基于2．4 GHz射頻通信的多功能鼠標(biāo)設(shè)計(jì)

摘要：將手機(jī)鍵盤加鼠標(biāo)的輸入方式應(yīng)用于電腦上，使人們像遙控操作電視一樣操作計(jì)算機(jī)，將會(huì)得到廣大消費(fèi)者的青睞。文章結(jié)合光傳感器、2．4 GHz無線通信的使用方法以及一鍵多值的處理方法，闡述多功能無線鼠標(biāo)發(fā)射部分的軟、硬件設(shè)計(jì)。實(shí)踐表明，該設(shè)計(jì)具有良好的應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞：無線；光傳感器；低功耗；一鍵多值

引言
多功能無線鼠標(biāo)包括無線發(fā)射部分和無線接收部分，其中發(fā)射部分是關(guān)系到其總體性能好壞的關(guān)鍵部分。本系統(tǒng)以nRF24L01為核心構(gòu)建無線發(fā)射模塊。
nRF24L01是一款新型單片射頻收發(fā)器件，工作于2．4～2．5 GHz ISM頻段；內(nèi)置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器等功能模塊，并融合了增強(qiáng)型ShockBurst技術(shù)，其中輸出功率和通信頻道可通過程序進(jìn)行配置。nRF24L01功耗低，在以0 dBm的功率發(fā)射時(shí)，工作電流只有11．3 mA；接收時(shí)，工作電流只有12．3 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(jì)更方便。
多功能無線鼠標(biāo)是一款使用電池供電的手持設(shè)備，功耗是衡量其性能的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計(jì)所選用的主控芯片是MSP430F413，它是一種16位超低功耗的混合信號處理器，在活躍模式下最大電流為350μA，RAM數(shù)據(jù)保持方式下耗電僅0．1μA。光傳感器芯片選用ADNS-5030。這款芯片體積小，功耗低，在工作模式下，它的工作電流最大為17 mA；僅在光傳感器工作的時(shí)候，LED才被點(diǎn)亮，這樣會(huì)使光傳感器的功耗進(jìn)一步下降(小于1 mA)。
本文在介紹多功能無線鼠標(biāo)發(fā)射部分開發(fā)過程的同時(shí)，對其設(shè)計(jì)應(yīng)用中的注意事項(xiàng)和優(yōu)化方法作了相應(yīng)的論述。在設(shè)計(jì)過程中，多注意細(xì)節(jié)和優(yōu)化方法可使設(shè)計(jì)更加順利，并為大規(guī)模算法提供有效的時(shí)間。

1 硬件電路設(shè)計(jì)
多功能無線鼠標(biāo)發(fā)射部分主要實(shí)現(xiàn)光傳感器位移、按鍵鍵值的采集，并通過無線發(fā)射給接收器。主要由控制部分、光傳感器部分、鼠標(biāo)按鍵和鍵盤部分以及無線發(fā)射部分組成。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

1．1 無線發(fā)射部分
無線發(fā)射部分是多功能無線鼠標(biāo)的主要部分，本設(shè)計(jì)以nRF24L01為核心構(gòu)建無線發(fā)射模塊。
nRF24LOl具有無條件使用2．4 GHz全球開放ISM頻段，內(nèi)置硬件CRC檢錯(cuò)和一點(diǎn)對多點(diǎn)通信地址控制等特點(diǎn)，數(shù)據(jù)傳輸率為2 Mb／s，126個(gè)頻道；能滿足多點(diǎn)通信和跳頻通信的需要；功耗低，供電電壓為1．9～3．6 V，待機(jī)模式下工作電流為22μA，掉電模式下僅為900 nA。這些是nRF24L01的主要優(yōu)點(diǎn)。
無線發(fā)射部分的電路原理如圖2所示。