chumoanjianzaidianzishebeizhongdedaoyuelaiyueduodeyingyong。yongchumoanjianshixianrenjijiaohudediancilu，weibolu，dianbingxiangdengjiadianchanpinyuelaiyueshouqinglai
，yujiweilaihuiyouyuelaiyueduodechumoanjianchanpinqudaichuantongdejixieshianjianchanpin。chumoanjianjuyoujiangunaiyong，fanyingsudukuai
，jieshengkongjian，meiguandafang，yiyuqingjiedengzhuduoyoudian。chumoshianjiankefenweisidalei
，dianzushi，dianrongshi，hongwaixianshijibiaomianshengboshiganyinganjian。qizhongdianzushi

，hongwaixianshihebiaomianshengboanjianzhuyaoyingyongyuchumopingzhong，zaidangeanjianzhonghenshaoshiyong。benfanganjiangzhongdiantaolundianrongshichumoanjianzaidangeanjianzhongdeyingyong。

 

電容式觸摸按鍵采用電容量為判斷標準，在觸摸按鍵的設計中，它具有一些優點，例如可直接集成在PCB中zhong
，觸chu摸mo感gan應ying區qu域yu外wai形xing尺chi寸cun設she計ji靈ling活huo，相xiang對dui成cheng本ben較jiao低di等deng等deng。簡jian單dan來lai講jiang

，電dian容rong式shi觸chu摸mo按an鍵jian在zai按an下xia的de時shi候hou改gai變bian了le電dian容rong值zhi，從cong而er改gai變bian電dian路lu振zhen蕩dang周zhou期qi，通tong過guo對dui振zhen蕩dang周zhou期qi改gai變bian值zhi的de檢jian測ce實shi現xian對dui按an鍵jian的de檢jian測ce。圖tu1是電容式觸摸按鍵原理示意圖。

圖1：觸摸按鍵原理示意圖

 

空載狀態下
，感應區域電容由材料和結構決定（圖1左上圖）,電容值為C1+C2。變化電容基於寄生效應，主要由外界導體與PAD之間的寄生電容組成（圖1右下圖），手指按下
，寄生電容值變化

，容值為C1+C2+C3||C4。將此電容接入電路組成振蕩器，電容值的改變導致振蕩電路輸出頻率變化
，通過測量輸出頻率判斷按鍵的觸發狀態。

 

按鍵感應區域設計需要避免誤觸發以及兼顧靈敏度。通常來說，單個按鍵感應區域需要做的足夠大
，以達到識別按鍵目的；相鄰按鍵感應區域應保持一定距離，避免誤觸發
；觸摸感應區形狀原則上可任意
，單個按鍵以圓形、方形為佳。

 

紅外遙控原理可參考文檔[2]。本文采用NEC協議編碼，簡單說是通過脈衝串之間的時間間隔來表示邏輯“0”和邏輯“1”。載波信號頻率為38k，邏輯“1”用 0.56ms 的 38k 載波和 1.5ms的無載波表示，邏輯“0”用0.56ms 的載波和0.56ms 的無載波表示
，幀頭用9ms 載波加4.5ms無載波表示。編碼幀格式參考圖2，具體格式定義可根據實際情況稍作修改。

圖2：紅外編碼數據幀格式

 

TI的MSP430係列MCU自帶Timer，可方便產生38k載波，編碼時的載波有無控製可由Timer的 PWM輸出模塊實現。其PWM輸出模塊可配置成7種輸出方式，可方便實現上述編碼。采用MSP430的Timer的PWM輸出功能
，僅需要一個Timer和一路PWM即可輕鬆實現紅外編碼，無需額外硬件，軟件實現簡單。為係統設計節省成本和開發時間。

 

 

傳統的遙控模塊采用機械按鍵實現，本方案采用觸摸按鍵設計，按鍵和顯示在同一塊LCD 屏上

，外形時尚、美觀。本方案作為參考設計，除了遙控器基本功能（按鍵，顯示，發射，按鍵聲）外，還設計了充電和USB模塊
，並擴展了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模塊可實現和PC端(duan)應(ying)用(yong)軟(ruan)件(jian)通(tong)信(xin)。本(ben)方(fang)案(an)不(bu)僅(jin)僅(jin)是(shi)遙(yao)控(kong)器(qi)方(fang)案(an)，在(zai)其(qi)他(ta)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)，本(ben)方(fang)案(an)也(ye)有(you)很(hen)大(da)的(de)參(can)考(kao)價(jia)值(zhi)，用(yong)戶(hu)僅(jin)需(xu)要(yao)根(gen)據(ju)需(xu)求(qiu)對(dui)本(ben)方(fang)案(an)功(gong)能(neng)模(mo)塊(kuai)進(jin)行(xing)裁(cai)剪(jian)即(ji)可(ke)。本(ben)方(fang)案(an)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實現；RF和NFC模塊采用SPI和MCU接口；MSP430自帶的USB模塊可方便與PC端應用軟件接口，實現PC和MCU的雙向通信。係統框圖如圖3所示。

圖3：係統框圖

 

本係統采用電池供電，且設計了充電電路，支持USB或直流充電。電源經LDO穩壓後輸出3.3V供給MCU，保證MCU工作電壓的穩定。其電路實現如下圖4所示。

圖4：電源模塊電路設計

 

 

MSP430F6638自帶LCD控製器，可方便地驅動段式LCD屏。屏幕背光亮度由Timer輸出PWM波控製，調節方便。背光電路設計如圖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。

圖5：背光電路設計

 

 

MSP430F6638自帶比較器B，最多可支持12個觸摸按鍵
，比較器B的輸出接入Timer的CLK輸入端
，當手指按下，觸摸感應區電容值發生了變化
，比較器翻轉周期變長，比較器輸出作為 Timer的計數脈衝，在固定的時間內計數值變小，根據固定時間內Timer計數值的變化來判斷按鍵動作。通過合適配置寄存器和軟件算法處理，可實現觸摸按鍵檢測。電路設計如圖 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。比較器B 翻轉電平通過配置寄存器實現。

圖6：觸摸按鍵電路設計

 

紅外模塊采用普通紅外管實現，通過配置Timer輸出合適的PWM波實現紅外編碼。紅外發射瞬間電流較大，通過MCU的GPIO控製三極管驅動紅外發射燈管，提高發射電流。紅外發射模塊需配合接收模塊采用同樣的編碼格式實現通信。紅外模塊電路圖如圖7 所示。

圖7：紅外發射模塊

 

 

MSP430F6638自帶USB模塊
，可實現USB通信，其硬件設計簡單。本文用USB虛擬UART實現和PC通信。關於USB調試請參考TI官網資料[4]。

 

 

 

係統軟件流程如圖8所示。無按鍵動作時，係統運行RTC


，顯示當前時間，溫度且把時間
，溫度以及按鍵狀態（每個按鍵動作有無）信息發送給PC。當(dang)有(you)按(an)鍵(jian)按(an)下(xia)後(hou)，除(chu)了(le)上(shang)述(shu)功(gong)能(neng)外(wai)
，係(xi)統(tong)還(hai)將(jiang)執(zhi)行(xing)按(an)鍵(jian)上(shang)層(ceng)邏(luo)輯(ji)，比(bi)如(ru)是(shi)否(fou)進(jin)入(ru)時(shi)間(jian)設(she)定(ding)模(mo)式(shi)
，是(shi)否(fou)開(kai)蜂(feng)鳴(ming)器(qi)以(yi)及(ji)發(fa)射(she)哪(na)種(zhong)紅(hong)外(wai)碼(ma)等(deng)等(deng)。

圖8：軟件流程圖

 

為了方便實現人機交互

，使用C Sharp語言開發了配套的PC端軟件實現和MCU的雙向通信。通過PC端軟件可查看DEMO的當前狀態，包括時間，溫度，按鍵動作等
，另外也可通過PC端改變DEMO背光的亮度。PC端軟件如圖9所示。

圖9：PC端軟件

 

DEMO通過USB線與PC端COM口連接，MSP430F6638的USB通過軟件協議虛擬UART
，在PC端選擇合適的COM端口號可實現PC軟件和DEMO的互連。圖9中左圖反映DEMO的實物，當有按鍵按下的時候

，對應的按鍵圖標閃爍一下
，同時在記錄框輸出文字記錄這個動作(Button xx Pressed!)。最下麵圖表則實時顯示當前溫度信息。

 

 

DEMO實物如圖10所示。鍵盤區12個按鍵

，每個按鍵按下圖標會閃爍一下


，同時蜂鳴器會響 0.3s左右。每個按鍵做了不同功能，可根據需求發射不同的紅外碼實現遙控器的功能。演示DEMO 中代碼支持RTC和溫度計功能，支持靈活調整時間，同時可通過PC端軟件來調節屏幕背光。DEMO還可擴展光傳感模塊，可根據環境光強弱智能調節背光亮度，達到較好的視覺效果。

 

該DEMO具有通用性，在所有需要顯示和人機交互的微控製係統中均可參考此方案，隻需對FW 做簡單修改即可實現所需功能。同樣
，MSP430係列眾多的產品線為客戶提供了不同成本的多種選擇。客戶可根據具體需求選擇合適的MCU和合適的代碼模塊組合，以實現最高的性價比。

圖10：DEMO實物

 

本方案使用MSP430F6638zuoweizhuchuliqi

，zhanshileyongqishixianchupingyaokongqidedianzimokuaishejishili。zaiyaokongqi，wuxianshebeiyijiqitaxuyaoanjianhexianshideyingyongchanghejunkecankaobenfangan。MSP430富的產品線也為前述應用場合提供了豐富的選擇，客戶可根據具體需求選擇合適的產品
，達到最優性價比。