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可充电触屏遥控模块电路设计

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 本文介绍了使用MSP430作为主处理器实现可充电的触屏遥控模块,该设计方案支持红外(IR)信号传输,且可扩展RF和NFC无线传输方式;用户输入采用触摸按键实现,设计简洁美观;系统可由电池供电,且自带可充电模块,可由USB或者直流电源适配器充电。TI的430系列MCU产品功耗低,可为便携式电子设备提供更长的使用寿命;其内嵌LCD驱动器,可以方便实时显示监测数据;其支持多种触摸按键实现方式,设计简便灵活。

  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。

  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。

  电源模块设计

  本系统采用电池供电,且设计了充电电路,支持USB或直流充电。电源经LDO稳压后输出3.3V供给MCU,保证MCU工作电压的稳定。其电路实现如图4所示。

  LCD及背光模块设计

  MSP430F6638自带LCD控制器,可方便地驱动段式LCD屏。屏幕背光亮度由Timer输出PWM波控制,调节方便。背光电路设计如图5所示。通过改变PWM的频率和占空比,可改变背光亮度,从而改变LCD屏视觉效果。

  触摸按键设计

  MSP430F6638自带比较器B,最多可支持12个触摸按键,比较器B的输出接入Timer的CLK输入端,当手指按下,触摸感应区电容值发生了变化,比较器翻转周期变长,比较器输出作为Timer的计数脉冲,在固定的时间内计数值变小,根据固定时间内Timer计数值的变化来判断按键动作。通过合适配置寄存器和软件算法处理,可实现触摸按键检测。电路设计如图6所示。注意为了降低噪声,每通道外接电阻不宜过小,可选500k左右。

  红外发射模块设计

  红外模块采用普通红外管实现,通过配置Timer输出合适的PWM波实现红外编码。红外发射瞬间电流较大,通过MCU的GPIO控制三极管驱动红外发射灯管,提高发射电流。红外发射模块需配合接收模块采用同样的编码格式实现通信。红外模块电路图如图7所示。

  本方案使用MSP430F6638作为主处理器,展示了用其实现触屏遥控器的电子模块设计实例。在遥控器,无线设备以及其它需要按键和显示的应用场合均可参考本方案。MSP430丰富的产品线也为前述应用场合提供了丰富的选择,客户可根据具体需求选择合适的产品,达到最优性价比。

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