基于MSP430的觸摸屏萬能遙控器的設(shè)計———————————————————————————————————————摘要本設(shè)計針對家庭遙控器眾多所設(shè)計，將各類遙控器整合為一個，加上觸摸屏技術(shù)，使得遙控器操控起來更方便利用MSP430作為主控制芯片，STC89C52控制觸摸屏，兩者之間進(jìn)行串口通信，89C52將觸摸到的命令發(fā)送給MSP430，根據(jù)相應(yīng)指令，MSP430發(fā)出對應(yīng)的紅外信號，從而控制家電關(guān)鍵字： MSP430 STC89C52 紅外發(fā)射 觸摸屏 萬能遙控器Abstract In oder to help people get rid of keeping so many household remote controllers, this kind of design can control almost all of your household applicants. With touch screen technology, it will be more convenient.MSP430 is used as master control chip, and STC89C52 is used to control the touch screen. STC89C52 send commands to the MSP430 via serial port and MSP430 drive LED emitting infrared signal to control equipments.Keywords: MSP430 STC89C52 Infrared Emission Touch Screen Universal Remote Controller1. 引言隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，居民生活水平的提高，家庭里家用電器也越來越多，比如電視機、DVD、投影儀、空調(diào)等等，伴隨而來的問題是家里的各種遙控器越來越多，時常會因為拿錯遙控器而煩惱。

本設(shè)計就是為了解決這個矛盾而設(shè)計，將各類遙控器整合為一個采用觸摸屏作為按鍵和顯示，使得人機交流更加方便要完成本設(shè)計，需要解決以下幾個問題：（1）需要解決觸摸屏控制的問題，如何定義觸摸屏的坐標(biāo)，以及遙控器界面的設(shè)計2）如何對遙控器的紅外信號編碼，存儲，調(diào)用，發(fā)射3）如何實現(xiàn)STC89C52與MSP430G2231之間的通信2. 系統(tǒng)方案 系統(tǒng)方案如圖一所示：發(fā)送MSP4303.2寸觸摸屏信號處理紅外發(fā)送模塊USB擴展EEPROM存儲圖一 基本結(jié)構(gòu)圖SCT89C52該系統(tǒng)利用MSP430作為主的控制部分，STC89C52控制四線電阻式觸摸屏，MSP430和STC89C52之間通過SPI進(jìn)行串口通信觸摸屏作為整個系統(tǒng)的顯示和按鍵模塊，當(dāng)有按鍵被按下時，觸摸屏顯示相應(yīng)的命令，89C52作為從機發(fā)出該命令對應(yīng)的指令，當(dāng)MSP430收到指令后，根據(jù)指令做出存儲、擴展還是發(fā)射紅外信號的動作本設(shè)計提前將遙控器的編碼存儲在了AT24C02里面， MSP430可以讀取數(shù)據(jù)以及存儲新的數(shù)據(jù)當(dāng)MSP430收到STC89C52的發(fā)射紅外命令反饋時，讀取AT24C02存儲的數(shù)據(jù)，經(jīng)過信號處理，由紅外發(fā)射模塊將信號發(fā)射出去。

系統(tǒng)設(shè)計中，最重要的兩個部分：（1）如何控制觸摸屏觸摸屏控制技術(shù)，包含有設(shè)計界面，觸摸坐標(biāo)的定義及校準(zhǔn)，界面的存儲等問題①界面的設(shè)計是最重要的環(huán)節(jié)，它是用戶對成品最直接的感觸對象，界面的柔和，新穎等因素直接決定了用戶是否對它滿意因此，設(shè)計合適的界面在觸摸屏技術(shù)中非常重要②精確的觸摸按鍵，是觸摸屏技術(shù)能否成功的關(guān)鍵因素使用坐標(biāo)定位，可以使得觸摸屏使用起來更加精確在設(shè)定坐標(biāo)時，根據(jù)觸摸屏四個特殊的角的坐標(biāo)數(shù)值，利用Matlab計算坐標(biāo)與觸摸屏尺寸之間的系數(shù)關(guān)系以及偏離參數(shù)，得到坐標(biāo)（X,Y）與觸摸屏尺寸之間的關(guān)系為：其中，x和y表示觸摸屏的寬和長尺寸③由于觸摸屏本身沒有存儲器件，而單片機本身的RAM又非常小，因此需要一個外部存儲來存儲用戶界面將設(shè)計好的用戶界面放置在SD卡中，通過STC89C52的調(diào)用，將界面顯示在觸摸屏顯示器上2）怎樣對各類遙控器解碼由于每個廠家生產(chǎn)的遙控器類型不同，所以編碼的方式也不一樣但是目前市場上的遙控器基本都是按照RC—5協(xié)議來編碼在RC—5協(xié)議中，信號是由2位起始碼、1位控制碼、5位系統(tǒng)碼和8位指令碼組成其中控制鍵每按一次，值反轉(zhuǎn)一次解碼遙控器時，紅外接收板通過SM0038接收紅外信號，送至STC89C52的串口RXD，由軟件通過查詢采集紅外信號進(jìn)行解碼，然后將數(shù)據(jù)發(fā)送至PC機，通過分析，經(jīng)過實驗，確認(rèn)數(shù)據(jù)正確后，通過MSP430將數(shù)據(jù)存儲到AT24C02。

3. 系統(tǒng)硬件設(shè)計（1）自制一個51的最小系統(tǒng)板，將各引腳用排針引出，連接CH341AP，將程序可以通過USB下載到51芯片中，方便實驗操作觸摸屏方面，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為16位，分為高8位和低8位傳輸可以大大提高傳輸效率，因此將觸摸屏的高8位連接到STC89C52的P0口，低8位連接到STC89C52的P2口，此外，還有LCD，觸摸、SD卡的使能端，控制端，分別連接到P1口和P3口圖二 觸摸屏連接圖（2）MSP430發(fā)射紅外模塊，將發(fā)光二極管連接到三極管的集電極，信號連接在基極，當(dāng)有信號時，高電平通過，三極管導(dǎo)通，紅外管發(fā)出紅外線，低電平通過，三極管截止，紅外管不工作，通過這樣，可以使得紅外管發(fā)出的紅外線的頻率和信號的頻率相同，將信號發(fā)送出去圖三 紅外發(fā)射（3）MSP430與STC89C52的連接，通過SPI的方式，進(jìn)行兩塊單片機之間的通信MSP430作為主控芯片，接收由STC89C52反饋回來的信息，通過處理，并響應(yīng)STC89C52利用SPI串口通信，可以大大提升兩片單片機的通信速率，減少反應(yīng)時間4. 系統(tǒng)軟件設(shè)計開始觸摸屏顯示選擇按鍵MSP430單片機顯示信號發(fā)生器信號處理器，將信號轉(zhuǎn)換成紅外信號紅外發(fā)射模塊發(fā)送紅外信號接收電器存儲器件圖四 系統(tǒng)流程圖根據(jù)系統(tǒng)流程圖來設(shè)計軟件部分，按模塊化編程的方式編寫，分為兩個大的部分。

1）觸摸屏作為單獨的一部分 ，利用SCT89C52控制，針對觸摸屏顯示圖片的各個按鍵坐標(biāo)進(jìn)行編程分為三個模塊：①對界面按鍵的坐標(biāo)編程由于各個界面的按鍵位置不同，在觸摸屏上的坐標(biāo)也就對應(yīng)不同，因此需要對每一個按鍵重新編程當(dāng)有按鍵按下時，STC89C52還需要通過串口發(fā)送數(shù)據(jù)給MSP430②讀取SD卡內(nèi)部數(shù)據(jù)觸摸屏顯示器不能讀取SD卡中的數(shù)據(jù)，要想顯示用戶界面，就需要通過編程調(diào)用SD卡數(shù)據(jù)，然后將SD卡數(shù)據(jù)顯示在液晶屏上2） MSP430控制的紅外以及存儲部分編程MSP430讀取AT24C02存儲的數(shù)據(jù)，然后通過紅外發(fā)射模塊發(fā)出大概38KHz的紅外信號由于本設(shè)計還有學(xué)習(xí)功能，用戶可以自己下載編碼，因此還需要對AT24C02更改、存儲數(shù)據(jù)進(jìn)行編程5. 系統(tǒng)創(chuàng)新（1）利用MSP430低功耗的特點，節(jié)約耗電，使用時間長，可充電設(shè)計，免除了更換電池帶來的麻煩，更加環(huán)保；（2）MSP430與STC89C52之間的通信，將各個分散的模塊組裝在一起，集成度高；（3）觸摸屏設(shè)計方面，利用Matlab計算數(shù)據(jù)，使得觸摸屏按鍵更加精準(zhǔn)，誤差降低在0.026%以內(nèi)6. 評測與結(jié)論評測：由于實驗室條件有限，本設(shè)計只對KONKA電視的開機、選臺、制式、日歷以及菜單進(jìn)行了遙控測試，測試中，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，觸摸準(zhǔn)確，系統(tǒng)反應(yīng)靈敏，電視機根據(jù)指令做出了相應(yīng)的反應(yīng)。

因此本設(shè)計完成了當(dāng)初計劃的部分，實現(xiàn)了利用觸摸屏技術(shù)的萬能遙控器的設(shè)計結(jié)論：盡管本設(shè)計完成了計劃部分，但是由于STC89C52單片機的處理速度有限，當(dāng)觸摸屏在主菜單，如果用戶想要選擇電視機或者空調(diào)等界面，刷新的速度非常慢，需要等待20s左右，這也是本設(shè)計的不足之處改進(jìn)：（1）將STC89C52單片機換成其他處理速度較快的單片機，比如STC12C52系列，或者可以直接使用MSP430系列單片機，比如MSP430F1492）用戶可以自己設(shè)計界面，將任何一個新遙控器學(xué)習(xí)到萬能遙控器中3）利用GSM網(wǎng)絡(luò)或以太網(wǎng)實現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控，讓用戶可以出門在外實時的控制“萬能”遙控器，進(jìn)而控制家里的電器設(shè)備附錄圖五 51最小系統(tǒng)板圖六 MSP430的LaunchPad圖七 紅外發(fā)射模塊圖八 觸摸屏模塊圖九 電視機界面圖十 空調(diào)界面圖十一 機頂盒界面圖十二 整體系統(tǒng)第 - 12 - 頁 共 14 頁。