基于微机电系统的无线鼠标方案

2012-09-09 17:15:02来源: 互联网

 1 系统原理与设计

  1.1 检测原理

  目前,常见的鼠标有2种,滚轮式和光电式。滚轮式鼠标是靠滚轮的传动带动X和Y轴上的译码轮转动,来感测鼠标位移的变化;光电式鼠标是用一个自带光源的光电传感器。而光电鼠标的核心--DSP通过对比这些快照之间的差异从而识别移动的方向和位移量。

  而基于MEMS技术的无线鼠标是用微加速度传感器实时测量鼠标运动的加速度,经过两次积分转换为位移信号传输给主机,来控制光标的移动,从而实现鼠标的功能。

  1.2 硬件设计

  如图1所示,整个无线鼠标系统分为2个子系统,远端子系统和主机端子系统。

  

无线鼠标系统结构框图

 

  图1 无线鼠标系统结构框图

  远端子系统由微加速度传感器、微控制器和nRF2401射频收发器组成。微加速度传感器采用美国AD公司生产的ADXL203微传感器,微控制器采用Atmel公司生产的ATmega 16L微控制器,该微控制器附带有8路10位可编程的A/D转换电路,可以实时地将ADXL203加速度传感器输出的加速度模拟信号转换成加速度数字信号。

  ADXL203加速度传感器在加速度为0时输出电压为2.5V,为提高A/D转换的精度,本文利用ATmega 16L内置的差分放大功能,用差分信号将这2.5V电压给滤掉,并将差分后的电压信号放大到与A/D转换的参考电压相匹配。系统供电采用电器中常见的9V电池,连接一个LM78M05稳压贴片得到恒定的5V电压,供各个模块使用。

  主机端子系统由nRF2401射频收发器,串行传输接口芯片和另一个ATmega 16L微控制器组成,其中,RS232串行通信接口芯片采用的是Maxim2IC公司的MAX233芯片,作用是将微控制器输出的5V TTL/CMOS电平转换为EIA/TIA-232-E电平,以便与电脑主机进行串行(RS232)通信。

  1.3 软件与算法设计

  鼠标在人的操纵下移动,微加速度传感器便会实时地输出鼠标运动的加速度大小和方向,ADXL203传感器的量程为±1.7gn ,电压灵敏度为1000mV/gn,这个电压信号经过差分放大5.0/1.7倍后,通过微控制器A/D转换功能变成与加速度大小对应的数字信号,加速度经过两次积分,便变成了鼠标移动的位移信号,然后,再经过编码,并通过nRF2401射频收发器将位移信号发射出去。

  当加速度传感器输出电压为a时,经A/D转换得到的数字量大小为

  

关键字:微机电  系统  无线鼠标

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2012/0909/article_16709.html
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