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基于USB的无线键盘论文

唐山学院

设计题目:基于USB接口无线红外鼠标的设计与实现

系别:信息工程系班级: 07电气工程及其自动化(1)班姓名:张明指导教师:柳延领

2011年6月20 日

基于USB接口无线红外鼠标的设计与实现

摘要

随着科学技术的不断发展大规模集成电路、计算机、通信技术之间的关系也越来越紧密而且无线设备已经开始渗入到人们生活的方方面面。对于计算机来说 鼠标是人们平时最常用的电脑外设并且随着无线技术的普及以及工作场合的变化及需要人们越来越需要一种具有无线功能的鼠标 以此来实现生活和工作上的方便与舒适。

本文主要论述了基于USB接口无线红外鼠标的设计与实现。在本系统硬件设计中主要涉及单片机STC89C53和USB芯片CH375并且是单片机控制USB工作。本次设计思路主要由两部分组成:与鼠标相连的发送端和与计算机相连的接收端。发送端是红外发送芯片PT2262 IR 鼠标按键直接连接到PT2262 IR的I/O端口按键编码通过红外发射管发送到接收端。接收端子系统以STC89C53为核心在红

外接收芯片PT2272和USB芯片CH375辅助下通过USB通信接口把鼠标编码发送给主机 同时接收主机发送出来的命令。

最后本文详细描述了系统的调试过程及相关的运行结果从而进一步证明了采用USB接口的无线鼠标的可行性和正确性。

本文的设计方案在理论上可行实际产品也符合市场需求系统可以方便进行功能扩展 由此可见该系统有很广阔的发展前景。

关键词:红外PT2262 IR PT2272单片机USB CH375

USB Interface design based on the wirelesskeyboard

Summary

With the large scale integrated circuits, computers, communicationtechnology, rapid development and mutual integration of wireless deviceshas begun to infiltrate every aspect of people' s lives. The keyboard isthe everyday use of computer peripherals, along with the popularity ofwireless technology and changes in the workplace, there is a growingneed for a wireless keyboard with the lives of people working to bringnew experience.

This paper discusses the USB interface on the design andimplementation of wireless keyboard. In the system hardware design toSTC89C52 chip as the core, USB chip under their control coordination.USB-based wireless keyboard has two major subsystems: the sending endwith the keyboard connected to the system and computer system connectedto the receiver. Send terminal system is based on infrared send chipPT2262 IR the core, the keyboard is connected directly to PT2262 IR I/O

ports, keyboard keys code sent to the launch tube through the infraredreceiver. Receiving terminal system STC89C52 as the core, in theinfrared receiver chip and the USB chip CH375 PT2272 assisted by USBcommunication interface, the keyboard code sent to the host, while thereceiving host sends out the command.

The final system is described in detail the system debugging processand related operating results, which further proved that the wirelesskeyboard with USB interface, the feasibility and correctness.

Design of this article possible in theory, practical products tomeet market demand, the system can easily expand the functionality, wecan see that the system has a broad development prospects.

Key words: infrared;PT2262 IR;PT2272;MCU;USB;CH375

目录

1引

言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 1. 1研究目的和

意

义. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 1.2红外遥控技术的发展和应

用. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . 1 1.3本文主要工

作. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2

2系统的设计原

理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 2. 1 USB简

介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

2. 1. 1 USB的历史及发

展. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . .3

2. 1.2 USB的特

点. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

2. 1.3 USB协议和HID键盘的实

现. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

2.2无线键盘原

理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

3硬件电路设

计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8 3. 1键盘控制

器. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8 3.2红外发射接收芯

片. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

3.2. 1 PT2262

IR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

3.2.2

PT2272. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

3.2.3 PT2262 IR/2272芯片的地址编码设定和修

改. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12

3.3单片机

STC89C52. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12

3.3. 1主要工作特

性. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . .13

3.3.2 STC89C52各引脚功

能. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . 13

3.3.3单片机最小系

统. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . .14 3.4 USB总线接口芯片

CH375. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . 15

3.4. 1概

述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

3.4.2 CH375特

点. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

3.4.3接口说

明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

3.4.4 CH375与单片机的连

接. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . 18

3.4.5内部结

构. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

3.4.6应

用. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

4系统软件设

计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22 4. 1 USB描述

符. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22 4.2系统主程

序. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26

4.3 CH375初始

化. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27

4.4枚举过

程. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27

4.5控制按键的判

别. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28 5系统调

试. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30

5. 1硬件调

试. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30

5. 1. 1制作感光板电

路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . .30

5. 1.2焊接调

试. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31

5. 1.3键盘编码、红外发送接收调

试. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31

5. 1.4单片机及CH375芯片调

试. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

32

5.2软件调

试. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32

5.3样机图

片. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34结

论. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36

谢

辞. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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参考文

献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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录. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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附录一发送端电

路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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附录二接收端电

路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40

附录三源程

序. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41外文资

料. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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唐山学院毕业设计

1引言

1. 1研究目的和意义

随着计算机技术迅速发展和计算机的迅速普及计算机已经渗入到人们生活的每一个角落。人们在享受计算机给人们带来的高效率和方便的同时也受到了一些限制:每台计算机的背面都是一大堆各种各样的接口各种各样的电缆将许多设备连成一个系统各种电缆混在一起连接起来不方便。每一个键盘只能同时接一台计算机 由于需要把键盘通过电缆连接到计算机主机上面这也限制了人们的移动范围。

由于要采用电缆连接这限制了键盘使用的灵活性。传统的电脑桌不合理的设计人们不得不将键盘鼠标放在电脑桌前继续承受着伏案操作电脑带来的腰酸背疼、手腕酸疼、 电脑辐射、视力下降等种种伤害。因此人们希望有一种能够取代电缆的短距离无线低功耗的连接技术 以解决这个问题。在这种需求推动下基于USB无线键盘应运而生。无线键盘与电脑间没有直接的物理连线通过红外线或无线电波将输入信息传送给特制的接收器。接收器的连接与普通键盘基本相同也只需简单地连接到USB口等上。无线键盘的优势就是没有线的束缚移动自由。