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1、創(chuàng)新實踐課程總結(jié)報告 報告名稱：基于Arduino的遙控PPT播放系統(tǒng)設計 學 院： 信息工程與自動化學院 專 業(yè)： 物聯(lián)網(wǎng)工程 學 號： 學生姓名： 指導教師： 日 期： 2016年6月17日 l 題目：基于Arduino的遙控PPT播放系統(tǒng)設計l 內(nèi)容：一、緒論1. Arduino簡介 Arduino是目前較為流行的電子互動平臺，基于單片機系統(tǒng)開發(fā)，具有使用簡單、功能多樣、價格低廉等優(yōu)點，廣泛應用于電子系統(tǒng)設計和互動產(chǎn)品開發(fā)方面。 Arduino是2005年1月由米蘭交互設計學院的兩位教師David Cuartielles和Massimo Banzi聯(lián)合創(chuàng)建，是一塊基于開放原始代碼的Sim

2、ple IO平臺，該平臺由兩部分組成：硬件(包括微處理器、電路板等)和軟件(編程接口和語言)。平臺的兩部分都是開源的，如果需要，可以下載Arduino的圖表、購買需要的所有獨立部件、切割電路板并制作一個電路板。Arduino具有類似java、C語言的開發(fā)環(huán)境。可以快速使用Ardu ino語言與Flash或Processing等軟件完成互動作品。Arduino能夠使用開發(fā)完成的電子元件，如Switch、Sensors或其它控制器、LED、步進電機或其它輸入輸出裝置，同時，Arduino也可以成為獨立與軟件溝通的平臺，如flash、Processing、MaxMSP或其它互動軟件。 Arduino

3、能通過各種各樣的傳感器來感知環(huán)境，通過控制燈光、馬達和其他的裝置來反饋、影響環(huán)境。板子上的微控制器可以通過Arduino的編程語言來編寫程序，編譯成二進制文件，燒錄進微控制器。對Arduino的編程是利用 Arduino編程語言 (基于 Wiring)和Arduino開發(fā)環(huán)境(基于 Processing)來實現(xiàn)的。基于Arduino的項目，可以只包含Arduino，也可以包含Arduino和其他一些在PC上運行的軟件，他們之間進行通信 (比如 Flash,Processing, MaxMSP)來實現(xiàn)。Ardunio平臺特點： Arduino在開發(fā)之初，就明確了其應用環(huán)境，設計了開源開放的平臺，

4、便于對其進行二次開發(fā)。Arduino的主要功能特點如下： 1)開放源代碼的電路圖設計。程序開發(fā)接口免費下載，也可依需求自己修改。 2)使用低價格的微處理控制器(ATmega8或ATmega128)。可以采用USB接口供電，不需外接電源，也可以使用外部9VDC輸入。 3)支持ISP線上燒入器，將Bootloader固件燒入芯片。Arduino控制器內(nèi)帶Bootloader程序，是系統(tǒng)上電后運行的第一段代碼，就好比PC機BIOS中的程序，啟動就進行自檢，配置端口等等，當然，單片機是靠燒寫熔絲位來設定上電從boot區(qū)啟動的，使用這個程序就可以直接把從串口發(fā)來的程序存放到flash區(qū)中。所以，使用Ar

5、duino編譯環(huán)境下載程序時，就先讓單片機復位，啟動Boodoader程序引導串口發(fā)過來的程序順利寫入flash區(qū)中，flash可以重復燒寫，因此想更新軟件非常方便。有了Bootloader之后，可以通過串口或者USB to RS232線更新固件。 4)可依據(jù)官方提供的PCB和SCH電路圖，簡化Arduino模組，完成獨立運作的微處理控制。 5)可簡單地與傳感器，各式各樣的電子元件連接，如紅外線、超音波、熱敏電阻、光敏電阻、伺服馬達等。 6)支持多樣的互動程序，如Flash，MaxMSP，VVVV，PureData，C，Processin等。使用低價格的微處理控制器。 7)應用方面，利用hrd

6、uino，突破以往只能使用鼠標、鍵盤、CCD等輸入的裝置的互動內(nèi)容，可以更簡單地達成單人或多人游戲互動。Ard uino的功能特點，使其得到了越來越廣泛的應用。2. 本次實踐所選項目要完成的工作 1) 根據(jù)接線圖連接好板子、紅外接收模塊、響應模塊； 2）編輯代碼，對原紅外遙控代碼做出相關系統(tǒng)功能的更改； 3）編譯代碼，將板子和電腦連接上，下載程序進板子； 4）使用紅外遙控器進行遙控，調(diào)試相應功能； 5）調(diào)試之后對代碼進行相應改進，最后完成系統(tǒng)； 6）理解整個系統(tǒng)的所有代碼。二、系統(tǒng)結(jié)構分析1.硬件基本組成控制器：ardunio開發(fā)板輸入、輸出：紅外遙控模塊（VS1838B紅外接收頭、CARmp

7、3遙控器、面包板、線、開發(fā)板）、響應模塊（蜂鳴器、LED燈、電阻、PC） VS1838B紅外接收頭：VS1838B內(nèi)含高速高靈敏度PIN光電二極管和低功耗、高增益前置放大IC,采用環(huán)氧樹脂封裝外加外屏蔽抗干撓設計，該產(chǎn)品已經(jīng)通過REACH和SGS認證屬于環(huán)保產(chǎn)品，在紅外遙控系統(tǒng)中作為接收器使用。結(jié)構圖：原理圖：CARmp3遙控器：遙控器由紅外接收及發(fā)射電路、信號調(diào)理電路、中央控制器8031.程序及數(shù)據(jù)存儲器、鍵盤及狀態(tài)指示電路組成2. 硬件連線圖或硬件結(jié)構框圖三、系統(tǒng)軟件設計1.基本功能 通過紅外遙控模塊和響應模塊對鼠標和鍵盤進行控制，實現(xiàn)遙控器控制鼠標移動至一PPT文件處并點擊它，進入WPS

8、，再控制鼠標移動至播放按鈕處，點擊開始播放，PPT全屏后，再通過遙控器控制PPT的翻頁，實現(xiàn)PPT的播放功能，同時串口監(jiān)視器顯示相應的按鍵信息（用戶碼、數(shù)據(jù)碼、數(shù)據(jù)反碼）。 由于系統(tǒng)的可靠性不是特別高，遙控器經(jīng)常需要按好幾次才能成功接收到信號，所以增加接收成功反饋功能，即只有在一次按鍵后系統(tǒng)成功運行后會有LED燈閃一下和蜂鳴器響一下。2.模塊設計2.1紅外遙控模塊：（VS1838B紅外接收頭、CARmp3遙控器、面包板、線、開發(fā)板）2.11實現(xiàn)原理使用者每按下一個控制鍵，CPU從指定的存儲單元中讀取一系列的二進制數(shù)據(jù)，串行輸出給信號保持電路，同時由調(diào)制電路將信號調(diào)制在一個特定的載波平率上，將調(diào)

9、制信號經(jīng)放大后，由紅外線發(fā)射二極管進行發(fā)射，紅外接收裝置濾掉其他雜波只接受該特定載波頻率上的信號并將其還原成脈沖碼。此時開發(fā)板端由定時器提供一個時鐘頻率對脈沖進行檢測、解碼，這里就需要了解遙控器的編碼方式以及數(shù)據(jù)格式，編碼方式：NEC協(xié)議遙控器發(fā)出的二進制脈沖碼載波頻率是38kHz，采用脈沖寬度調(diào)制，每一位的時間為1.125ms或2.25ms，邏輯1和邏輯0；一個消息是由一個9ms的高電平開始，隨后有一個4.5ms的低電平,之后就是信息碼了.數(shù)據(jù)格式：包括用戶碼、數(shù)據(jù)碼和數(shù)據(jù)反碼共占32位。數(shù)據(jù)反碼可用于對數(shù)據(jù)的糾錯。根據(jù)編碼原理，系統(tǒng)通過remote_decode(void)譯碼函數(shù)根據(jù)特定

10、時間間隔的高低電平信號（9ms、4.5ms已在代碼中標出）調(diào)用void pulse_deal()接收地址碼和命令碼脈沖函數(shù)進行解碼；而pulse_deal()函數(shù)先是調(diào)用logic_value()判斷邏輯值0和1子函數(shù)得到脈沖的二進制值，再將二進制數(shù)存入之前定義好的變量中；logic_value()函數(shù)則又是通過特定的高低電平時間間隔(560us、560us已在代碼中標出)識別出邏輯0和1傳給pulse_deal()函數(shù)。系統(tǒng)通過以上三個函數(shù)將系統(tǒng)接收到的脈沖信號進行解碼得到adrL_code 、adrH_code 、ir_code 三個變量分別為用戶碼、數(shù)據(jù)碼、數(shù)據(jù)反碼，再將變量傳給響應模塊

11、，最終實現(xiàn)系統(tǒng)功能。2.12、關鍵代碼void timer1_init(void)/定時器初始化函數(shù) TCCR1A = 0X00; TCCR1B = 0X05;/給定時器時鐘源/64us進行一次計數(shù)器累加TCCR1C = 0X00; TCNT1 = 0X00; TIMSK1 = 0X00; /禁止定時器溢出中斷 char logic_value()/判斷邏輯值“0”和“1”子函數(shù) TCNT1 = 0X00; while(!(digitalRead(IR_IN); /低等待Pulse_Width=TCNT1; TCNT1=0; if(Pulse_Width=7&Pulse_Width=7&Pul

12、se_Width=25&Pulse_Width=27) /接著高電平1.7ms return 1; return -1; void pulse_deal()/接收地址碼和命令碼脈沖函數(shù) int i; int j; ir_code=0x00;/ 清零adrL_code=0x00;/ 清零adrH_code=0x00;/ 清零/解析遙控器編碼中的用戶編碼值for(i = 0 ; i 16; i+) if(logic_value() = 1) /是1 ir_code |= (1i);/保存鍵值 /解析遙控器編碼中的命令碼for(i = 0 ; i 8; i+) if(logic_value() =

13、1) /是1 adrL_code |= (1i);/保存鍵值 /解析遙控器編碼中的命令碼反碼for(j = 0 ; j 8; j+) if(logic_value() = 1) /是1 adrH_code |= (1=140&Pulse_Width=68&Pulse_Width=34&Pulse_Width=7&Pulse_Width=10)/560us return; 2.2、響應模塊（蜂鳴器、LED燈、PC）2.21、遙控器按鍵對應響應功能3121：上一頁3：下一頁6542：鼠標上移 8：鼠標下移4：鼠標左移86：鼠標右移5：確定2.22、響應原理通過紅外遙控模塊傳遞的變量adrL_cod

14、e使Deal_Print()函數(shù)作出響應，響應分為三部分： 1.鼠標和鍵盤的響應： Mouse.move(); Keyboard.press(); 2.蜂鳴器和LED燈：BuzzerDi();digitalWrite(LED,HIGH); 3.串口顯示按鍵相關信息：remote_deal() （該函數(shù)在InfraredRemote.h中）。2.2.3、關鍵代碼#include InfraredRemote.h#include #define Buzzer 3#define LED 13void setup() Serial.begin(9600); pinMode(IR_IN,INPUT_PU

15、LLUP);/設置紅外接收引腳為輸入Serial.flush();/清除串口緩沖器內(nèi)容函數(shù)。 timer1_init();/定時器初始化 Keyboard.begin(); Mouse.begin(); pinMode(Buzzer,OUTPUT);/蜂鳴器為IO輸出 digitalWrite(Buzzer,LOW); pinMode(LED,OUTPUT);/LED為IO輸出 digitalWrite(LED,LOW); void loop() remote_decode(); /譯碼Deal_Print(); void Deal_Print() /響應 if(adrL_code !=0x0

16、0) BuzzerDi(); digitalWrite(LED,HIGH); delay(200); digitalWrite(LED,LOW); if( adrL_code = 0x0c)Serial.println(The previous one); Keyboard.press(KEY_LEFT_ARROW);/向電腦發(fā)送向左按鍵按下的指令 delay(50); Keyboard.releaseAll();else if( adrL_code = 0x18 )Serial.println(Up); Mouse.move(0,-20);else if( adrL_code = 0x5e

17、)Serial.println(The next one); Keyboard.press(KEY_RIGHT_ARROW);/向電腦發(fā)送向right按鍵按下的指令 delay(50); Keyboard.releaseAll();else if(adrL_code = 0x08 )Serial.println(Left); Mouse.move(-20, 0);else if( adrL_code = 0x1c )Serial.println(Confirm); /雙擊 Mouse.click(MOUSE_LEFT); delay(300); Mouse.click(MOUSE_LEFT);

18、 else if( adrL_code = 0x5a )Serial.println(Right); Mouse.move(20, 0); else if( adrL_code = 0x52)Serial.println(Down); Mouse.move(0,20); adrL_code = 0x00;/變量重新賦初值 adrH_code = 0x00; ir_code = 0x00;void BuzzerDi() digitalWrite(Buzzer,HIGH);/蜂鳴器響 delay(50); digitalWrite(Buzzer,LOW);/蜂鳴器關閉四、成果1. 結(jié)論以上設計在實際操作后可以實現(xiàn)，支持設計的功能。2. 系統(tǒng)運行情況（文字描述、截圖）接好線：以下圖片為之前測試時的照片，還未加上蜂鳴器和LED燈?？刂埔苿邮髽酥罰PT文件處：控制鼠標雙擊打開文件：打開文件后控制鼠標移至播放按鈕：控制鍵盤的right鍵，實現(xiàn)下一頁：得到下一頁面：控制鍵盤的left鍵，得到上一頁：最后安裝上蜂鳴器和LED后測試，按下并成功接收到時LED燈變亮。串口助手數(shù)據(jù)：以下為按下各個按鍵后的結(jié)果5、 總結(jié)與體會