【正文】 IUSBD12) 進行控制處理。主程序初始化 I/O 口、中斷、寄存器等參數(shù)后 , ATmega16 對得到的鼠標的加速度信號和按鍵信息進行處理 , 在對 nRF2401 的控制字設置后傳輸數(shù)據(jù) , 等待發(fā)送。 USB 驅動是 USB 開發(fā)中最困難的 , 開發(fā)工具可采用 Windows DDK 來實現(xiàn)。 (3) 分發(fā)例程 , 用來“創(chuàng)建”、“讀”、“寫”處理程序 。驅動程序包括 : (1)DriverEntry 例程 , 用來初始化入口和內核調用 。 畢業(yè)設計正文 第 14頁 黑龍江大學 印制 圖 3 無線鼠標發(fā)射部分 畢業(yè)設計正文 第 15頁 黑龍江大學 印制 圖 4 無線鼠標接收部分 主機方面的設計就是 USB 設備驅動程序的編制。(2) 主循環(huán)部分 ,可以進行中斷 。主機發(fā)令牌給 USB 芯片 ( PDIUSBD12) , PDIUSBD12 接收后給單片機發(fā)中斷 ,單片機進入中斷服務程序 ,進行相應的操作 , 因此 USB 的軟件設計分單片機方面和主機方面兩部分 [5]。 接口設計 基于 USB 使用方便、允許外設熱插拔、速度快、連接靈活等特點 , 本系統(tǒng)采用Philips 的 PDIUSBD12 芯片 [6], 該芯片符合 協(xié)議規(guī)范 , 與任何微處理器有高速 ( 2MB/S) 并行接口 , 可通過軟件控制總線連接 SoftConnect,具有多中斷模式。射頻技術能夠對短距離通訊提供充足的帶寬 , 只要在限定距離內 ( 一般為 10～ 20 米 ) , 就可以在任何位置使用 , 幾乎不受障礙物的影響。在接收部分 , 微處理器需要對收發(fā)器和接口芯片進行控制 , 因此采用 Atmel 的 AT80C51。 進入工作狀態(tài)后 , 通過微控制器進行收發(fā)模式的控制 , 發(fā)送 /接收數(shù)據(jù)或進行狀態(tài)轉換。其中一個重要作用是將加速度計輸出的與檢測的加速度成比例的電信號轉換成表征 X、 Y 方向位移的電信號 , 實現(xiàn)該功能是通過編程對信號進行二重積分。 微處理器 本系統(tǒng)中采用了兩種微處理器。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、直流響應好。 圖 2 無線鼠標的結構 畢業(yè)設計正文 第 12頁 黑龍江大學 印制 硬件構成 加速度計 MEMS 加速度計兩個 MEMS 單軸加速度計 ( 或一個雙軸加速度計 ) 被放置在水平面上來檢測鼠標 X 和 Y 方向的運動。 ( 2) 微處理器 , 用來處理加速度計輸出的數(shù)據(jù) , 對收發(fā)器進行控制 。為了提高穩(wěn)定性我們采用溫度穩(wěn)定性好的 NPO 電容，采畢業(yè)設計正文 第 11 頁 黑龍江大學 印制 用的晶振頻率為 12MHZ。 80C196 內部有一個用于構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的電容，便構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。通常時鐘由于兩種形式：內部時鐘和外部時鐘。編程方式：在 VPP 加上 +25V編程電源并在和地端跨接一個 的電容以干擾電壓的瞬間對 2764 進入編程方式，被編程的 8位數(shù)據(jù)以并行方式送到數(shù)據(jù)輸出斷編程校驗。被讀出到數(shù)據(jù)輸出端D0～ D7 上 。 當 2764 處于讀方式下 和 均為低電平有效。 畢業(yè)設計正文 第 10頁 黑龍江大學 印制 程序存儲器擴展的容量大于 256 字節(jié)，故 EPROM 片內地址線除了由 P0 口經地址存儲器提供低 8 位地址外，還需要由 P2 口提供若干條地址線，我們選用 8K的 2764 EPROM，故地址線應該是 13 條，因為系統(tǒng)中只擴展一片 EPROM，所以不用 片選信號，即 EPROM 的 接地。在前面我們已經講 過 80C196 外擴展存儲器時， P2 作高位的地址輸出， P0 作低位地址輸出和數(shù)據(jù)線。 存儲器的設計 在 80C196 芯片的外圍電路中必須對其進行程序存儲器的擴展，和根據(jù)系統(tǒng)的需要對其進行數(shù)據(jù)存儲器的擴展。 畢業(yè)設計正文 第 9頁 黑龍江大學 印制 根據(jù)實際操作的經驗，下面給出這兩種復位電路的電容、電阻參考值。上電后，由于電容 C3 的充電和反相門的作用，使 RST 持續(xù)一段時間的高電平。 上電或開關復位要求電源接通后，單片機自動復位，并且在單片機運行期間，用開關操作也能使單片機復位。圖中電容 C1 和電阻 R1 對電源十 5V來說構成微分電路。上電復位要求接通電源后，自動實現(xiàn)復位操作。如果 RST 持續(xù)為高電平，單片機就處于循環(huán)復位狀態(tài)。 工作方式 它的工作方式可以分做復位，掉電和低功耗方 式等。 P：用來來表示累加器 A 中的值為 1 的二進制位的奇偶數(shù)，若‘ 1’的個數(shù)為奇數(shù) P=1，為偶數(shù) P=0。 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。若 AC=0 時則在加減過程中 A3 沒有向 A4 進位或借位，否則正好畢業(yè)設計正文 第 8頁 黑龍江大學 印制 相反。 C AC FO RS1 RS0 OV P C：進位標志位，用于表示加減運算時最高位有無進位和借位，在加法運算中，若累加器最高位有進位則 CY=1，否則 CY=0，在減法時則有借位 CY=1，否則 CY=0，在執(zhí)行算術邏輯運算時可以被硬件或軟件置位或清除， CPU在進行移位操作也會影響該位。； 數(shù)據(jù)指針 DPTR：由兩個字節(jié)組成， DPH 字地址由 83H， DPL 由 82H，存放一個 16 位的二進制數(shù)做地址用。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。下面就專用寄存器作以簡單的介紹： 累加器 A：在絕大多數(shù)情況下它參與運算的一方并存放運算的結果。此時單片機通過 P2 口和 P0 口選出 6 位地址，使用ALE 作低 8 位的鎖存信號，再由 P0 口寫入或讀出數(shù)據(jù)。 片內的 128B 的 RAM 地址為 00H～ 7FH，供用戶做 RAM 用，但是在這中間的前 32 單元， 00H～ 1FH 即引用地址尋址做用戶 RAM 用，常常做工作寄存器區(qū)，分做四組，每組由 8 個單元組成通用寄存器 R0～ R7，任何時候都由其中一組作為當前工作寄存器，通過 RS0， RS1 的內容來決定選擇哪一個工作寄存器。 使用時常在這些入口外安放一條絕對跳轉指令，使程序跳轉到擁護安排的中斷處理程序的起始地址，或從 0000H 外執(zhí)行一跳轉指令，跳轉到用戶設計的初始程序入口。 001BH 單元：定時器溢出中斷入口地址。 000BH 單元：定時器 0 溢出中斷入口地址。 畢業(yè)設計正文 第 6頁 黑龍江大學 印制 在程序存儲器中有六個單元有特定的含義： 0000H 單元：單片機復位后， PC=0000H 即從此處開始執(zhí)行指令。當外接程序存儲器的時候，單片機通過 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。 80C196 的 串行發(fā)送和接收利用了 P3 口的第二功能，利用 做串行數(shù)據(jù)接收線，串行接口的電路結構還包括了串行口控制寄存器 SCON，電源及波特率選擇寄存器 PCON 和串行緩沖寄存器 SBUF，他們都屬于 SFR， PCON 和 SCON 用于設置串行 口工作方式和確定數(shù)據(jù)發(fā)送和接收， SBUF 用于存放欲發(fā)送的數(shù)據(jù)起到緩沖的作用。 P0， P1， P2， P3： 8031 有四個并行口，在這四個并行口中，可以在任何一個輸出數(shù)據(jù)，又可以從它們那得到數(shù)據(jù)，故它們都是雙向的，每一個 I/O 口內部都有一個8 位數(shù)據(jù)輸出鎖存器和一個 8 位數(shù)據(jù)輸入緩沖器，各成為 SFR 中的一個，因此 CPU畢業(yè)設計正文 第 5頁 黑龍江大學 印制 數(shù)據(jù)從并行 I/O 口輸出時可以得到鎖存，數(shù)據(jù)輸入時可以得到緩沖，但他們在功能和用途上的差異很大， P0 和 P2 口內部均有個受控制器控制的二選一選擇電路，故它們除可以用做通用 I/O 口以外還具有特殊的功能， P0 口通常用做通用 I/O 口為 CPU傳送數(shù)據(jù)， P2 口除了可以用做通用口以外， 還具有第一功能，除 P0 口以外其余三個都是準雙向口。 /VPP（ 31 引腳）當 保持高電平時，單片機訪問內部存儲器，當 PC 值超過0FFFH 時，將自動轉向片外存儲器。 ALE/PROG（ 30 引腳）當 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 斷可驅動 8 個LS TTL 負載，對于有片內 EPROM 的而言，在 EPROM 編程期間，此腳用于輸入編程脈沖 PROG。 RST/VPD（ 9 引腳）在振蕩器運行時，在此引腳加上兩個機器周期的電平將單片機復位，復位后應使 此引腳電平保持不高于 8031 正常工作。 畢業(yè)設計正文 第 4頁 黑龍江大學 印制 XTAL1（ 19 引腳）在單片機內部，它是一個反向放大器的輸入端，該放大器構成了片內的震蕩器，可以提供單片機的時鐘信號，該引腳也是可以接外部的晶振的一個引腳，如采用外部振蕩器時，對于 8031 而言此引腳應該接地。 80C196 的引腳圖 圖 12 80C196 引腳圖 80C196 的制作工藝為 HMOS，采用 40 管腳雙列直插 DIP 封裝，引腳說明如下： VCC（ 40 引腳 ）正常運行時提供電源。 串行口：它有一個全雙工的串行口，它可以實現(xiàn)計算機間或單片機同其它外設之間的通信，該并行口功能較強，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。 定時 /計數(shù)器： 80C196 有兩個 16 位的定時 /計數(shù)器，每個定時器 /計數(shù)器都可以設置成定時的方式和計數(shù)的方式，但只能用其中的一個功能，以定時或計數(shù)結果對計算機進行控制。 時鐘電路： 80C196 內部有一個頻率最大為 12MHZ 的時鐘電路，它為單片機產生時鐘序列，需要外接石英晶體做振蕩器和微調電容。 圖 11 80C196 基本組成 CPU中央處理器：中央處理器是 80C196 的核心，它的功能是產生控制信號，把數(shù)據(jù)從存 儲器或輸入口送到 CPU或 CPU數(shù)據(jù)寫入存儲器或送到輸出端口。 由于 80C196 中無片內 ROM，且數(shù)據(jù)存儲器也不能滿足要求，經擴展 2762 和6264 來達到存儲器的要求，其結果通過顯示器來進行顯示輸出。 圖 1 鼠標環(huán)的實物 畢業(yè)設計正文 第 2頁 黑龍江大學 印制