基于加速度芯片的空間鼠標設計畢業(yè)論文-文庫吧資料
2025-07-03 19:34本頁面
【正文】 8 TLC549時序圖在I/O CLOLK的第4個下降沿開始系統(tǒng)內(nèi)部進行采樣，在I/O CLOLK的第8個下降沿后進行轉換。該端口為三態(tài)輸出端口。I/O CLOLK接受串行時鐘并實現(xiàn)下列兩個功能：①在I/O CLOLK的第4個下降沿，模擬輸入電壓開始對電容陣列充電直到I/O CLOLK的第8個下降沿，以便在片內(nèi)形成模擬轉換電壓。最大輸入電壓的范圍由REF+和REF之間的電壓差值決定。CS芯片使能端。5）提供8腳DIP，20腳FK封裝。3）片內(nèi)有系統(tǒng)時鐘。TLC549的特性如下[3]：1）8位分辨率A/D轉換器，串行輸出。本文采用Texas Instruments公司的CMOS工藝8位串行逐次逼近型的A/D轉換器TLC549。取R=1KΩ，C=，則可以計算出截至頻率為f=1/2πRC=,由于加速度芯片的工作頻率遠小于此，所以可以達到濾除高頻噪聲的目的。為抑制噪聲對輸出的影響，MMA7260QT通常需外接濾波電路。產(chǎn)品還提供休眠模式，因而是電池充電的手持設備產(chǎn)品的理想之選。MMA7260QT低成本微型電容式加速計采用了信號調(diào)理、單極低通濾波器和溫度補償技術，并且提供重力加速度選擇功能，從而實現(xiàn)了在4個靈敏度中的選擇。 信號采集模塊 該模塊通過加速度傳感器檢測加速度信息并以模擬量輸出，通過A/D轉換，讀入到單片機中，經(jīng)處理后即可送入鼠標模塊控制光標的運動。如圖31所示圖31 鼠標硬件系統(tǒng)模塊其中加速度采集模塊包括加速度傳感器和A/D轉換芯片兩部分，加速度處理模塊為微處理器部分，通過加速度信號采集模塊采集到加速度信號后送入加速度處理模塊，經(jīng)微處理器處理后產(chǎn)生相應的方波脈沖以控制鼠標電路。由于不需要滾輪，所以該鼠標可實現(xiàn)空中操作。[11]圖21 譯碼論和光敏傳感器工作原理本文設計的為一個基于加速度傳感器的空間鼠標，是在傳統(tǒng)的機械鼠標的基礎上經(jīng)過改造成的。從而產(chǎn)生的脈沖A和脈沖B有一定的相位差。故當譯碼輪轉動時，紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線時而照在光敏傳感器上，時而被阻斷，從而使光敏傳感器輸出脈沖信號。光敏傳感器內(nèi)部沿垂直方向排列有2個光敏晶體管A和B。 拖動鼠標器時，由于小球帶動3個滾軸轉動，X軸方向和Y軸方向滾軸又各帶動一個轉軸(稱為譯碼輪) 轉動。為了實現(xiàn)鼠標的功能，需選擇一個靈敏度較高的加速度傳感器。靈敏度是微加速度計最重要的性能系數(shù)之一，其定義為每單位加速度變化的大小。第二章 系統(tǒng)概述 系統(tǒng)要求與條件該系統(tǒng)需要考慮兩個重要的因素：精確性和靈敏度。第六章，結論。第五章，鼠標系統(tǒng)調(diào)試。第四章，鼠標系統(tǒng)的軟件設計。第三章，鼠標系統(tǒng)的硬件設計。第二章，系統(tǒng)概述。本文的內(nèi)容安排如下：第一章，緒論。本文的主要工作為：通過對加速度傳感器特性的研究，設計出合理的硬件電路，采集人手移動的加速度信息，以控制光標的移動。在臺灣地區(qū)，臺灣的Alpha Plus半導體公司在2002年成功開發(fā)了具有3軸加速度傳感器和無線功能的鼠標。 國內(nèi)研究概況在國內(nèi)，2002年，東南大學的李宏升申請了名為“移動式全電子慣性鼠標”的實用新型專利，它利用加速度信號積分后并進行分頻產(chǎn)生速度脈沖，再配合專用的鼠標IC芯片實現(xiàn)。英國伯明翰大學Humphreys等人研制了一種三維鼠標，利用回轉儀可以控制電腦屏幕上三維立體的旋轉。美國Washington大學Todd Morton教授利用ADX202加速度傳感器成功實現(xiàn)了無線傾角加速度鼠標，該鼠標通過USB口與PC機進行通訊。非接觸式鼠標是加速度芯片在姿態(tài)檢測和動作識別方面的典型應用，它應用加速度芯片作為檢測元件，根據(jù)受力的變化來檢測加速度的大小，通過運算即可得到位移的變化，由此便可實現(xiàn)不依賴于任何平面就可以控制光標。 鼠標的發(fā)展歷程簡介鼠標的發(fā)展歷程可以概括為如下幾個階段：1968年，世界上第一個鼠標誕生（圖11），是一個小木頭盒子，里面有兩個滾輪，只有一個按鈕，它的工作原理是由滾輪帶動軸旋轉，并使變阻器改變阻值，阻值的變化就產(chǎn)生了位移訊號，經(jīng)電腦處理后屏幕上指示位置的光標就可以移動了；圖11 最早的鼠標1981年，第一只商業(yè)化鼠標誕生，仍舊是機械鼠標，出現(xiàn)滾球鼠標（圖12）；圖12 機械鼠標1983年，羅技發(fā)明了第一只光學機械式鼠標，成為日后的行業(yè)標準；1999年，微軟公司與安捷倫公司合作發(fā)布了IntelliEye光學引擎，以及第一只光學鼠標（圖13）；圖13 光學鼠標2004年，世界第一款激光鼠標同時誕生了，它便是羅技推出的MX1000激光無線鼠標。由此，將MEMS加速度器應用于鼠標，設計出空間鼠標將會大大提高鼠標的可操作性，因此，對于空間鼠標的研究十分必要。MEMS研究的范疇很廣，MEMS加速度傳感器的研究就是其中最重要的研究之一。同時，隨著人類科技的快速發(fā)展，形成了多學科交叉融合的科學，與此同時涌現(xiàn)出大量的智能化技術和產(chǎn)品，并得到廣泛的應用。從第一款鼠標的出現(xiàn)至今，鼠標已經(jīng)有了四十幾年的發(fā)展，在這期間，鼠標從機械到光電，從有線到無線發(fā)生這巨大的變化。 MEMS microaccelerometer目錄摘要……………………………………………………………………………….………..1Abstract…………………………………………………………………………….……....2第一章 緒論……………………………………………………..……………5 選題的目的與意義……………………………………………..……………………..5 國內(nèi)外技術研究概況………………………………………………..………………..5 鼠標的發(fā)展歷程簡介…………………………………………………..……….5 國外研究概況…………………………………………………………….……..7 國內(nèi)研究概況…………………………………………………………
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