無(wú)線(xiàn)鼠標(biāo)系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)方案(一)
設(shè)計(jì)的無(wú)線(xiàn)鼠標(biāo),以CC2430為控制芯片構(gòu)成發(fā)射電路和接收電路。發(fā)射電路負(fù)責(zé)采集與發(fā)送鼠標(biāo)按鍵的移動(dòng)信息,接收電路負(fù)責(zé)信息接收、處理并與計(jì)算機(jī)通信。
1、發(fā)射部分的電路設(shè)計(jì)
發(fā)射部分的硬件電路由鼠標(biāo)移動(dòng)光學(xué)傳感器ADNS5030、鼠標(biāo)按鍵、無(wú)線(xiàn)發(fā)射模塊CC2430(軟件設(shè)置為發(fā)送模式)構(gòu)成。
由光學(xué)傳感器ADNS5030檢測(cè)鼠標(biāo)的移動(dòng)信息,將采集到的信息經(jīng)過(guò)SPI串行接口傳遞給CC2430處理并發(fā)送出去。發(fā)射部分的電路圖見(jiàn)圖2。ADNS-5030光學(xué)傳感器,功耗低且尺寸小,能高速檢測(cè)鼠標(biāo)運(yùn)動(dòng)。它包含圖像采集系統(tǒng)(IAS)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)和串行總線(xiàn)端口。IAS將采集的圖像通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理,計(jì)算鼠標(biāo)在dx和dy方向的相對(duì)位移值,決定移動(dòng)的方向及距離。

無(wú)線(xiàn)鼠標(biāo)使用機(jī)械式按鍵開(kāi)關(guān)。左、右及滾輪按鍵電路的設(shè)計(jì)見(jiàn)圖2。這些按鈕直接連接到無(wú)線(xiàn)模塊CC2430的I/O端口。按下為數(shù)字信號(hào)“0”,不按為數(shù)字信號(hào)“1”。這些按鈕以完成點(diǎn)擊、雙擊和拖動(dòng)操作。
2、無(wú)線(xiàn)鼠標(biāo)接收電路設(shè)計(jì)
接收電路由USB接口控制芯片HT82M98A、CC2430(設(shè)為接收模式)等構(gòu)成。
接收部分通過(guò)USB接口芯片HT82M98與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊,HT82M98A的電源由USB接口提供,無(wú)線(xiàn)模塊CC2430的電源由HT82M98A的一個(gè)管腳提供3.3V的電源。
CC2430接收到數(shù)據(jù)包后解碼并通過(guò)I/O口狀態(tài)傳輸給HT82M98A,經(jīng)USB傳給電腦。接收電路見(jiàn)圖3。

圖3無(wú)線(xiàn)接收電路鼠標(biāo)控制器HT82M98A有一個(gè)片上USB接口,內(nèi)置HID類(lèi)的USB鼠標(biāo)協(xié)議。在電腦上不需要安裝專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)程序,Windows操作系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)識(shí)別接口控制芯片HT82M98A。
無(wú)線(xiàn)鼠標(biāo)系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)方案(二)
無(wú)線(xiàn)觸控鼠標(biāo)的工作原理
系統(tǒng)工作的主體為51系列MCU,發(fā)射和接受兩部分。其發(fā)射部分主要由觸摸檢測(cè)屏、MEMS加速度傳感器、MCU和nRF2401發(fā)射模塊組成,主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)手勢(shì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)信息的采集和發(fā)送。其中觸摸屏用于檢測(cè)使用時(shí)坐標(biāo)X、Y的變化,通過(guò)對(duì)X、Y變化趨勢(shì)的分析,完成對(duì)鼠標(biāo)移動(dòng)軌跡的模擬。
nRF2401的硬件電路的設(shè)計(jì)
由于芯片內(nèi)部集成了所有與RF協(xié)議相關(guān)的高速信號(hào)處理部分,比如nRF24L01內(nèi)部的SPI接口,可以利用單片機(jī)的硬件SPI接口或者I/O口進(jìn)行模擬,其次,鏈路層完全集成在模塊中,非常便于開(kāi)發(fā)。圖4為nRF2401的電路原理圖。

MEMS加速度傳感器的外圍電路設(shè)計(jì)
其原理電路如圖所示。

通過(guò)對(duì)其3軸輸出不同電壓的變化,可以利用它來(lái)感知人在使用過(guò)程中不同方向的動(dòng)作,如揮手、擺臂等,然后可以將不同的動(dòng)作定義為特殊的功能,如實(shí)現(xiàn)演講時(shí)PPT、PDF的翻頁(yè),關(guān)閉窗口,切換窗口等動(dòng)作。
無(wú)線(xiàn)鼠標(biāo)系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)方案(三)
本設(shè)計(jì)利用編譯碼電路MC145026/MC145027和射頻發(fā)射/接收模塊TDA1808/TDA1809互相配合,可以在10~120m范圍內(nèi)靈活操縱鼠標(biāo),而且制作時(shí)無(wú)須對(duì)原有鼠標(biāo)的外觀(guān)及內(nèi)部電路做任何改動(dòng),使用起來(lái)符合操作習(xí)慣,方便可靠,非常適合愛(ài)好者自制。
一般情況下,鼠標(biāo)與電腦的連接線(xiàn)內(nèi)部有4根電路連接線(xiàn)(該電路裝置最多可以接受4條數(shù)據(jù)線(xiàn)輸入,讀者可根據(jù)自己鼠標(biāo)的實(shí)際情況選擇)分別是電源正極、電源地、數(shù)據(jù)線(xiàn)1、數(shù)據(jù)線(xiàn)2。我們將鼠標(biāo)連線(xiàn)割斷,分別找出這4根線(xiàn),利用MC145026編碼電路的數(shù)據(jù)傳送端D6和D7接受鼠標(biāo)數(shù)據(jù)線(xiàn)1和數(shù)據(jù)線(xiàn)2傳來(lái)的數(shù)據(jù),并在芯片內(nèi)部編碼后經(jīng)射頻發(fā)射模塊TDA1808發(fā)射出去。


射頻發(fā)射模塊TDA1809工作后,將接收到的編碼信息輸入MC145027譯碼電路,經(jīng)其轉(zhuǎn)換后在該芯片數(shù)據(jù)輸出端D6和D7復(fù)原原鼠標(biāo)數(shù)據(jù)線(xiàn)1和數(shù)據(jù)線(xiàn)2的信號(hào),并通過(guò)原鼠標(biāo)與電腦的連接線(xiàn)送入計(jì)算機(jī)。
可以看出,上述電路無(wú)須改動(dòng)鼠標(biāo)及計(jì)算機(jī),無(wú)須安裝額外的鼠標(biāo)驅(qū)動(dòng)軟件,原有鼠標(biāo)的所有功能亦能正常使用。
該電路(見(jiàn)圖1、圖2)只要所選元件正常,無(wú)須調(diào)試即可工作。
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