基于2.4G技术的无线手持控制器设计
发布时间：2020-09-01 12:48
多媒体教室因为其方便、高效等优点,已经为各学校和企业广泛使用,并在教学活动中发挥着日益重要的作用。PC机是多媒体教室的核心部分,教师可以用鼠标来完成如PPT翻页、播放视音频资料等操作。但是,目前大多数多媒体教室使用有线鼠标,教师必须在PC机前才能操作,这很大程度上限制了教师的活动空间,给教师带来了很大的不便。无线话筒是多媒体教室中不可缺少的设备,但是大多数使用模拟音频电路的无线话筒,容易发生串音,而且音质差、功耗大。本文研究的目的是设计出一款集无线鼠标和数字化无线话筒为一体的、具有对课堂授课内容进行实时注释和点评功能的、能够使教师在授课时不再局限于讲台的无线手持控制器。 本系统整体上分为发送端部分和接收端部分。发送端部分为手持设备,由触摸屏、液晶屏、话筒等组成,在触摸屏上滑动触点,可以实现在PC机上移动鼠标、画直线和画图的功能,同时所画的图案能显示在液晶屏和PC机显示器上;接收端部分通过USB口插在PC机上,用来将接收到的音频数据转换成模拟信号输出,鼠标和控制数据则通过USB接口传输给PC机进行处理。 首先,本文从整体上分析系统架构,确定系统的总体设计方案。针对系统数据传输的需求确定了以nRF24L01为无线传输芯片,以STM32F103RC为核心控制芯片的设计方案。文中还定制了数据传输格式,并对设计过程中的相关技术进行介绍。 其次,本文完成了显示与触摸屏模块的设计,使系统具有对课堂授课内容进行实时注释和点评的功能。文中从显示与触摸屏模块的硬件电路设计和软件设计两个方面来进行详细描述。 最后,本文完成了系统数据处理和传输模块以及USB接口模块的设计。文中详细描述了系统如何实现语音数据、鼠标位移数据、控制数据的处理和传输,如何将鼠标和控制数据通过USB接口传输给PC机,以及PC机上应用程序的设计方法。
【学位单位】：宁波大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2010
【中图分类】：TP273;TP334
【部分图文】：
再由 AVRUSB 模块通过 USB 接口电路送至 PC 机。图2.2 原先设计的系统方框图Fig. 2.2 The original design of the system block diagram这个方案看上去有其可行性，而且 nRF24Z1 提供的 I2S 接口能够实现与AIC23 的无缝连接，很大程度地简化了系统设计。但正是因为这个“无缝连接”使这个方案在设计上产生了很大的问题。该设计使用 nRF24Z1 的控制数据通道传输鼠标数据，但是 nRF24Z1 的控制数据通道的传输速率比较低，而且传输速率也不是很稳定，在传输鼠标数据时出现了丢包现象，反映到设备中是在控制鼠标移动时，鼠标反应很迟钝（这是因为数据包传输的是 X 轴和 Y 轴的相对位移量，而不是绝对坐标，所以丢包后鼠标实际移动的位置比期望的要小）。所以用控制数据通道来传输鼠标数据在先天上存在着带宽不足的缺陷。后来
- 17 -图2.6 控制传输读写序列Fig. 2.6 Read and write sequences of control transfer2.2.5 串行数据通信接口1、I2C 接口TLV320AIC23 是 TI 公司生产的一款高性能立体声音频编解码器。AIC23 内部有 11 个配置寄存器，可通过 I2C 接口进行配置。I2C 总线是 Philips 公司开发的一种双向、两线、多主机总线。总线上的每个器件都有一个唯一的地址，而且都可以作为发送器或接收器（主机或从机）。I2C 接口的一个完整的数据传输如图2.7 所示。主机在开始条件（S）后发送一个从机地址，这个地址有 7 位。紧接着是数据方向位（R/nW），0 表示发送，1 表示请求数据。数据传输一般由主机产生的停止位（P）终止。如果主机仍希望在总线上通讯，它可以产生重复起始条件（Sr）和寻址另一个从机，而不是产生一个停止条件。图2
图2.6 控制传输读写序列Fig. 2.6 Read and write sequences of control transfer2.2.5 串行数据通信接口1、I2C 接口TLV320AIC23 是 TI 公司生产的一款高性能立体声音频编解码器。AIC23 内部有 11 个配置寄存器，可通过 I2C 接口进行配置。I2C 总线是 Philips 公司开发的一种双向、两线、多主机总线。总线上的每个器件都有一个唯一的地址，而且都可以作为发送器或接收器（主机或从机）。I2C 接口的一个完整的数据传输如图2.7 所示。主机在开始条件（S）后发送一个从机地址，这个地址有 7 位。紧接着是数据方向位（R/nW），0 表示发送，1 表示请求数据。数据传输一般由主机产生的停止位（P）终止。如果主机仍希望在总线上通讯，它可以产生重复起始条件（Sr）和寻址另一个从机，而不是产生一个停止条件。
本文编号：2809754
【学位单位】：宁波大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2010
【中图分类】：TP273;TP334
【部分图文】：
再由 AVRUSB 模块通过 USB 接口电路送至 PC 机。图2.2 原先设计的系统方框图Fig. 2.2 The original design of the system block diagram这个方案看上去有其可行性，而且 nRF24Z1 提供的 I2S 接口能够实现与AIC23 的无缝连接，很大程度地简化了系统设计。但正是因为这个“无缝连接”使这个方案在设计上产生了很大的问题。该设计使用 nRF24Z1 的控制数据通道传输鼠标数据，但是 nRF24Z1 的控制数据通道的传输速率比较低，而且传输速率也不是很稳定，在传输鼠标数据时出现了丢包现象，反映到设备中是在控制鼠标移动时，鼠标反应很迟钝（这是因为数据包传输的是 X 轴和 Y 轴的相对位移量，而不是绝对坐标，所以丢包后鼠标实际移动的位置比期望的要小）。所以用控制数据通道来传输鼠标数据在先天上存在着带宽不足的缺陷。后来
- 17 -图2.6 控制传输读写序列Fig. 2.6 Read and write sequences of control transfer2.2.5 串行数据通信接口1、I2C 接口TLV320AIC23 是 TI 公司生产的一款高性能立体声音频编解码器。AIC23 内部有 11 个配置寄存器，可通过 I2C 接口进行配置。I2C 总线是 Philips 公司开发的一种双向、两线、多主机总线。总线上的每个器件都有一个唯一的地址，而且都可以作为发送器或接收器（主机或从机）。I2C 接口的一个完整的数据传输如图2.7 所示。主机在开始条件（S）后发送一个从机地址，这个地址有 7 位。紧接着是数据方向位（R/nW），0 表示发送，1 表示请求数据。数据传输一般由主机产生的停止位（P）终止。如果主机仍希望在总线上通讯，它可以产生重复起始条件（Sr）和寻址另一个从机，而不是产生一个停止条件。图2
图2.6 控制传输读写序列Fig. 2.6 Read and write sequences of control transfer2.2.5 串行数据通信接口1、I2C 接口TLV320AIC23 是 TI 公司生产的一款高性能立体声音频编解码器。AIC23 内部有 11 个配置寄存器，可通过 I2C 接口进行配置。I2C 总线是 Philips 公司开发的一种双向、两线、多主机总线。总线上的每个器件都有一个唯一的地址，而且都可以作为发送器或接收器（主机或从机）。I2C 接口的一个完整的数据传输如图2.7 所示。主机在开始条件（S）后发送一个从机地址，这个地址有 7 位。紧接着是数据方向位（R/nW），0 表示发送，1 表示请求数据。数据传输一般由主机产生的停止位（P）终止。如果主机仍希望在总线上通讯，它可以产生重复起始条件（Sr）和寻址另一个从机，而不是产生一个停止条件。
【引证文献】
相关期刊论文 前1条
1 周文辉;黎冬媛;莫剑斌;;基于物联网的数字化学习平台的设计与实现[J];计算机技术与发展;2012年11期
本文编号：2809754
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