基于Encore II系列微控制器的PPT翻页器设计

威海职业学院信息工程系 徐进强

1.引言

随着多媒体教学的广泛应用，PPT无线遥控翻页器已经成为学校授课、演讲、公司报告会以及培训等场合必不可少的工具，它可以把使用者从电脑前解放出来，实现走到哪里讲到哪里，讲到哪里指到哪里，让使用者在教学演示时最大限度的发挥肢体语言的优势。同时翻页器还具有教鞭功能，利用激光可以在大屏幕上进行指点。

2.系统方案设计

无线遥控技术可以采用红外传输或者射频传输。由于射频技术可以360度传输和绕射，没有方向性，不需要对准，因此目前流行的无线PPT翻页器主要采用了315M/433M或2.4G射频技术。本设计采用的是315/433射频技术。

整个硬件电路分发射和接收两个电路模块。图1是系统总体方案设计功能框图。当按下发射器上的各个按键后，PT2262编码模块进行编码，由SYN113射频模块发射出去。接收模块通过315M/433M超外差ASK无线接收芯片SYN470R进行接收，PT2272实现硬件可靠解码，由USB微控制器CY7C63803将解码结果传送给PC机，实现上翻、下翻、全屏等功能。

3.硬件电路设计

3.1 射频传输

射频传输电路分别采用了SYN113和SYN470R单片无线ASK/OOK集成芯片，大大简化了电路设计，用最少的外围器件和较低的成本获得最可靠的接收效果。

以接收芯片SYN470R为例，该器件主要应用于无线射频遥控接收领域。高频信号接收功能全部集成于片内，是真正意义上的“天线高频AM信号输入，数字信号输出”的单片接收器件。同时，SYN470R片内自动完成所有的RF及IF调谐，这样在开发和生产中就省略了手工调节的工艺过程，自然也降低了成本，增强了产品的竞争力。

图2是用SYN470R构成的无线接收电路，不难看出，外围器件非常少，大大简化的了电路设计。

3.2 射频信号编解码

射频信号编解码部分采用的是目前成熟应用的低功耗、低价位、通用编解码电路器件PT2262/PT2272。编码芯片发出的信号是由地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字。解码芯片接收到信号后，其地址码经过两次比较核对，VT脚才输出高电平，与此同时相应的数据脚也输出高电平。当发射器没有按键按下时，PT2262并不接通电源，高频发射电路不工作。当有按键按下时，PT2262得电工作，输出经调制的串行数据信号。当17脚为高电平期间，高频发射电路起振，为低平期间，停止振荡。高频发射电路完全受控于PT2262输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控相当于调制度为100%的调幅。

3.3 USB通信控制

USB通信控制是PPT翻页器电路的核心部分，可供选择的方案很多，在这里做一简要对比。

普通51单片机+PDIUSBD12是最经典的应用方案。PDIUSBD12是通用USB接口芯片，使用8位并行的数据口与MCU连接，数字引脚兼容5V逻辑电平，内置3.3V稳压器。这种设计方案成本低廉，可供参考的资料很丰富。缺点是使用的元器件多，占用PCB空间大，而且在USB通信编程方面，设计人员要做的工作很多。越来越多的通用微控制器将USB功能集成在芯片内部，简化了外围电路设计，如STM32、飞思卡尔微控制器等。这些通用芯片功能丰富，但是价格稍贵。对于PPT翻页器来说，仅需要使用其中的USB功能，因此用在此处，性价比并不高。

因此，寻找专用的USB微控制器是个不错的选择。CYPRESS公司推出的CY7C63803是Encore II系列中一款低速的USB微控制器，应用在PPT无线翻页控制方面已经完全足够。它采用芯片内建式振荡器，集成了许多低速USB常用的外部元件，包括pull-up电阻器、唤醒电路，以及3.3伏特调节器，无需再使用外部电晶体或共振器。这种集成设计可缩短研发周期以及降低系统成本。这款芯片符合USB2.0规范，符合USB HID（人机接口设备）规范1.1版，支持1个控制端点和2个数据端点，具有256字节的RAM以及8K的Flash，14个GPIO，性价比非常高。

4.软件设计

由于本系统的射频信号编解码部分采用成熟可靠的PT2262/2272硬件电路实现，使得软件工作量大大减小。针对CY7C63803的固件编程，开发人员只需考虑按键的检测以及USB通信设计。

USB设备开发本身并不是一件容易的事情，开发人员必须清楚USB协议，掌握USB包结构及其传输过程，尤其是各类描述符的构成和实现，这些都是令初次开发USB设备人员最头疼的事情。使用CYPRESS提供的开发环境PSOC Designer，会大大简化开发人员的编程工作量，加快开发进度。PPT翻页器属于HID类设备开发，开发人员只需按照PSOC Designer开发步骤新建工程、选择器件、配置用户模块、根据向导设置各类描述符、编译生成设备文件、调用相应的API函数即可。图3是PSOC Designer的USB设置向导，利用它进行各类描述符的设置，非常方便灵活。主要用到的API函数有USB_1_Start(0)、USB_1_LoadEP(1，KeyData，8)、USB_1_bGetEPAckState(1)等，基本不需要用户自己进行底层的直接面向微控制器寄存器的程序设计。

图3 USB设置向导

5.结束语

本文设计的PPT遥控翻页器，成本低廉，可靠性高，易于开发。MCU采用Cypress的专用USB微控制器，借助PSOC Designer友好的开发环境，快速方便的实现了USB通信设计。使用单片无线ASK/OOK集成芯片，利用PT2262/2272硬件可靠解码，经测试，各项指标均达到设计要求，具有一定的商业推广价值。

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