CN203433700U - 一种多媒体教学中的激光电子教鞭设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多媒体教学中的激光电子教鞭设备，该设备由手持装置和接收端子组成，接收端子直接与PC电脑连接，其中手持装置包括电池仓、键盘模块、第一微控制器、无线通信发射模块、激光发射模块，接收端子包括无线通信接收模块和第二微控制器。所述手持装置为圆柱体，电池仓盖与按键位于圆柱体的侧面上，该圆柱体位于按键以下的侧面上涂有磨砂质感的防滑层，该圆柱体的顶面上设置有激光发射模块，该圆柱体的底面上设置有一套绳。该设备电路简单，成本低廉，可操作性强，使用USB2.0接口，硬件有即插即用和热插拔功能，同时使传送距离增加，降低了耗能，增强了抗干扰的能力。

Description

一种多媒体教学中的激光电子教鞭设备

技术领域

本实用新型涉及多媒体辅助教学技术领域，特别涉及一种多媒体教学中的激光电子教鞭设备。

背景技术

教鞭是传统“黑板-粉笔”教学方式强有力的辅助工具。使用教鞭主要是为了更好地指引学生听课，使学生跟随教师的教学思路和讲解内容进行思考。而随着现代教育技术的发展与普及，在许多课程中，传统“黑板-粉笔”教学方式己渐渐被多媒体教学方式所取代。当前实现计算机辅助多媒体教学的主要方式是:教师上课时，将事先制作好的多媒体教学课件在计算机上打开，将其内容通过投影仪放映出来，显然，传统的教鞭在此己无用武之地，因而大多数教师选择了红色激光笔或者鼠标光标等来代替教鞭。但无论是激光笔还是光标，在屏幕上都是一瞬即逝的，无法留下痕迹，所以其作为教鞭的功能非常有限。

此外，多媒体幻灯片放映辅助教学，有助于提高教学质量。但在使用幻灯片放映软件时，教师需要在计算机旁边操作鼠标才能够实现幻灯片的放映，这在很大程度上限制了教师肢体语言的发挥，同时也限制了与学生的互动。

因此，如何辅助教师进行课堂教学，让教师的肢体语言得以充分发挥，并且增加与学生间的互动，已成为急需解决的技术问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述缺陷，本实用新型的目的是提供一种多媒体教学中的激光电子教鞭设备，该设备电路简单、成本低廉、可操作性强，对提升教学质量有着很好的辅助作用。

为达上述目的，本实用新型采取如下方案：

一种多媒体教学中的激光电子教鞭设备，该设备由手持装置和接收端子组成，接收端子直接与PC电脑连接，其中手持装置包括电池仓、键盘模块、第一微控制器、无线通信发射模块、激光发射模块，接收端子包括无线通信接收模块和第二微控制器，其特征在于：

电池仓内放置两节7号普通干电池，以为设备中各个模块供电；

键盘模块中包括2个按键，键盘模块与第一微控制器连接，将键值发送给第一微控制器；

第一微控制器和第二微控制器均采用STC89C52，第一微控制器与无线通信发射模块连接，将键值通过该发射模块发送给接收端子，第二微控制器与无线通信接收模块连接，接收键值数据，并通过串口传送给CP2102，由CP2102转换后发给PC电脑；

无线通信发射模块和无线通信接收模块均采用nRF24L01芯片；

所述手持装置为圆柱体，电池仓盖与按键位于圆柱体的侧面上，且按键位于电池仓盖的上方，该圆柱体位于按键以下的侧面上涂有磨砂质感的防滑层，该圆柱体的顶面上设置有激光发射模块，该圆柱体的底面上设置有一套绳。

本实用新型具有以下优点和积极效果：

1）nRF24L01是挪威Nordic VLSI公司单片无线GFSK收发芯片，工作于2.4GHz的ISM频段，内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块，无线传输率可达2Mbit/s，另外其独创的MultiCeiver技术可以同时支持6个无线器件的接收。

2）电路简单，成本低廉，可操作性强，使用USB2.0接口，硬件有即插即用和热插拔功能，同时使传送距离增加，降低了耗能，增强了抗干扰的能力，和市场上基于红外设计的设备相比有不受接收角度限制的优点。

附图说明

图1为手持装置的立体图；

图2为系统组成原理图；

图3为微控制器与无线通信模块的硬件连接图；

图4为微控制器与USB芯片的硬件连接图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。

该设备的正视图如图1所示。该设备由手持装置和接收端子组成，接收端子直接与PC电脑连接，其中手持装置包括电池仓、键盘模块、第一微控制器、无线通信发射模块、激光发射模块，接收端子包括无线通信接收模块和第二微控制器。电池仓内放置两节7号普通干电池，以为设备中各个模块供电，键盘模块中包括2个按键，键盘模块与第一微控制器连接，将键值发送给第一微控制器。2个按键中的一个用于开关激光发射模块，另一个用于控制PPT的翻页。通过激光发射模块发射出的激光，老师可以很方便的定位到PPT中需要讲解的地方。手持装置为圆柱体，老师在握持的时候手感较方形要良好一些。此外，该手持装置的底部设有一套绳，可以套在老师的手上，上课时老师不需要一直握住手持装置，方便老师进行肢体语言的表达。

系统组成原理图如图2所示。用户按下按键，第一微控制器接收键值并将其传输给无线通信发射模块，并控制无线模块的信号收发，实现短距离无线数据通信。第二微控制器将接收的键值通过USB串口发送给PC电脑，PC电脑根据发送过来的数据可以实现控制PPT翻页的功能，进而实现多媒体教学中的模拟鼠标的功能。

微控制器采用STC89C52，STC89C52单片机是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。STC89C52具有P0、P1、P2、P3四个I/O口。本系统主要通过IO口来控制各部分电路以及无线模块的通信，32位I/O口控制线足以满足系统功能需求。

nRF24L01射频芯片各引脚的具体功能如下：CE为发射和接收的使能端、CSN为SPI的使能端、SCK为SPI时钟输入、MOSI为SPI数据主输出从输入端、MISO为SPI数据主输入从输出端、IRQ为中断输出、VDD_PA给功率放大器供电1.8V、IREF为参考电流端。VDD为电源端，接3V直流电源，且并联两个电容去耦，对干扰信号进行滤波，提高系统的稳定性，VSS为参考接地端，XC1、XC2为晶振端，设计中接16M晶振为芯片提供时钟信号，可调节振幅，达到低电流消耗和较好的无线信噪比，ANT1、ANT2为天线接口端，设计采用PCB天线，尤为重要的是，天线下面不要铺铜，以免影响数据包的发送与接收。

由于STC89C52没有SPI口，所以用P2口作为SPI口，用软件模拟SPI时序。STC89S52和nRF24L01的硬件连接图如图3所示。

微控制器与USB芯片的硬件连接图如图4所示。第二微控制器STC89C52与USB接口芯片CP2102相连，将键值数据通过串口直接传送给CP2102转换芯片，CP2102利用内部转换器，转换为USB协议格式，通过电脑的USB口传送给电脑。CP2102无需外部电阻和晶体，并且厂商免费提供驱动程序，大大简化了开发过程。可以将接收模块制作成类似于U盘的形式，直接插在PC电脑上使用（图中未示出）。

本实用新型的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围内，则本实用新型的意图也包含这些改动和变形在内。

Claims (1)

1.一种多媒体教学中的激光电子教鞭设备，该设备由手持装置和接收端子组成，接收端子直接与PC电脑连接，其中手持装置包括电池仓、键盘模块、第一微控制器、无线通信发射模块、激光发射模块，接收端子包括无线通信接收模块和第二微控制器，其特征在于：

电池仓内放置两节7号普通干电池，以为设备中各个模块供电；

键盘模块中包括2个按键，键盘模块与第一微控制器连接，将键值发送给第一微控制器；

第一微控制器和第二微控制器均采用STC89C52，第一微控制器与无线通信发射模块连接，将键值通过该发射模块发送给接收端子，第二微控制器与无线通信接收模块连接，接收键值数据，并通过串口传送给CP2102，由CP2102转换后发给PC电脑；

无线通信发射模块和无线通信接收模块均采用nRF24L01芯片；

所述手持装置为圆柱体，电池仓盖与按键位于圆柱体的侧面上，且按键位于电池仓盖的上方，该圆柱体位于按键以下的侧面上涂有磨砂质感的防滑层，该圆柱体的顶面上设置有激光发射模块，该圆柱体的底面上设置有一套绳。

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