基于微加速度计的无线惯性鼠标设计

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1、西南科技大学硕士研究生学位论文第1页摘要本文阐述了一种基于MEMS微加速度计ADXL203、低功耗微处理器MSP430、2．4GHz射频收发芯片nRF2401及USB控制芯片PDIUSBDl2的无线惯性鼠标的设计制作。该鼠标利用双轴微加速度计检测移动的加速度，并通过数字积分转换为位移信息，使用时不需要专门的工作表面，不受工作空间和移动自由度的限制。详细讨论了鼠标的硬件、软件设计和系统构成，并给出了信号调理算法及其Simulink仿真。针对加速度计输出信号的特点，详细介绍了加速度信号调理电路特别是有源低通滤波电路的设计、数字积分及FIR数字滤波算法的实现。阐述了nRF2

2、401外围电路及收发程序的设计，给出了利用跳频协议抑制同频干扰算法的具体实现，并介绍了利用PDIUSBDl2开发HID鼠标的流程。测试结果表明该鼠标在响应速度、定位精度、功耗、灵敏度方面完全能够满足使用需要。文中讨论的二维鼠标的设计技术，可为进一步研究多维多功能的MEMS输入设备打下良好的基础。关键词：惯性鼠标微加速度计信号调理射频电路西南科技大学硕士研究生学位论文第Ⅱ页AbstractInthisthesis，thedesignanddevelopmentofawirelessinertialmousebasedonMEMSmicro-accelerometerAD

3、XL203，2．4GHzRFtransceiverchipnRF2401andUSBcontrollerPDIUSBDl2areelaborated．Themousedoesnotrequireaspecialsurface，becauseitdetectsthemovingaccelerationusingadualaxisaccelerometerandconvertsitintopositoninformation．whichreducesthelimitationOntheworkingspaceandfreedomofmovements．Thehardwar

4、e，softwaredesignandsystemarchitecturearedescribedindetail，andthealgorithmforsingalconditoninganditsSimulinksimulatonarealsogiven．Aimedatthecharacteristicsofaccelerometeroutputsignal，thedesignofaccelerationsignalconditioningcircuit，especiallytheactivelow-passfilter,arepresentedindetail．I

5、naddition，theimplementationofdigitalintegrationandFIRdJ【gitalfilteringalgorithmarealsopresented．ThedesignofperipheralcircuitaswellasreceivingandtransmissionprocedurefornRF2401isexpounded，andthealgorithmimplementationofrestrainingdisturbancefromsamefrequencyusingfrequencyhoppingprotocoli

6、sproposed．ThedevelopementprocessofHIDmouseusingPDIUSBDl2isalsopresented．Themeasurementresultshowsthemousecancompletelymeetuser’srequirementsintermsofresponsespeed，positionaccuracy,powerconsumptionandsensitivity．Thedesignmethodoftwo—dimensionalmousedescribedinthesislaysagoodfoundationfor

7、furtherstudyonmulti．functionalandmulti—dimentional．MEMSinputdevices．-·Keywords：inertialmouse；micro-accelerometer；singalconditioning；RFcircuit独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西南科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的