基于ARM芯片ADμC7022和MMA7260Q加速度傳感器的電子筆設(shè)計(jì)

　　SEL1和SEL2為靈敏度選擇輸入引腳，對(duì)應(yīng)靈敏度的真值表如表1所示。加速度傳感器輸出電壓VOUT為：

　　其中，VOFFSET為0加速度偏置，△V/△G為加速度靈敏度，1G為地球重力，θ為傾斜角度。

　　Xout、Yout和Zout分別為X、Y、Z三個(gè)方向加速度信號(hào)的輸出引腳，輸出電壓與加速度的關(guān)系如(1)式所示。MMA7260Q的0g偏置電壓為1.65V，對(duì)于1.5g的靈敏度，每軸輸出電壓在0.85V～2.45V之間。

　　加速度傳感器電路如圖2所示。在MMA7260Q的輸出上設(shè)置了RC濾波器，用于濾除內(nèi)部開(kāi)關(guān)濾波電容時(shí)鐘的干擾，提高測(cè)量的精度。

　　4 無(wú)線USB接口

　　CYRF6934是Cypress半導(dǎo)體的2.4GHz射頻SoC無(wú)線USB網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器件。該無(wú)線收發(fā)器工作在2.4～2.483GHz的ISM公共頻段內(nèi)，突破了27MHz、400MHz以及900MHz眾多系統(tǒng)共有的各種限制，使用戶能夠在世界范圍內(nèi)推廣使用其解決方案，而無(wú)需受地區(qū)性頻率要求的約束，從而具備了全球通用性、合理的功率規(guī)格以及更高的通信頻寬。借助DSSS技術(shù)，CYRF6934可以避免來(lái)自如2.4GHz頻段中802.11b、藍(lán)牙(Bluetooth)等其他系統(tǒng)的信號(hào)干涉，以及來(lái)自無(wú)繩電話和微波爐的無(wú)線輻射;CYRF6934的工作電壓范圍為1.8～3.6V，作用有效范圍10米;配置了62.5kbps的數(shù)據(jù)吞吐量和高達(dá)2MHz傳輸頻率的SPI微機(jī)接口與微控制器進(jìn)行通訊，可實(shí)現(xiàn)62.5kbps速率的雙向或單向RF傳輸，平均延時(shí)小于10ms。在沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，CYRF6934可在微控制器的控制下進(jìn)入低功耗模式，降低系統(tǒng)能耗。

　　無(wú)線USB接口電路如圖3所示。微控制器采集的加速度數(shù)據(jù)在經(jīng)過(guò)預(yù)處理后通過(guò)SPI接口發(fā)送到CYRF6934。CYRF6934對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制后通過(guò)PCB上的印制天線發(fā)送給PC端的無(wú)線USB網(wǎng)橋。芯片所有VCC上使用0.1μF電容去耦并使用一個(gè)10μF電容作為充放電電容。

　　5 軟件設(shè)計(jì)

　　作為底層的硬件驅(qū)動(dòng)程序，軟件需要完成系統(tǒng)初始化、數(shù)據(jù)采集處理和傳送等工作。系統(tǒng)初始化主要包括微處理器的堆棧、隊(duì)列和內(nèi)部控制寄存器的初始化、MMA7260Q加速度靈敏度的選擇和CYRF6934控制寄存器的初始化。匯編語(yǔ)言完成微處理器堆棧、隊(duì)列的初始化并引導(dǎo)系統(tǒng)執(zhí)行C語(yǔ)言中的main()函數(shù)。C語(yǔ)言程序完成剩余的初始化任務(wù)后開(kāi)始采集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)的循環(huán)。