【正文】 第 25頁 黑龍江大學(xué) 印制 80C196 系列單片機(jī)內(nèi)設(shè) RS232收發(fā)器，但需要配置接口芯片實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。上層協(xié)議則在此基礎(chǔ)上以十六進(jìn)制數(shù)形式直接發(fā)更新鼠標(biāo)信息，包括：初始化報告：移動方向、距離、按鈕狀態(tài)。鼠標(biāo)工作所需功率從 RS232 串行接口的控制線上竊?。?PS/ USB 接口鼠標(biāo)除外）。根據(jù)此原理，我們可利用鼠標(biāo)的上位機(jī)驅(qū)動程式來設(shè)計測控系統(tǒng)中的編碼器讀取軟件。 四、 80C196 單片機(jī)鼠標(biāo)接口程序設(shè)計 80C196 單片機(jī)由于低格低、處理能力強(qiáng)，在信號分析、數(shù)據(jù)采集等很多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，在目標(biāo)系統(tǒng)中使用各種規(guī)格的液晶或 CRT 顯示器也越來越多。 利用單片機(jī)產(chǎn)生方波電路雖然程序非常簡單，但是頻率有比較高 的要求。單片機(jī)實現(xiàn)相應(yīng)功能的程序相對比較簡單，其流程圖如圖 7 所示。這種電路不僅能實現(xiàn)鼠標(biāo)的左擊功能，而且鼠標(biāo)所有的點擊都能實現(xiàn)。 畢業(yè)設(shè)計正文 第 19頁 黑龍江大學(xué) 印制 無線遙控鼠標(biāo)的設(shè)計和實現(xiàn) 在普通的光電鼠標(biāo)基礎(chǔ)上，研究鼠標(biāo)的的按鍵電平和滾輪的波形來實現(xiàn)鼠標(biāo)的左鍵和滾輪的功能 ，從而達(dá)到無線遠(yuǎn)距離的實現(xiàn)。當(dāng)發(fā)射機(jī)沒有按鍵按下時， PT2262 不接通電源，其 17腳為低電平， 315 MHz 的高頻發(fā)射電路不工作；當(dāng)有按鍵按下時， PT2262 上電工作，其第 17 腳輸出經(jīng)調(diào)制的串行數(shù)據(jù)信號，當(dāng) 17 腳為高電平時， 315 MHz 的高頻發(fā)射電路起振并發(fā)射等幅高頻信號，當(dāng) 17腳為低電平時， 315 MHz 的高頻發(fā)射電路停止振蕩，所以高頻發(fā)射電路完全受控于 PT2262 的 17 腳輸出的數(shù)字信號，從而對高頻電路完成幅度鍵控 (ASK)調(diào)制 ,相當(dāng)于調(diào)制度為 100％的調(diào)幅。 無線接收模塊沒有接收到空間的 315 MHz 信號時，輸出的只是干擾信號，解碼芯片 PT2272 輸出端 D0~D5 均為低電平。發(fā)射模塊用 ASK 方式調(diào)制，以降低功耗。基本方案如圖 1所示。 USB 驅(qū)動是 USB 開發(fā)中最困難的 , 開發(fā)工具可采用 Windows DDK 來實現(xiàn)。(2) 主循環(huán)部分 ,可以進(jìn)行中斷 。在接收部分 , 微處理器需要對收發(fā)器和接口芯片進(jìn)行控制 , 因此采用 Atmel 的 AT80C51。本系統(tǒng)中采用 AD 公司的 ADXL203 微加速度計檢測運動 , 這是一款電容式加速度計 , 溫度系數(shù)低、靈 敏度高、直流響應(yīng)好。 80C196 內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，該放大器的輸入輸出引腳為 XTAL1 和 XTAL2，它們跨接在晶體振蕩器和用于微調(diào)的電容，便構(gòu)成了一個自激勵振蕩器 電路中的 C C2 的選擇在 30PF 左右，但電容太小會影響振蕩的頻率、穩(wěn)定性和快速性。 當(dāng) 2764 處于讀方式下 和 均為低電平有效。 畢業(yè)設(shè)計正文 第 9頁 黑龍江大學(xué) 印制 根據(jù)實際操作的經(jīng)驗，下面給出這兩種復(fù)位電路的電容、電阻參考值。上電復(fù)位要求接通電源后，自動實現(xiàn)復(fù)位操作。 RS1， RS0： 8031 有四個 8 位工作寄存器 R0～ R7，用戶可以改變 RS1 和 RS0 的狀態(tài)來決定 R0～ R7 的物理地址。除法時， B 中存放除數(shù)及余數(shù)，而在 A 中存放被除數(shù)和商，其他情況可作為普通寄存器用。 使用時常在這些入口外安放一條絕對跳轉(zhuǎn)指令，使程序跳轉(zhuǎn)到擁護(hù)安排的中斷處理程序的起始地址，或從 0000H 外執(zhí)行一跳轉(zhuǎn)指令，跳轉(zhuǎn)到用戶設(shè)計的初始程序入口。當(dāng)外接程序存儲器的時候，單片機(jī)通過 P2 口和 P0 口輸出 16 位的地址，即可尋址的外部程序存 儲器單元的地址，使用 ALE 作為低 8 位地址鎖存器信號，再由P0 口讀回指令的代碼，用 PSEN 非作為外部程序存儲器的選通信號。 ALE/PROG（ 30 引腳）當(dāng) 8031 訪問外部存儲器時，包括數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器， ALE9 地址鎖存允許 0 輸入的脈沖的下沿用于鎖存 16 位地址的低 8 位，在不訪問外部存儲器的時候， ALE 仍有兩個周期的正脈沖輸出，其頻率為振蕩器的頻率的1/6，在訪問外存儲器的是候，在兩個周期中， ALE 只出現(xiàn)一次， ALE 斷可驅(qū)動 8 個LS TTL 負(fù)載，對于有片內(nèi) EPROM 的而言，在 EPROM 編程期間，此腳用于輸入編程脈沖 PROG。 串行口：它有一個全雙工的串行口，它可以實現(xiàn)計算機(jī)間或單片機(jī)同其它外設(shè)之間的通信，該并行口功能較強(qiáng)，可以做為全雙工異步通訊的收發(fā)器也可以作為同步移位器用。 由于 80C196 中無片內(nèi) ROM，且數(shù)據(jù)存儲器也不能滿足要求，經(jīng)擴(kuò)展 2762 和6264 來達(dá)到存儲器的要求，其結(jié)果通過顯示器來進(jìn)行顯示輸出。它以 MEMS 技術(shù)為依托 , 進(jìn)行一定 距離的無線操作 , 來控制屏幕光標(biāo)移動。一部分是無線通信，使用無線收發(fā)芯片 nRF2401 進(jìn)行無線發(fā)送和接收，并使用 80C196 單片機(jī)對該芯片進(jìn)行控制完成信息的無線傳遞功能。畢 業(yè) 論 文 正 文 第 1頁 黑龍江大學(xué) 印制 摘 要 鼠標(biāo)是人們?nèi)粘Ｊ褂玫碾娔X外設(shè) ,其技術(shù)的發(fā)展備受矚目。本文在分析了無線鼠標(biāo)的工作原理之后，將無線鼠標(biāo)接收器的設(shè)計主要分為兩部分。本文要 介紹的則是鼠標(biāo)發(fā)展的新階段 :MEMS 無線鼠標(biāo)。它由傳感器采集非電信號，從傳感器出來經(jīng)過功率放大過程，使信號放大，再經(jīng)過模 /數(shù)轉(zhuǎn)換成為計算機(jī)能識別的數(shù)字信號，再送入計算機(jī)系統(tǒng)的 相應(yīng)端口。 并行 I/O 口 ： MCS51 有四個 8 位的并行 I/O 口， P0， P1， P2， P3，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行輸出。在掉電時，此引腳接備用電源 VDD，以保持 RAM 數(shù)據(jù)不丟失，當(dāng) BVCC 低于規(guī)定的值時，而 VPD 在其規(guī)定的電壓范圍內(nèi)時， VPD 就向內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器提供備用電源。 80C196 程序存儲器 MCS51 系列單片機(jī)的內(nèi)部 ROM 是不同的， 8051 有 4K的 ROM，而 8751 則是4K 光可擦寫 EPROM，而我們所采用的 8031 則沒有片內(nèi)的 ROM，但是無論那種型號的芯片都可以在片外擴(kuò)展多達(dá) 64K 的片外程序存儲器，外部程序存儲器擴(kuò)展的大小以滿足系統(tǒng)要求即可，或有特殊要求或為了以后升級方便采用大容量的片外程序存儲器。 0023H 單元：串行口中斷入口地址。 寄存器 B：進(jìn)行乘除運算時，寄存器 B 有特定的用途，在乘時存放 一個乘數(shù)以及積的最高位， A 中存放另一個乘數(shù)以及積的低位。 F0： F0 常不是由機(jī)器來指令執(zhí)行中形成的，而是用戶根據(jù) 程序的需要進(jìn)行設(shè)置的，這個位一經(jīng)確定就可通過軟件測試來決定用戶程序的流向。 根據(jù)應(yīng)用的要求，復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電復(fù)位和上電或開關(guān)復(fù)位。當(dāng)單片機(jī)已在運行當(dāng)中時，按下復(fù)位鍵 K 后松開，也能使 RST 為一段時間的高電平，從而實現(xiàn)上電或開關(guān)復(fù)位的操作。在程序擴(kuò)展中，我們選用的地址鎖存器是 74LS373 當(dāng)三態(tài)門的 為低電平時，三態(tài)門處于導(dǎo)通狀態(tài)，允許 Q 端輸出，否則 為高電平，輸出為三態(tài)門斷開，輸出端對外電路呈高阻態(tài)，所以在這里 為低電平，這時當(dāng) G 端為高電平時，鎖存器輸出和輸入的狀態(tài)是相同的，當(dāng) G 由高電平下落為低電平時，輸入端 1D～ 8D 的數(shù)據(jù)鎖入 1Q～ 8Q 中。 我們系統(tǒng)采用內(nèi)部時鐘方式來為系統(tǒng)提供時鐘信號。若在 YZ 平面放置一 個雙軸加速度計檢測鼠標(biāo)的垂直運動和旋轉(zhuǎn)角度就構(gòu)成了三維鼠標(biāo)。因此采用 Atmel 的ATmega16 單片機(jī) , 它是一種高性能、低功耗的 AVR 單片機(jī) , 帶有 16K 字節(jié)的可編程Flash, 1K 字節(jié)的片內(nèi) SRAM, 3 個定時 /計數(shù)器 ,2 個可編程的串行 USART。單片機(jī)方面的單片機(jī)控制程序通常由三部分組成 : (1)初始化單片機(jī)和外圍設(shè)計 (如 PDIUSBD12)。 (4)硬件資源管理、電源管理等。本設(shè)計只考慮左鍵和滾輪的滾動方向來控制 PPT 的翻頁。發(fā)射功率較小；當(dāng)電壓 5 V 時約 100～ 200 m；當(dāng)電壓 9 V時約 300～ 500 m；當(dāng)發(fā)射電壓為 12 V 時 ,為最佳工作電壓 ,具有較好的發(fā)射效果，此時發(fā)射電流約 60 mA，空曠地傳輸距離 700～ 800 m,發(fā)射功率約 500 mW；當(dāng)電壓畢業(yè)設(shè)計正文 第 17頁 黑龍江大學(xué) 印制 大于 12 V 時功耗增大，有效發(fā)射功率不再明顯提高。由于頻率受溫度漂移影響大，采用了帶骨架的銅芯電感將頻率調(diào)整到 315 MHz 后封固。解碼芯片 PT2272 接收到信號后，其地址碼經(jīng)過兩次比較核對后， VT腳才輸出高電平，同時相應(yīng)的數(shù)據(jù)腳也輸出高電平，如果發(fā)送端一直按住按鍵，編畢業(yè)設(shè)計正文 第 18頁 黑龍江大學(xué) 印制 碼芯片也會連續(xù)發(fā)射。也就是說，只有在接收到 PT2272 的 VT 腳由低變高至少保持 20 ms 以上時系統(tǒng)才確認(rèn)按鈕按下。然后經(jīng)過反相后給鼠標(biāo)按鍵連接芯片的那一端，畢業(yè)設(shè)計正文 第 20頁 黑龍江大學(xué) 印制 這樣就可以實現(xiàn)鼠標(biāo)的點擊功能。單片機(jī)不僅可以產(chǎn)生方波電路，在鼠標(biāo)左擊時還可以實現(xiàn)反相功能。但對于本設(shè)計，實際范圍只要有 20～ 30 m就已經(jīng)足夠了。當(dāng)今各大中小學(xué)校的多媒體教室正在畢業(yè)設(shè)計正文 第 22頁 黑龍江大學(xué) 印制 以較快的速度普及，這種鼠標(biāo)能大大地改善多媒體教室的人機(jī)交互性能，因此具有很好的實際應(yīng)用價值。當(dāng)在平面上移動鼠標(biāo)時，通過機(jī)械或光學(xué)的方法把鼠標(biāo)滾輪移動的距離和方向轉(zhuǎn)換成脈沖信號傳送給計算機(jī)，計算機(jī)鼠標(biāo)驅(qū) 動程式將脈沖個數(shù)轉(zhuǎn)換成鼠標(biāo)的水平方向和垂直方向的位移量，從而控制顯示屏上光標(biāo)箭頭隨鼠標(biāo)的移動而移動。它首先將直線移轉(zhuǎn)換成角度位移，再轉(zhuǎn)變成數(shù)字量，然后與按鈕狀態(tài)統(tǒng)一編碼，通過 RS232 串口發(fā)出。幀格式為 7個數(shù)據(jù)位、 2個停止位，無奇偶校驗位。 例如： [6CH 02H 3AH]（ P1=6CH,P2=02H,P3=3AH）反饋出鼠標(biāo)向右移動了 2個單位，向上移動了 6 個單位，目前左鍵按下。 MAX232E 的 11腳（對應(yīng)的輸入腳為 14腳）設(shè)備高電平以保證 14 腳電 位為負(fù) RS232 電位，滿足鼠標(biāo)發(fā)送信號時的電平要求。由于鼠標(biāo)事件間隔不確定，采用掃描方式但會浪費 CPU 時間，還可能因來不及處理而丟失信息。具體處理過程可參看源程序?；?MEMS 的無線鼠標(biāo) , 在繼承這些優(yōu)點的基礎(chǔ)上 , 運用 MEMS 表面微加工和體硅加工的特殊工藝 , 集成微加速度計、單片機(jī)和射頻收發(fā)器 , 使系統(tǒng)在尺寸、性能等方面均優(yōu)于傳統(tǒng)的鼠標(biāo)。 畢業(yè)設(shè)計正文 第 27頁 黑龍江大學(xué) 印制 80C196 特殊功能寄存器預(yù)定義 R0 EQU 00H： Word SBUD EQU 07H： Byte INT_MASK EQU 08H： Byte INT_PEND EQU 09H:Byte BAUD_RT EQU 0EH:Byte IOP2 EQU 10H:Byte SP_CON EQU 11H:Byte SP_STAT EQU 11H:Byte IOC1 EQU 16H： Byte SP EQU 18H： Word ；通用寄存器預(yù)定義 RSEG AT ICH AX： DSW 1 DX： DSW 1 AL EQU AX： BYTE