【正文】 制 子系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 框圖 (b)主機端信號 接收系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 框圖 圖 11 系統(tǒng)框圖 系統(tǒng) 軟件設(shè)計 （ a） 遠(yuǎn)端控制 子 系統(tǒng) 程序流程 遠(yuǎn)端控制用微加速度計獲取鼠標(biāo)的移動信息，每隔 5ｍｓ掃描一次。 基于 微 加速度計的無線鼠標(biāo) 設(shè)計 學(xué) 院： 機械與電氣工程 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 隊 長： 隊 員： 指導(dǎo)教師： 摘 要 本設(shè)計針對傳統(tǒng)鼠標(biāo)只能 在桌面上使用 的不足，設(shè)計出一種基于微加速度計的無線鼠標(biāo)，它不僅具有教學(xué)激光筆上下翻頁的功能，而且能在空中依靠 鼠標(biāo)的偏轉(zhuǎn)角度實現(xiàn) 電腦 桌面光標(biāo)的移動、 鼠標(biāo)點擊的功能，本設(shè)計 以 微加速度計 ADXL345 作為信號檢測元件，并采用低功耗低成本微控制器 STC15L2K60S2和RF 芯片 nRF24L01進行信息處理與無線傳輸， 通過 HT82M98A處理后將信息傳給計算機，計算機自動完成相應(yīng)動作。 關(guān)鍵詞：微加速度計；無線鼠標(biāo)；低功耗 目錄 總體結(jié)構(gòu)框圖 ........................................................ 1 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ........................................................ 1 方案比較 ............................................................ 3 控制器的選擇 .................................................. 3 微加速度計選擇 ................................................ 3 無線模塊的選擇 ................................................ 3 二、單元模塊設(shè)計 ............................................................ 4 電路的設(shè)計 .......................................................... 4 遠(yuǎn)端控制子系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 .................................... 4 主機端信號接收系統(tǒng)電路設(shè)計 .................................... 6 軟件的設(shè)計 .......................................................... 6 ADXL345 微加速 度計模塊程序設(shè)計 ................................ 6 HT82M98A 鼠標(biāo)控制器程序設(shè)計 ................................... 7 nRF24L01 無線模塊程序設(shè)計 ..................................... 7 三、系統(tǒng)調(diào)試 ................................................................ 7 四、設(shè)計總結(jié) ................................................................ 8 參考文獻 .................................................................... 8 附錄 ........................................................................ 8 ................................................ 8 主機端接收電路原理圖 ................................................. 9 1 一、總體方案設(shè)計 總體 結(jié)構(gòu)框圖 本系統(tǒng)主要由 無線鼠標(biāo)發(fā)射器、單片機控制系統(tǒng)、無線鼠標(biāo)接收器和接收系統(tǒng)識別 組成 。 PC機 無線接收 單片機 按鍵單元 無線發(fā)射 微加速度計 單片機 震動開關(guān) 2 圖 12遠(yuǎn)端控制 子 系統(tǒng) 程序流程 圖 （ b） 主機端信號 接收系統(tǒng) 程序 流程 接收電路的主要任務(wù)是接收無線鼠標(biāo)傳送的各種數(shù)據(jù)。 必須確保在下一個數(shù)據(jù)包傳來之前，完成全部算法及相應(yīng)處理工作。 圖 13主機端信號 接收系統(tǒng) 程序 流程 圖 3 方案比較 控制器的 選擇 方案一：采用 、自由度大，功耗低、體積小、技術(shù)成熟等優(yōu)點，得到了廣泛應(yīng)用 . 但是 51單片內(nèi)部資源有限，給系統(tǒng)設(shè)計過程帶來不便。 方案二：采用 89C52的優(yōu)點 ,且具有 89C52所不具備的一些性能，可不接外部晶振和外部復(fù)位電路，使硬件設(shè)計更簡單；大容量 2K字節(jié) SRAM；有兩個獨立串口；內(nèi)部有 8通道高速 10位 A/D轉(zhuǎn)換器 ,還具有 PWM輸出；總的來說， STC15F2K60S2是一種高速，高可靠性，超低功耗的性能更好的單片機。 微加速度計 選擇 方案一：采用 Freescale公司生產(chǎn)的 MMA7455L數(shù)字輸出 ( IIC/SPI) 微電容調(diào)節(jié)式加速度感應(yīng)芯片 ［ 1］ 。 方案二：采用 ADXL345三軸數(shù)字加速度傳感器， ADXL345 是 ADI 公司的三軸數(shù)字加速度傳感器， 工作原理是首先由前端感應(yīng)器件感測加速度的大小，然后由感應(yīng)電信號器件轉(zhuǎn)為可識別的模擬電信號，ADXL345中集成了 AD 轉(zhuǎn)換器，可以將此模擬信號數(shù)字化，輸出的是 16 位的二進制補碼。該芯片主要應(yīng)用于消費電子的微型慣性器件， 最大可感知177。 ,超低功耗。 2 g，感應(yīng)精度為 mg，可以滿足人體動作加速度范圍與精度要求。 綜合以上二種方案， 方案二功耗更低，更容易 實現(xiàn) ，故選 之 。 nRF24L01無線射頻模塊是一款新型單片射頻收發(fā)器件 , 工作于 GHzISM 頻段，最高工作速率達 2 Mbps,信號空中傳輸時間很短，極大降低了無線傳輸中的碰撞現(xiàn)象和電流消耗，該芯片融合了增強型ShockBurst 技術(shù)， 能自動處理字頭和 CRC 效驗碼，使用方便。接收時，工作電流只有 mA，多種低功率工作模式（掉電模式和空閑模式），使節(jié)能設(shè)計更方便。 （ 1） ADXL345 可以通過 SPI 總線或 I2C總線與單片機連接，我們采用單片機模塊 STC15L2K60S2的I/O口模擬 I2C 總線接口的方法將 ADXL345與單片機模塊連接起來， SDA連接 單片機 ,SCL連接 單片機的 。 圖 21 ADXL345模塊 與單片機連接電路 原理 圖 （ 2） NRF24L01的 SPI接口可以利用單片機 I/O口進行模擬，內(nèi)部有 FIFO可以與各種高低速微處理器接口，便于使用低成本單片機。 5 圖 22 nRF24L01無線模塊 與單片機連接電路 原理 圖 （ 3） 按鍵模塊主要考慮消抖的問題，我們這里采用軟件延時消抖，不過沒有采用在主程序中延時，這樣很浪費系統(tǒng)資源，而是用定時器延時設(shè)置標(biāo)志變量的方法。 圖 23 按鍵模塊 電路 原理圖 6 主機端信號接收系統(tǒng)電路 設(shè)計 無線鼠標(biāo)信號