传输和接收电路的设计。这两个模块具有统一的通讯接口，便于与单片机进行连接，从而使研究工作变得简单。
2. USB通讯电路的设计。当接到PT2272的命令时，该单片机把命令信息传送到微型计算机进行操作，鉴于单片机不能直接与PC通信，本文采用USB接口，采用PDIUSBD12芯片实现与PC的通信。
经过试验验证，该方案能够很好的完成幻灯片的无线传输，有效射程可达100多米，特别适用于大规模的应用场合。
1.3本章小结
这一章着重介绍了目前国内关于幻灯片式无线控制器的设计状况，并对其通讯协议、 USB通讯线路的主要功能进行了分析和设计，为之后的设计工作提供参考。
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