2024年3月23日发(作者：银冬卉)
２们。年５月
第５期
电子漏 斌
ＴＥＳＴ
Ｍａｙ．２０１０
Ｎｏ．５
基于ＰＰＴ演示的无线放映控制器设计
郭平平，崔志琴
（中北大学信息与通信工程学院，太原０３００５１）
摘要：在教学、产品演示中，将ＰＰＴ与投影仪配合使用，有很好的放映效果。针对操作者需要不断地在计算
机前操作鼠标才能实现幻灯片的放映这一不便之处，本文设计了一种结构简单，成本低廉，性能可靠的无线
鼠标控制器，控制ＰＰＴ的放映。系统采用红外遥控编解码芯片来构建红外线发射电路和硬件解码电路，采用
５１单片机￣ＨＵＳＢ接口芯片ＰＤＩＵＳＢＤ１２来实现ＵＳＢ设备的枚举和数据传送，进而与主机通信。实验结果表明：
该无线放映控制器的传输速率高、抗干扰能力强、可靠性高。该控制器大大增强了ＰＰＴ演示时的人机交互性
能。
关键词：无线遥控；鼠标；单片机
中图分类号：ＴＰ２７３＋．５ 文献标识码：Ｂ
Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｍｏｕｓｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ＰＰＴ
ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ
Ｇｕｏ Ｐｉｎｇｐｉｎｇ，Ｃｕｉ Ｚｈｉｑｉｎ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎｏｒｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＣｈｉｎａ，Ｔａｉｙｕａｎ Ｓｈａｎｘｉ ０３００５１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｅ ｓｃｈｏｏｌ ｔｅａｃｈｉｎｇ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ，ｃｏｏｒ￣ｎａｆｏｎ ｕｓｉｎｇ ＰＰＴ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｊ ｅｃｔｉｎｇ ａｐｐａｒａｔｕｓ，
ｈａｓ ｇｏｏｄ ｓｈｏｗｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ．Ｉｎ ｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｏｒ ｎｅｅｄ ｔＯ ｏｐｅｒａｔｅ ｔｈｅ ｍｏｕｓｅ ｕｎｃｅａｓｉｎｇｌｙ ｂｅｆｏｒｅ ｔｈｅ ｃｏｍｐｕｔｅｒ．Ｔｈｅ
ｐａｐｅｒ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｔｈｅ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｍｏｕｓｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｏｆ ｓｉｍｐｌｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｌｏｗ ｃｏｓｔ ａｎｄ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ
ｕｓｅｄ ｔｈｅ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｒｅｍｏｔｅ ｃｏｄｅ ｃｈｉｐ ＰＴ２２６２／２２７２ ｔＯ ｂｕｉｌｄ ｉｎｆｒａ—ｒｅｄ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ ａｎｄ ｈａｒｄｗａｒｅ ｄｅｃｏｄｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔ，ｕｓｉｎｇ
ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏＨｅｒ ５１ ａｎｄ ＵＳＢ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｃｈｉｐ ＰＤＩＵＳＢＤ１２ ｔｏ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ ＵＳＢ ｄｅｖｉｃｅ ｅｎｕｍｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄａｔａ ｔｒａｎｓｆｅｒ
ａｎｄ ｔｈｅｎ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｈｏｓｔ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ：ｔｈｅ ｓｈｏｗｓ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｂｅ ｏｆ ｈｉｇｈ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｐｅｅｄ，ｓ￣ｏｎｇ
ａｎｔｉｊａｍｍｉｎｇ ａｂｉｌｉｔｙ，ｈｉｇｈ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｙ，ｔｔｈｅ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ ｒａｎｇｅ ｉｓ ｂｉｇｇｅｒ ｈａｔｎ ２０ ｍｅｔｅｒｓ．Ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｗａｓ ｇｒｅａｔｌｙ ｅｎｈａｎｃｅｄ
ｈｕｍａｎ——ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｗｈｅｎ ＰＰＴ ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；ｍｏｕｓｅ；ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ
２ｏ１ｏ．５
０引言
众所周知，ＰＰＴ在多媒体教学、工作汇报、广
比，选用台湾普城公司生产的适于红外线和无线遥
控的集成电路芯片ＰＴ２２６２／２２７２。它由低功耗高速
ＣＭＯＳ工艺制造；将载波振荡、编码、发射集于一
告宣传、产品演示等方面应用广泛，成效显著。但是，
体；价位底，抗干扰性好，外围电路简单，工作电
在使用该软件时，操作人员需要不断地在计算机前
通过操作鼠标来实现幻灯片的连续放映，给操作人
员带来很多不便。为了增强演示场合中的人机交互
性能，设计了模拟鼠标按键的无线控制器。系统采
用红外遥控编解码芯片ＰＴ２２６２／２２７２来构建红外线
发射电路和硬件解码。在ＵＳＢ控制模块则采用ｓｌ
单片机与ＵＳＢ接口芯片ＰＤＩＵＳＢＤ１２来实现ＵＳＢ
设备的枚举和数据传送。ＵＳＢ２．０口的传输速率是
４８０Ｍｂｐｓ，有即插即用和热插拔功能，ＵＳＢ接口
提供内置电源，可以向外设提供５Ｖ和最多５００ｍＡ
的电源。给单片机控制系统加一个红外线遥控接
口，用手持红外遥控器来辅助或代替鼠标键盘的操
作，给操作者带来了极大的方便。该控制器适用于
Ｗｉｎｄｏｗｓ９８／２０００／ＸＰ各种系统，使用方便，成本低廉，
易于实现，能够在较大的范围内长时间使用。
１系统硬件设计
系统的硬件电路设计主要包括２大模块：红外
线发射模块，即遥控器电路和红外线接收电路模块。
电路原理图如图１、２所示。
红外线发射模块选用红外编码芯片ＰＴ２２６２ 构
成遥控电路，通过按下矩阵键盘来模拟鼠标的上下
左右移动，按键同时，红外发射管发射红外线信号。
红外接收电路模块通过硬件解码芯片ＰＴ２２７２接收
信号，选用ＡＴ８９Ｃ５１单片机作为微处理器发送数
据到ＵＳＢ接口芯片ＰＤＩＵＳＢＤ１２。接口芯片将信息
格式化后上传给计算机，进而控制ＰＰＴ的放映。
在能够满足功能要求的前提下，综合考虑性价
巴
压范围宽２．６～１５Ｖ。ＰＴ２２６２的精密振荡器只需要
在ＯＳＣ１与ＯＳＣ２之间外接一个电阻即可，振荡频
率随振荡电阻的变化而变化ｎ 。ＰＴ２２６２／２２７２最多
可有ｌ２位（Ａ０一Ａｌ１）三态地址端管脚（１，０，高阻
态），任意组合可提供５３１４４１种地址码；最多可有６
位（ＤＯ～Ｄ５）数据端管脚，设定的地址码和数据码从
１７引脚串行输出，用于无线遥控发射电路。
图１红外线发射模块
图２红外线接收电路模块
１．１鼠标控制器遥控方式的选择
遥控器电路采用红外发光二极管发出已调制的
红外光波，以频率为３８ｋＨｚ的脉冲编码发送出去倥 。
红外接收电路是集接收放大于一体的红外接收管，
地址输入端需要跟与其配对使用的发送端芯片的设定
它能够将红外信号直接转化为相应的电信号。
状态—致。由于ＰＴ２２６２发射时至少发射４组字码，而
第一组字码容易受到零电平的干扰产生误码，所以解
１。２控制器收发芯片特性
码时只有在连续两次检测到与自己相同的地址码和数
１２１芯片编码问题
据码时，才会默认为收到正确的遥控信号，通过把数
当发射使能端ＴＦ．低电平时有效，Ｄｏｕｔ串行 据码中的“ｌ”对应的数据输出端置为高电平同时驱动
输出由地址位和数据位的不同状态而决定的编码。
ＶＴ端由低电平变高，完成解码。
ＰＴ２２６２发送的编码格式如图３所示；ＰＴ２２６２有
３种编码：ｌ，０和悬空，每组发送ｌ２位３态数据，
１．３ ＵＳＢ控制模块的实现
每位数据有２种宽度脉冲，脉宽分别为４９０ Ｓ和
采用５ｌ单片机陋 与ＰＤＩＵＳＢＤ１２来实现ＵＳＢ
１６５ Ｓ，不同的脉冲组合对应不同的编码。每一个 的控制口卅，如图５所示。
数据位的宽度约为１．３ｍｓ，每组１２位数据的总宽度
具体实现为：当编码芯片ＰＴ２２６２有按键按下
约为１６ｍｓ。每次发射时，共发送４次编码，每次编
时，红外发射管发送数据至ＰＴ２２７２，ＰＴ２２７２解码
码都由５ｍｓ宽度的低电平分开，而１６ｍｓ的编码是
出数据后，等待单片机的读取。若没有按键时，则
由Ａ０～Ａｌｌ等ｌ２个码组成，
ＰＴ２２７２的数据为０。在定时器０中断的中断服务
低位在前，高位在后。ＰＴ２２６２所发射的每一
程序中，读出ＰＴ２２７２解码出来的按键信息，将
帧码都含有一个引导脉冲头，用户编码和键数据原 其变换成控制相应按键的ＵＳＢ键盘数据流，通过
码反码 。引导码由一个１６ｍｓ的载波波形和５ｍｓ ＰＤＩＵＳＢＤ１２的端点２将数据传递至主机，从而实
的中断时间构成。当微处理器接收信号时，能有效 现一次相应的控制。因为端点２的中断和定时器０
处理码的接收和检测其它各项控制之间的关系。为
的中断是循环进行，所以也就能实时地读取到键盘
了减少系统误码率，原码与反码同时传送。图４给 的信息完成无线电脑遥控的目的。
出了ＰＴ２２６２位“０”、“ｌ”、“悬空”、及其“同步”
的编码位脉冲波形。
２软件设计
｜６ｍｓ
５ｍｓ
第…次编码发送● ３８ＫＩｔｚ ｃａｎｉｅｒ
系统软件采用模块化设计，层层嵌套，由总控
图３ ＰＴ２２６２发射脉冲编码格式
程序分别调用子功能模块实现系统整体功能。这里
主要介绍单片机与ＵＳＢ接口芯片ＰＤＩＵＳＢＤ１２间的
删ｍ山ｕｉｉｌｌ山ＪｉｌＩｌＩｊＩＩｕＩ删ｕＬ＿一
编程及微机对接口芯片的控制。当单片机ＡＴ８９Ｃ５１
ｌｊｉ扛且口ｉＩＬ一一—— 删ｌｌｌＪｌｉｉｌ蛐衄蛐删ｌｌＪｌ删Ｉｌｌｌｕ廿【 ～一
ｒ －－－－４
ＩＩｌＩ山山叫Ｕ
有脉冲接收时，主程序通过读取ＰＴ２２７２的ＶＴ端是
图４ ＰＴ２２６２编码位脉冲波形
否置位，即可判断是否由地址码相同的ＰＴ２２６２发出，
１．２．２红外遥控的解码问题
如果相同，说明有按键按下，这一过程由ＰＴ２２７２
本设计采用硬件解码芯片ＰＴ２２７２将红外接收
的ＶＴ端反向后接到ＡＴ８９Ｃ５１的外部中断０来完
头的二进制编码波形解码还原出发送端的数据。其中，
成，在中断服务程序中标志硬件解码成功。流程图
２Ｄ１０．５
Ｔｅｓｔ Ｄ，ｓ＆Ｓｏｌｕｔｉｏｎ
如图６所示。ＡＴ８９Ｃ５１集有串口，对其使用ｃ语言
编程，通信数据帧格式设置为：开始位一数据位一
开发环境下利用对ＲＳ２３２加以封装的串口控件，用
ＶＢ语言实现数据的收发 。计算机接收接口芯片
校验位，对串口进行通信前首先对ＵＳＡＲＴ初始化。
ＰＤＩＵＳＢＤ１２的控制信息关键步骤有：①在工具箱
单片机内部自带串口发送缓冲寄存器，因此，初始
化后，只要将数据发送至缓冲寄存器即可。关键代
添加控件，生成一个串口操作对象；②对串口设置
合适的波特率、数据位、停止位、校验位及其校验位。
码：①ＳＢＵＦ＝，存发送数据；②ｗｈｉｌｅ（ＴＩ＝０），即数据
③设置数据为二进制形式存取，每接收到一个字符
发送完毕；③ＴＩ＝０，发送完清空标志。
图５接口芯片ＰＤＩＵＳＢＤ１２控制和传送原理图
图６单片机控制流程图
计算机与接口芯片间的通信时，首先识别
ＵＳＢ，并对ＵＳＢ进行初始化，接着对定时器０初
始化，通过定时器０查询是否有中断。如果没有中
断，再回到定时器０初始化，如果产生了中断，则
读取ＵＳＢ中断寄存器的值，定时器中断子程序如
图７所示。将接口芯片虚拟成—个ＣＯＭ口，在ＶＢ
巴
都触发接收事件。
定时釉中断
‘ ’’’ ’’。。。。。。。。。。
ｌ。。。。。。。。。。。。——
’
ｌ 开锁存器
ｌ读取ＰＴ２２７２数据
中断返回
图７定时器０中断流程图
３实验与结论
系统将ＵＳＢ接口芯片和红外编解码遥控电路模
块组合，进而实现低成本高性能的无线鼠标控制器。
实验结果表明：该控制器具有全方位遥控的特点，
传输距离为２５米。传输速率高（可达９２１．６Ｋｂｐｓ），
与计算机通信采用ＵＳＢ２．０接口，硬件有即插即用
和热插拔功能。程序代码在Ｗｉｎｄｏｗｓ９８／ＸＰ、ＶＢ环
境下调试全部通过。
本文针对经常需要外出进行演讲、演示的专
业人士，电化教学及学术会议而设计，无线放映
控制器设计合理，内部性能较强，是一款为演讲
者专门打造的“鼠标”。使用红外线遥控器控制
ＰＰＴ的翻页，使用方便、成本低、易于实现、具
有很强的实用价值。
（下转８５页）
２ｏ１０．５
图ｌ０为Ｉ、Ｑ信号经数字上变频后最终形成的 【２】 熊于菽，吴玉成．ＧＭｓＫ调制解调技术研究【Ｄ】．重庆：
ＧＭＳＫ中频信号重庆大学，２００７．
［３】樊昌信等．通信原理［Ｍ］．２版．北京：国防工业出版
社，２００１．
【４】陈亮，韩方景．ＧＭＳＫ调制器的ＦＰＧＡ实现【Ｊ】．微计
图１０ ＧＭＳＫ中频信号
算机信息，２００７，２３（２９）．
【５】王振伟，韩方景．短波调频ＧＭＳＫ传输的关键技术
３结论
研究［Ｄ］．长沙：国防科学技术大学，２００６．
【６】 姜宇柏，黄志强等．通信收发信机的Ｖｅｒｉｌｏｇ实现与
本文结合ＧＭＳＫ调制技术的原理及特点，给出
仿真［Ｍ】．北京：机械工业出版社，２００６．
了基于软件无线电结构，ＭＡＴＬＡＢ实现ＧＭＳＫ通
［７】单亚娴，王华，匡镜明，一种基于软件无线电的通
信发射机的一种详细实现方案，并对其关键模块的
用调制器的设计和实现ｆＪ１．通讯与电视，２００４（２）．
实现进行了详细分析和信号仿真。ＧＭＳＫ具有恒定
［８］ Ｃ Ｌａｍ，ｅｔ ａｌ，Ｓｅｃｕｒｅ Ｇｌｏｂａｌ Ｒｏａｍｉｎｇ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｆｏｒ
包络特性，功率效率高。正交调制可获得更好的性能，
ＳＤＲ，２００３．９
这种高频谱效率高抗噪性能的调制方法，在软件无
线电中的应用得到证实。
作者简介：陈淑融。硕士研究生。主要研究方向为
虚拟仪器在通信信息系统中的应用。
参考文献
Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｓｒｌ ７ｊｙ＠１ ２６．ｃｏｍ
王勇，教授，博士，实验中心主任。主要研究方向
［１】蒋济懋，李绍荣．基于软件无线电的ＧＭＳＫ通信收
为虚拟仪器，测量与控制技术，各类通信网监测。监控
发机及其ＦＰＧＡ实现【Ｊ】．信息技术，２００９（９）．
与管理ｏ Ｅ—ｍａｉｌ：ｗａｎｇｙｏｎｇ＠ｎｊｕｐｔ．ｅｄｕ．ｃｎ
（上接８０页）
【５】崔占琴，薛宏．专用编解码集成电路及其应用研究［Ｊ】 ．
参考文献
电测与仪表，２００６（１０）：６４—６７．
【６］ 王小平．智能无线报警系统的设计与实现ｆＪ】＿河北大
【１］王晓东．用软、硬件结合的方法实现对ＰＴ２２６２的解
学学报：自然科学版．２００２，２２（３）：２１—２４．
码［Ｊ】．山西电子技术，２００８，６（３０）：３９—４２．
【７］邬伟奇．ＰＴ２２６２编码芯片的软件解码【Ｊ】．微计算机
【２］ 张爱全．红外遥控的基本原理和应用范围［Ｊ１．山西电 信息，２００４，７（２０）：４２—４５．
子技术，２００３（６）：４０—４１．
［８】范逸之等．Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ与ＲＳ一２３２串行通信控制【Ｍ】．
［３］李密，吕钊．一种由单片机实现的远程控制系统设计 北京：中国青年出版社，２００２．
［Ｊ１．微计算机信息，２００３（８）：４６—４７．
作者简介：郭平平。硕士研究生。主要研究方向为
【４】刑文生，杜冬高，李希臣．ＵＳＢ２．０接口的ＰｏｗｅｒＰｏｉｎｔ无
通信与信息系统。
线蝴 器 ．微｛俐信息２００７，２３（９）：１４０－１４２．
Ｅ－ｍａｉｌ：ｇｕｏｐｉｎｇ２
—
８＠１ ２６．ｃｏｍ ・
2024年3月23日发(作者：银冬卉)
２们。年５月
第５期
电子漏 斌
ＴＥＳＴ
Ｍａｙ．２０１０
Ｎｏ．５
基于ＰＰＴ演示的无线放映控制器设计
郭平平，崔志琴
（中北大学信息与通信工程学院，太原０３００５１）
摘要：在教学、产品演示中，将ＰＰＴ与投影仪配合使用，有很好的放映效果。针对操作者需要不断地在计算
机前操作鼠标才能实现幻灯片的放映这一不便之处，本文设计了一种结构简单，成本低廉，性能可靠的无线
鼠标控制器，控制ＰＰＴ的放映。系统采用红外遥控编解码芯片来构建红外线发射电路和硬件解码电路，采用
５１单片机￣ＨＵＳＢ接口芯片ＰＤＩＵＳＢＤ１２来实现ＵＳＢ设备的枚举和数据传送，进而与主机通信。实验结果表明：
该无线放映控制器的传输速率高、抗干扰能力强、可靠性高。该控制器大大增强了ＰＰＴ演示时的人机交互性
能。
关键词：无线遥控；鼠标；单片机
中图分类号：ＴＰ２７３＋．５ 文献标识码：Ｂ
Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｍｏｕｓｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ＰＰＴ
ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ
Ｇｕｏ Ｐｉｎｇｐｉｎｇ，Ｃｕｉ Ｚｈｉｑｉｎ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎｏｒｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＣｈｉｎａ，Ｔａｉｙｕａｎ Ｓｈａｎｘｉ ０３００５１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｅ ｓｃｈｏｏｌ ｔｅａｃｈｉｎｇ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｔ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ，ｃｏｏｒ￣ｎａｆｏｎ ｕｓｉｎｇ ＰＰＴ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｊ ｅｃｔｉｎｇ ａｐｐａｒａｔｕｓ，
ｈａｓ ｇｏｏｄ ｓｈｏｗｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ．Ｉｎ ｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｏｒ ｎｅｅｄ ｔＯ ｏｐｅｒａｔｅ ｔｈｅ ｍｏｕｓｅ ｕｎｃｅａｓｉｎｇｌｙ ｂｅｆｏｒｅ ｔｈｅ ｃｏｍｐｕｔｅｒ．Ｔｈｅ
ｐａｐｅｒ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｔｈｅ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｍｏｕｓｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｏｆ ｓｉｍｐｌｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｌｏｗ ｃｏｓｔ ａｎｄ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ
ｕｓｅｄ ｔｈｅ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｒｅｍｏｔｅ ｃｏｄｅ ｃｈｉｐ ＰＴ２２６２／２２７２ ｔＯ ｂｕｉｌｄ ｉｎｆｒａ—ｒｅｄ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ ａｎｄ ｈａｒｄｗａｒｅ ｄｅｃｏｄｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔ，ｕｓｉｎｇ
ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏＨｅｒ ５１ ａｎｄ ＵＳＢ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｃｈｉｐ ＰＤＩＵＳＢＤ１２ ｔｏ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ ＵＳＢ ｄｅｖｉｃｅ ｅｎｕｍｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄａｔａ ｔｒａｎｓｆｅｒ
ａｎｄ ｔｈｅｎ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｈｏｓｔ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ：ｔｈｅ ｓｈｏｗｓ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｂｅ ｏｆ ｈｉｇｈ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｐｅｅｄ，ｓ￣ｏｎｇ
ａｎｔｉｊａｍｍｉｎｇ ａｂｉｌｉｔｙ，ｈｉｇｈ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｙ，ｔｔｈｅ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ ｒａｎｇｅ ｉｓ ｂｉｇｇｅｒ ｈａｔｎ ２０ ｍｅｔｅｒｓ．Ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｗａｓ ｇｒｅａｔｌｙ ｅｎｈａｎｃｅｄ
ｈｕｍａｎ——ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｗｈｅｎ ＰＰＴ ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；ｍｏｕｓｅ；ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ
２ｏ１ｏ．５
０引言
众所周知，ＰＰＴ在多媒体教学、工作汇报、广
比，选用台湾普城公司生产的适于红外线和无线遥
控的集成电路芯片ＰＴ２２６２／２２７２。它由低功耗高速
ＣＭＯＳ工艺制造；将载波振荡、编码、发射集于一
告宣传、产品演示等方面应用广泛，成效显著。但是，
体；价位底，抗干扰性好，外围电路简单，工作电
在使用该软件时，操作人员需要不断地在计算机前
通过操作鼠标来实现幻灯片的连续放映，给操作人
员带来很多不便。为了增强演示场合中的人机交互
性能，设计了模拟鼠标按键的无线控制器。系统采
用红外遥控编解码芯片ＰＴ２２６２／２２７２来构建红外线
发射电路和硬件解码。在ＵＳＢ控制模块则采用ｓｌ
单片机与ＵＳＢ接口芯片ＰＤＩＵＳＢＤ１２来实现ＵＳＢ
设备的枚举和数据传送。ＵＳＢ２．０口的传输速率是
４８０Ｍｂｐｓ，有即插即用和热插拔功能，ＵＳＢ接口
提供内置电源，可以向外设提供５Ｖ和最多５００ｍＡ
的电源。给单片机控制系统加一个红外线遥控接
口，用手持红外遥控器来辅助或代替鼠标键盘的操
作，给操作者带来了极大的方便。该控制器适用于
Ｗｉｎｄｏｗｓ９８／２０００／ＸＰ各种系统，使用方便，成本低廉，
易于实现，能够在较大的范围内长时间使用。
１系统硬件设计
系统的硬件电路设计主要包括２大模块：红外
线发射模块，即遥控器电路和红外线接收电路模块。
电路原理图如图１、２所示。
红外线发射模块选用红外编码芯片ＰＴ２２６２ 构
成遥控电路，通过按下矩阵键盘来模拟鼠标的上下
左右移动，按键同时，红外发射管发射红外线信号。
红外接收电路模块通过硬件解码芯片ＰＴ２２７２接收
信号，选用ＡＴ８９Ｃ５１单片机作为微处理器发送数
据到ＵＳＢ接口芯片ＰＤＩＵＳＢＤ１２。接口芯片将信息
格式化后上传给计算机，进而控制ＰＰＴ的放映。
在能够满足功能要求的前提下，综合考虑性价
巴
压范围宽２．６～１５Ｖ。ＰＴ２２６２的精密振荡器只需要
在ＯＳＣ１与ＯＳＣ２之间外接一个电阻即可，振荡频
率随振荡电阻的变化而变化ｎ 。ＰＴ２２６２／２２７２最多
可有ｌ２位（Ａ０一Ａｌ１）三态地址端管脚（１，０，高阻
态），任意组合可提供５３１４４１种地址码；最多可有６
位（ＤＯ～Ｄ５）数据端管脚，设定的地址码和数据码从
１７引脚串行输出，用于无线遥控发射电路。
图１红外线发射模块
图２红外线接收电路模块
１．１鼠标控制器遥控方式的选择
遥控器电路采用红外发光二极管发出已调制的
红外光波，以频率为３８ｋＨｚ的脉冲编码发送出去倥 。
红外接收电路是集接收放大于一体的红外接收管，
地址输入端需要跟与其配对使用的发送端芯片的设定
它能够将红外信号直接转化为相应的电信号。
状态—致。由于ＰＴ２２６２发射时至少发射４组字码，而
第一组字码容易受到零电平的干扰产生误码，所以解
１。２控制器收发芯片特性
码时只有在连续两次检测到与自己相同的地址码和数
１２１芯片编码问题
据码时，才会默认为收到正确的遥控信号，通过把数
当发射使能端ＴＦ．低电平时有效，Ｄｏｕｔ串行 据码中的“ｌ”对应的数据输出端置为高电平同时驱动
输出由地址位和数据位的不同状态而决定的编码。
ＶＴ端由低电平变高，完成解码。
ＰＴ２２６２发送的编码格式如图３所示；ＰＴ２２６２有
３种编码：ｌ，０和悬空，每组发送ｌ２位３态数据，
１．３ ＵＳＢ控制模块的实现
每位数据有２种宽度脉冲，脉宽分别为４９０ Ｓ和
采用５ｌ单片机陋 与ＰＤＩＵＳＢＤ１２来实现ＵＳＢ
１６５ Ｓ，不同的脉冲组合对应不同的编码。每一个 的控制口卅，如图５所示。
数据位的宽度约为１．３ｍｓ，每组１２位数据的总宽度
具体实现为：当编码芯片ＰＴ２２６２有按键按下
约为１６ｍｓ。每次发射时，共发送４次编码，每次编
时，红外发射管发送数据至ＰＴ２２７２，ＰＴ２２７２解码
码都由５ｍｓ宽度的低电平分开，而１６ｍｓ的编码是
出数据后，等待单片机的读取。若没有按键时，则
由Ａ０～Ａｌｌ等ｌ２个码组成，
ＰＴ２２７２的数据为０。在定时器０中断的中断服务
低位在前，高位在后。ＰＴ２２６２所发射的每一
程序中，读出ＰＴ２２７２解码出来的按键信息，将
帧码都含有一个引导脉冲头，用户编码和键数据原 其变换成控制相应按键的ＵＳＢ键盘数据流，通过
码反码 。引导码由一个１６ｍｓ的载波波形和５ｍｓ ＰＤＩＵＳＢＤ１２的端点２将数据传递至主机，从而实
的中断时间构成。当微处理器接收信号时，能有效 现一次相应的控制。因为端点２的中断和定时器０
处理码的接收和检测其它各项控制之间的关系。为
的中断是循环进行，所以也就能实时地读取到键盘
了减少系统误码率，原码与反码同时传送。图４给 的信息完成无线电脑遥控的目的。
出了ＰＴ２２６２位“０”、“ｌ”、“悬空”、及其“同步”
的编码位脉冲波形。
２软件设计
｜６ｍｓ
５ｍｓ
第…次编码发送● ３８ＫＩｔｚ ｃａｎｉｅｒ
系统软件采用模块化设计，层层嵌套，由总控
图３ ＰＴ２２６２发射脉冲编码格式
程序分别调用子功能模块实现系统整体功能。这里
主要介绍单片机与ＵＳＢ接口芯片ＰＤＩＵＳＢＤ１２间的
删ｍ山ｕｉｉｌｌ山ＪｉｌＩｌＩｊＩＩｕＩ删ｕＬ＿一
编程及微机对接口芯片的控制。当单片机ＡＴ８９Ｃ５１
ｌｊｉ扛且口ｉＩＬ一一—— 删ｌｌｌＪｌｉｉｌ蛐衄蛐删ｌｌＪｌ删Ｉｌｌｌｕ廿【 ～一
ｒ －－－－４
ＩＩｌＩ山山叫Ｕ
有脉冲接收时，主程序通过读取ＰＴ２２７２的ＶＴ端是
图４ ＰＴ２２６２编码位脉冲波形
否置位，即可判断是否由地址码相同的ＰＴ２２６２发出，
１．２．２红外遥控的解码问题
如果相同，说明有按键按下，这一过程由ＰＴ２２７２
本设计采用硬件解码芯片ＰＴ２２７２将红外接收
的ＶＴ端反向后接到ＡＴ８９Ｃ５１的外部中断０来完
头的二进制编码波形解码还原出发送端的数据。其中，
成，在中断服务程序中标志硬件解码成功。流程图
２Ｄ１０．５
Ｔｅｓｔ Ｄ，ｓ＆Ｓｏｌｕｔｉｏｎ
如图６所示。ＡＴ８９Ｃ５１集有串口，对其使用ｃ语言
编程，通信数据帧格式设置为：开始位一数据位一
开发环境下利用对ＲＳ２３２加以封装的串口控件，用
ＶＢ语言实现数据的收发 。计算机接收接口芯片
校验位，对串口进行通信前首先对ＵＳＡＲＴ初始化。
ＰＤＩＵＳＢＤ１２的控制信息关键步骤有：①在工具箱
单片机内部自带串口发送缓冲寄存器，因此，初始
化后，只要将数据发送至缓冲寄存器即可。关键代
添加控件，生成一个串口操作对象；②对串口设置
合适的波特率、数据位、停止位、校验位及其校验位。
码：①ＳＢＵＦ＝，存发送数据；②ｗｈｉｌｅ（ＴＩ＝０），即数据
③设置数据为二进制形式存取，每接收到一个字符
发送完毕；③ＴＩ＝０，发送完清空标志。
图５接口芯片ＰＤＩＵＳＢＤ１２控制和传送原理图
图６单片机控制流程图
计算机与接口芯片间的通信时，首先识别
ＵＳＢ，并对ＵＳＢ进行初始化，接着对定时器０初
始化，通过定时器０查询是否有中断。如果没有中
断，再回到定时器０初始化，如果产生了中断，则
读取ＵＳＢ中断寄存器的值，定时器中断子程序如
图７所示。将接口芯片虚拟成—个ＣＯＭ口，在ＶＢ
巴
都触发接收事件。
定时釉中断
‘ ’’’ ’’。。。。。。。。。。
ｌ。。。。。。。。。。。。——
’
ｌ 开锁存器
ｌ读取ＰＴ２２７２数据
中断返回
图７定时器０中断流程图
３实验与结论
系统将ＵＳＢ接口芯片和红外编解码遥控电路模
块组合，进而实现低成本高性能的无线鼠标控制器。
实验结果表明：该控制器具有全方位遥控的特点，
传输距离为２５米。传输速率高（可达９２１．６Ｋｂｐｓ），
与计算机通信采用ＵＳＢ２．０接口，硬件有即插即用
和热插拔功能。程序代码在Ｗｉｎｄｏｗｓ９８／ＸＰ、ＶＢ环
境下调试全部通过。
本文针对经常需要外出进行演讲、演示的专
业人士，电化教学及学术会议而设计，无线放映
控制器设计合理，内部性能较强，是一款为演讲
者专门打造的“鼠标”。使用红外线遥控器控制
ＰＰＴ的翻页，使用方便、成本低、易于实现、具
有很强的实用价值。
（下转８５页）
２ｏ１０．５
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【４】陈亮，韩方景．ＧＭＳＫ调制器的ＦＰＧＡ实现【Ｊ】．微计
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【５】王振伟，韩方景．短波调频ＧＭＳＫ传输的关键技术
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研究［Ｄ］．长沙：国防科学技术大学，２００６．
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本文结合ＧＭＳＫ调制技术的原理及特点，给出
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了基于软件无线电结构，ＭＡＴＬＡＢ实现ＧＭＳＫ通
［７】单亚娴，王华，匡镜明，一种基于软件无线电的通
信发射机的一种详细实现方案，并对其关键模块的
用调制器的设计和实现ｆＪ１．通讯与电视，２００４（２）．
实现进行了详细分析和信号仿真。ＧＭＳＫ具有恒定
［８］ Ｃ Ｌａｍ，ｅｔ ａｌ，Ｓｅｃｕｒｅ Ｇｌｏｂａｌ Ｒｏａｍｉｎｇ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｆｏｒ
包络特性，功率效率高。正交调制可获得更好的性能，
ＳＤＲ，２００３．９
这种高频谱效率高抗噪性能的调制方法，在软件无
线电中的应用得到证实。
作者简介：陈淑融。硕士研究生。主要研究方向为
虚拟仪器在通信信息系统中的应用。
参考文献
Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｓｒｌ ７ｊｙ＠１ ２６．ｃｏｍ
王勇，教授，博士，实验中心主任。主要研究方向
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为虚拟仪器，测量与控制技术，各类通信网监测。监控
发机及其ＦＰＧＡ实现【Ｊ】．信息技术，２００９（９）．
与管理ｏ Ｅ—ｍａｉｌ：ｗａｎｇｙｏｎｇ＠ｎｊｕｐｔ．ｅｄｕ．ｃｎ
（上接８０页）
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参考文献
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Ｅ－ｍａｉｌ：ｇｕｏｐｉｎｇ２
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８＠１ ２６．ｃｏｍ ・