iMouse多功能空中鼠標(biāo)

　　系統(tǒng)方案

　　此系統(tǒng)的電路原理如圖1所示。電路可分為空中鼠標(biāo)主體電路與接收電路兩個(gè)部分，主體電路由兩節(jié)7號(hào)電池進(jìn)行供電，而接收電路由USB總線進(jìn)行供電。主體電路為時(shí)代民芯公司的MXT8051控制器為核心，實(shí)時(shí)獲取MEMS加速度傳感器與各個(gè)按鍵以及滾輪的狀態(tài)信息，通過信號(hào)處理技術(shù)進(jìn)行處理后，整合成符合HID報(bào)告規(guī)范的數(shù)據(jù)包格式，傳送給無線射頻系統(tǒng)模塊。無線射頻模塊再通過一定的通訊協(xié)議發(fā)送給空中鼠標(biāo)接收電路。接收電路接收到有效的數(shù)據(jù)包后，通過USB接口將HID報(bào)告送到計(jì)算機(jī)，完成鼠標(biāo)的一次輸入過程。

　　同時(shí)，MXT8051也控制一些LED，指示鼠標(biāo)的狀態(tài)，也使鼠標(biāo)更加美觀。

　　硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　從上面的介紹中，可以把整個(gè)硬件系統(tǒng)細(xì)分為以下幾個(gè)主要模塊：鼠標(biāo)主體電路控制模塊、MEMS運(yùn)動(dòng)傳感器模塊、無線收發(fā)模塊和USB電路模塊。各個(gè)模塊之間相互配合工作。下面，將對(duì)各個(gè)模塊逐一進(jìn)行介紹。

　　主體電路控制模塊

　　主體電路的控制模塊以MXT8051微控制器為核心。MXT8051是北京時(shí)代民芯科技有限公司近期推出的一款高性能8位MCU，以高速單指令周期 8051 為核心。電路擁有豐富的外設(shè)，包括 PWM、UART、WDT，Timer 等，大容量存儲(chǔ)器，內(nèi)嵌 32Kx8 可在線編程 flash，10 位 AD，8 位 DA，若干OP，36x4 LCD driver、POR、LDO 以及可編程增益放大器(PGA)等模擬電路。電路集成片上調(diào)試系統(tǒng)，通過標(biāo)準(zhǔn)JTAG接口，快速診斷復(fù)雜 SoC，該調(diào)試系統(tǒng)具有不占用任何硬件資源可進(jìn)行全速和單步運(yùn)行、支持硬件斷點(diǎn)、軟件斷點(diǎn)、以及觀察內(nèi)部特殊功能寄存器、程序指針和內(nèi)部 RAM 等功能。

　　本系統(tǒng)中，使用GPIO口來捕捉按鍵狀態(tài)。用外部中斷計(jì)數(shù)滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)，并同時(shí)用GPIO口判斷轉(zhuǎn)動(dòng)的方向。MXT8051控制器中并沒有SPI接口，這里，使用軟件模擬的方法來獲得SPI接口，驅(qū)動(dòng)MEMS芯片和CC2400。MXT8051控制器提供了3路PWM輸出，這里采用這3路PWM輸出驅(qū)動(dòng)3個(gè)LED，用以指示鼠標(biāo)的狀態(tài)。此部分電路如圖2所示。

　　MEMS運(yùn)動(dòng)傳感器模塊

　　MEMS主要包括微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器和相應(yīng)的處理電路等幾部分，它是在融合多種微細(xì)加工技術(shù)，并應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)的最新成果的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的高科技前沿學(xué)科。MEMS技術(shù)的發(fā)展開辟了一個(gè)全新的技術(shù)領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)，在航空、航天、汽車、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)控、軍事以及幾乎人們所接觸到的所有領(lǐng)域中都有著十分廣闊的應(yīng)用前景。MEMS技術(shù)正發(fā)展成為一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè)。

　　LIS3LV02DL是ST的一款三軸線性加速度傳感器。2g/6g量程可選。提供I2C或SPI雙重?cái)?shù)據(jù)接口。可編程12位或16位數(shù)據(jù)輸出。多種觸發(fā)事件可選。

　　這里用此MEMS器件來獲取鼠標(biāo)的運(yùn)動(dòng)，并將獲取的數(shù)據(jù)處理成鼠標(biāo)動(dòng)作數(shù)據(jù)，發(fā)送給USB模塊電路。電路原理如圖3所示。