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可充電觸屏遙控模塊電路設(shè)計(jì)
2022-06-20

　　本文介紹了使用MSP430作為主處理器實(shí)現(xiàn)可充電的觸屏遙控模塊，該設(shè)計(jì)方案支持紅外（IR）信號(hào)傳輸，且可擴(kuò)展RF和NFC無(wú)線傳輸方式；用戶輸入采用觸摸按鍵實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔美觀；系統(tǒng)可由電池供電，且自帶可充電模塊，可由USB或者直流電源適配器充電。TI的430系列MCU產(chǎn)品功耗低，可為便攜式電子設(shè)備提供更長(zhǎng)的使用壽命；其內(nèi)嵌LCD驅(qū)動(dòng)器，可以方便實(shí)時(shí)顯示監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；其支持多種觸摸按鍵實(shí)現(xiàn)方式，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便靈活。 　　遙控設(shè)備在日常生活中非常易見，家電遙控器、玩具遙控器等方便了用戶對(duì)設(shè)備的控制。針對(duì)不同需求，遙控設(shè)備設(shè)計(jì)也不同，例如電視機(jī)遙控器不帶顯示屏，通常用紅外信號(hào)傳輸；空調(diào)遙控器則帶顯示屏，常用紅外（IR）和射頻（RF）傳輸信號(hào)；另有一些高端遙控產(chǎn)品可通過手機(jī)等更新固件，實(shí)現(xiàn)版本的升級(jí)。本文介紹了一套用于遙控設(shè)備的通用方案，該方案支持LCD顯示；支持紅外通信且可擴(kuò)展射頻通信方式；用戶輸入采用觸摸按鍵實(shí)現(xiàn)，時(shí)尚美觀；本方案預(yù)留NFC接口，可擴(kuò)展NFC功能；在電源管理方面，支持電池供電，USB充電和無(wú)線充電，方便實(shí)用。 　　可充電觸屏遙控模塊方案設(shè)計(jì)傳統(tǒng)的遙控模塊采用機(jī)械按鍵實(shí)現(xiàn)，本方案采用觸摸按鍵設(shè)計(jì)，按鍵和顯示在同一塊LCD屏上，外形時(shí)尚、美觀。本方案作為參考設(shè)計(jì)，除了遙控器基本功能（按鍵，顯示，發(fā)射，按鍵聲）外，還設(shè)計(jì)了充電和USB模塊，并擴(kuò)展了RF和NFC接口。可充電方式提高了靈活性，用戶僅需要充電而不必更換電池。USB模塊可實(shí)現(xiàn)和PC端應(yīng)用軟件通信。本方案不僅僅是遙控器方案，在其他應(yīng)用領(lǐng)域，本方案也有很大的參考價(jià)值，用戶僅需要根據(jù)需求對(duì)本方案功能模塊進(jìn)行裁剪即可。本方案電源模塊支持電池供電和USB或直流適配器充/供電；觸摸按鍵采用比較器B實(shí)現(xiàn)；RF和NFC模塊采用SPI和MCU接口；MSP430自帶的USB模塊可方便與PC端應(yīng)用軟件接口，實(shí)現(xiàn)PC和MCU的雙向通信。 　　電源模塊設(shè)計(jì) 　　本系統(tǒng)采用電池供電，且設(shè)計(jì)了充電電路，支持USB或直流充電。電源經(jīng)LDO穩(wěn)壓后輸出3.3V供給MCU，保證MCU工作電壓的穩(wěn)定。其電路實(shí)現(xiàn)如圖4所示。 　　LCD及背光模塊設(shè)計(jì) 　　MSP430F6638自帶LCD控制器，可方便地驅(qū)動(dòng)段式LCD屏。屏幕背光亮度由TImer輸出PWM波控制，調(diào)節(jié)方便。背光電路設(shè)計(jì)如圖5所示。通過改變PWM的頻率和占空比，可改變背光亮度，從而改變LCD屏視覺效果。 　　觸摸按鍵設(shè)計(jì) 　　MSP430F6638自帶比較器B，最多可支持12個(gè)觸摸按鍵，比較器B的輸出接入TImer的CLK輸入端，當(dāng)手指按下，觸摸感應(yīng)區(qū)電容值發(fā)生了變化，比較器翻轉(zhuǎn)周期變長(zhǎng)，比較器輸出作為TImer的計(jì)數(shù)脈沖，在固定的時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)值變小，根據(jù)固定時(shí)間內(nèi)Timer計(jì)數(shù)值的變化來(lái)判斷按鍵動(dòng)作。通過合適配置寄存器和軟件算法處理，可實(shí)現(xiàn)觸摸按鍵檢測(cè)。電路設(shè)計(jì)如圖6所示。注意為了降低噪聲，每通道外接電阻不宜過小，可選500k左右。 　　紅外發(fā)射模塊設(shè)計(jì) 　　紅外模塊采用普通紅外管實(shí)現(xiàn)，通過配置Timer輸出合適的PWM波實(shí)現(xiàn)紅外編碼。紅外發(fā)射瞬間電流較大，通過MCU的GPIO控制三極管驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射燈管，提高發(fā)射電流。紅外發(fā)射模塊需配合接收模塊采用同樣的編碼格式實(shí)現(xiàn)通信。紅外模塊電路圖如圖7所示。 　　本方案使用MSP430F6638作為主處理器，展示了用其實(shí)現(xiàn)觸屏遙控器的電子模塊設(shè)計(jì)實(shí)例。在遙控器，無(wú)線設(shè)備以及其它需要按鍵和顯示的應(yīng)用場(chǎng)合均可參考本方案。MSP430豐富的產(chǎn)品線也為前述應(yīng)用場(chǎng)合提供了豐富的選擇，客戶可根據(jù)具體需求選擇合適的產(chǎn)品，達(dá)到最優(yōu)性價(jià)比。

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