通信与网络中的基于体感算法的多功能蓝牙遥控器的设计通信与网络中的基于体感算法的多功能蓝牙遥控器的设计
随着三网融合[1]的推进,多功能电视机顶盒已经进入了千家万户。电视除了能够收看电视节目外,视频点播、
浏览网页、多媒体游戏、视频通话等功能也已经或即将被引入现代电视(或电视机顶盒)中。因此,仅具有按键功
能的红外线遥控器已经无法满足如此众多的功能需求。为此,本文在普通遥控器的按键功能上增加了体感模块
和语音模块,引入了体感控制算法,并以蓝牙协议作为通信方式,设计了一款具有体感控制功能的多功能遥控
器。 1 系统总体设计 系统总体设计框图如图1所示。系统以HL1010芯片为控制核心,数字加速度传感
器、数字陀螺仪和地磁计的数据通过I2C总线传至HL1010的8051微控制器,经过滤波和体感算法
随着三网融合[1]的推进,多功能电视机顶盒已经进入了千家万户。电视除了能够收看电视节目外,视频点播、浏览网
页、多媒体游戏、视频通话等功能也已经或即将被引入现代电视(或电视机顶盒)中。因此,仅具有按键功能的红外线遥控器已
经无法满足如此众多的功能需求。为此,本文在普通遥控器的按键功能上增加了体感模块和语音模块,引入了体感控制算法,
并以蓝牙协议作为通信方式,设计了一款具有体感控制功能的多功能遥控器。
1 系统总体设计系统总体设计
系统总体设计框图如图1所示。系统以HL1010芯片为控制核心,数字加速度传感器、数字陀螺仪和地磁计的数据通过I2C
总线传至HL1010的8051微控制器,经过滤波和体感算法的处理,转化为主机服务端可用的数据,由HL1010的蓝牙控制器传
至主机服务端。8051微控制器对键盘模块进行键盘扫描,将键值通过蓝牙发送至主机服务端外,还可以进行简单的音频压缩
和解码,并通过蓝牙控制器和语音模块,完成遥控器和主机服务端的语音传输。遥控器中加入了E2PROM,用以存储程序和
初始化数据以及蓝牙通信所需的重连信息。电源管理模块用以管理各个模块之间的电源,达到节能和延长电池使用寿命的作
用。此外,串口接口为HL1010烧录程序的接口。
2 硬件设计硬件设计
2.1 HL1010接口及外围电路接口及外围电路
HL1010为蓝牙控制芯片,其特点是:除了具有独立的蓝牙控制核心外,还集成了一颗8051微控制器核心;具有28个独立
的GPIO,两路语音输入输出通道;集成了I2C和SPI控制器,便于外围设备的扩展;内部固化了键盘扫描固件,可以通过简单
的寄存器读写完成键盘扫描。
利用HL1010的外围电路,其中,GPIO10~GPIO17作为键盘行扫描,GPIO30~GPI-O37作为键盘列扫描;GPIO20~
GPIO27为电源管理GPIO,分别通过软件来控制加速度传感器、数字陀螺仪、地磁计、E2PROM、扬声器、振动电机等模块
的开关,以达到节能的作用;Pin44、45、48、49、50为语音模块接口,pin23、24为I2C接口。其余引脚为芯片的供电和射
频匹配电路。HL1010的外围电路可参考文献。
2.2 传感器模块传感器模块
表1为本设计中传感器的部分参数,三个传感器都通过I2C总线与主控芯片进行交互,电路设计较为简单。
3 软件设计软件设计