EDN China > 设计实例 > 消费电子设计 > 智能白电 > 正文
? 2016博客大赛-不限主题,寻找电子导师,大奖升级??

(多图) 可充电触屏遥控模块设计

2014年12月19日 ?? 收藏3
遥控设备在日常生活中非常易见,家电遥控器、玩具遥控器等方便了用户对设备的控制。针对不同需求,遥控设备设计也不同,例如电视机遥控器不带显示屏,通常用红外信号传输;空调遥控器则带显示屏,常用红外(IR)和射频(RF)传输信号;另有一些高端遥控产品可通过手机等更新固件,实现版本的升级。本文介绍了一套用于遥控设备的通用方案,该方案支持 LCD 显示;支持红外通信且可扩展射频通信方式;用户输入采用触摸按键实现,时尚美观;本方案预留NFC 接口,可扩展 NFC 功能;在电源管理方面,支持电池供电,USB 充电和无线充电,方便实用。

1 原理介绍

1.1 电容式触摸按键原理

触摸按键在电子设备中得到越来越多的应用。用触摸按键实现人机交互的电磁炉,微波炉,电冰箱等家电产品越来越受青睐,预计未来会有越来越多的触摸按键产品取代传统的机械式按键产品。触摸按键具有坚固耐用,反应速度快,节省空间,美观大方,易于清洁等诸多优点。触摸式按键可分为四大类,电阻式,电容式,红外线式及表面声波式感应按键。其中电阻式,红外线式和表面声波按键主要应用于触摸屏中,在单个按键中很少使用。本方案将重点讨论电容式触摸按键在单个按键中的应用。

电容式触摸按键采用电容量为判断标准,在触摸按键的设计中,它具有一些优点,例如可直接集成在 PCB 中,触摸感应区域外形尺寸设计灵活,相对成本较低等等。简单来讲,电容式触摸按键在按下的时候改变了电容值,从而改变电路振荡周期,通过对振荡周期改变值的检测实现对按键的检测。图1 是电容式触摸按键原理示意图。

图1 触摸按键原理示意图
图1 触摸按键原理示意图

空载状态下,感应区域电容由材料和结构决定(图1 左上图),电容值为C1+C2.变化电容基于寄生效应,主要由外界导体与PAD 之间的寄生电容组成(图1 右下图),手指按下,寄生电容值变化,容值为C1+C2+C3||C4。将此电容接入电路组成振荡器,电容值的改变导致振荡电路输出频率变化,通过测量输出频率判断按键的触发状态。

按键感应区域设计需要避免误触发以及兼顾灵敏度。通常来说,单个按键感应区域需要做的足够大,以达到识别按键目的;相邻按键感应区域应保持一定距离,避免误触发;触摸感应区形状原则上可任意,单个按键以圆形、方形为佳。

MSP430 支持多种触摸实现方式,参考文档[1]。

1.2 红外信号传输原理

红外遥控原理可参考文档[2]。本文采用 NEC 协议编码,简单说是通过脉冲串之间的时间间隔来表示逻辑“0”和逻辑“1”。载波信号频率为38k,逻辑“1”用 0.56ms 的38k 载波和 1.5ms的无载波表示,逻辑“0”用0.56ms 的载波和0.56ms 的无载波表示,帧头用9ms 载波加4.5ms无载波表示。编码帧格式参考图2,具体格式定义可根据实际情况稍作修改。

图2 红外编码数据帧格式
图2 红外编码数据帧格式

MSP430 系列 MCU 自带 Timer,可方便产生 38k 载波,编码时的载波有无控制可由Timer 的 PWM 输出模块实现。其 PWM 输出模块可配置成7 种输出方式,可方便实现上述编码。采用MSP430 的Timer 的PWM 输出功能,仅需要一个Timer 和一路PWM 即可轻松实现红外编码,无需额外硬件,软件实现简单。为系统设计节省成本和开发时间。

1.3 可充电触屏遥控模块方案设计

传统的遥控模块采用机械按键实现,本方案采用触摸按键设计,按键和显示在同一块LCD 屏上,外形时尚、美观。本方案作为参考设计,除了遥控器基本功能(按键,显示,发射,按键声)外,还设计了充电和USB 模块,并扩展了RF 和NFC接口。可充电方式提高了灵活性,用户仅需要充电而不必更换电池。USB 模块可实现和PC 端应用软件通信。本方案不仅仅是遥控器方案,在其他应用领域,本方案也有很大的参考价值,用户仅需要根据需求对本方案功能模块进行裁剪即可。本方案电源模块支持电池供电和USB 或直流适配器充/供电;触摸按键采用比较器B实现;RF 和NFC 模块采用SPI 和MCU 接口;MSP430自带的USB 模块可方便与PC 端应用软件接口,实现PC 和MCU 的双向通信。系统框图如图3 所示。

图3 系统框图
图3 系统框图


上一页123下一页
?? ?? ??


打开微信“扫一扫”,打开网页后点击屏幕右上角分享按钮

1.扫描左侧二维码
2.点击右上角的分享按钮
3.选择分享给朋友
?? ??

遥控模块? 触屏? LCD? USB 充电?

相关文章

我来评论
美国的游客
美国的游客 ??? (您将以游客身份发表,请登录 | 注册)
?
有问题请反馈