基于加速度计的无线鼠标毕业论文

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1、基于加速度计的无线鼠标学院：机械与电气工程专业：电气工程及其自动化摘要本设计针对传统鼠标只能在桌面上使用的不足，设计出一种基于微加速度计的无线鼠标，它不仅具有教学激光笔上下翻页的功能，而且能在空中依靠鼠标的偏转角度实现电脑桌面光标的移动、鼠标点击的功能，本设计以微加速度计ADXL345作为信号检测元件，并采用低功耗低成本微控制器STC15L2K60S2和RF芯片nRF24L01进行信息处理与无线传输，通过HT82M98A处理后将信息传给计算机，计算机自动完成相应动作。关键词：微加速度计；无线鼠标；低功耗目录1.1总体结构框图

2、-1-1.2系统软件设计-1-1.3方案比较-3-1.3.1控制器的选择-3-1.3.2微加速度计选择-3-1.3.3无线模块的选择-3-二、单元模块设计-4-2.1电路的设计-4-2.1.1远端控制子系统硬件电路设计-4-2.1.2主机端信号接收系统电路设计-6-2.2软件的设计-6-2.2.1ADXL345微加速度计模块程序设计-6-2.2.2HT82M98A鼠标控制器程序设计-7-2.2.3nRF24L01无线模块程序设计-7-三、系统调试-7-四、设计总结-8-参考文献-8-附录-8-1.远端控制部分电路原理图-8-

3、2、主机端接收电路原理图-9-一、总体方案设计1.1总体结构框图本系统主要由无线鼠标发射器、单片机控制系统、无线鼠标接收器和接收系统识别组成。按键单元无线发射微加速度计单片机震动开关(a)远端控制子系统结构框图PC机无线接收单片机(b)主机端信号接收系统结构框图图1-1系统框图1.2系统软件设计（a）远端控制子系统程序流程远端控制用微加速度计获取鼠标的移动信息，每隔5ｍｓ扫描一次。-9-图1-2远端控制子系统程序流程图（b）主机端信号接收系统程序流程接收电路的主要任务是接收无线鼠标传送的各种数据。接收程序中一次循环所需的时间

4、大约为2.5ms。必须确保在下一个数据包传来之前，完成全部算法及相应处理工作。同时也避免新收到的数据包覆盖前一个数据包。图1-3主机端信号接收系统程序流程图-9-1.3方案比较1.3.1控制器的选择方案一：采用STC89C52.该单片机软件编程灵活、自由度大，功耗低、体积小、技术成熟等优点，得到了广泛应用.但是51单片内部资源有限，给系统设计过程带来不便。且影响系统控制等各个环节，不便于实时调控。方案二：采用STC15F2K60S2.该单片机包含了89C52的优点,且具有89C52所不具备的一些性能，可不接外部晶振和外部复位

5、电路，使硬件设计更简单；大容量2K字节SRAM；有两个独立串口；内部有8通道高速10位A/D转换器,还具有PWM输出；总的来说，STC15F2K60S2是一种高速，高可靠性，超低功耗的性能更好的单片机。综合以上二种方案，选择方案二。1.3.2微加速度计选择方案一：采用Freescale公司生产的MMA7455L数字输出(IIC/SPI)微电容调节式加速度感应芯片［1］。MMA7455L具有X、Y、Z三个方向的感应轴，X、Y、Z三个方向上在工作时的参数是不断变化的，代表这一瞬间该芯片在不同方向上移动的趋势，这三个参数通过简单的

6、数学计算可以得到一个空间向量A，向量A即模拟出了该瞬间芯片在三维真实空间的移动方向，这样，通过不断地采集X、Y、Z的数值，就可以得到鼠标移动的真实轨迹。方案二：采用ADXL345三轴数字加速度传感器，ADXL345是ADI公司的三轴数字加速度传感器，工作原理是首先由前端感应器件感测加速度的大小，然后由感应电信号器件转为可识别的模拟电信号，ADXL345中集成了AD转换器，可以将此模拟信号数字化，输出的是16位的二进制补码。最值得一提的它集成了一个32级先进先出(FIFO)存储器管理系统，可用于输出数据的缓冲，降低主机处理器负

7、荷，并降低整体系统功耗。该芯片主要应用于消费电子的微型惯性器件，最大可感知±16g的加速度,感应精度可达3.9mg/LSB，倾角测量典型误差小于1°,超低功耗。通过其内置的ADC将加速度信号转换为数字量存放在片内缓冲区，在实际使用中，为提高输出数据的稳定性,设置感应范围为±2g，感应精度为3.9mg，可以满足人体动作加速度范围与精度要求。ADXL345可以通过SPI总线或I2C总线与单片机连接，本产品选择的单片机STC15F2K60S2I2C接口，但是可以采用I/O口模拟I2C总线或SPI总线接口的方法连接。综合以上二种方案

8、，方案二功耗更低，更容易实现，故选之。1.3.3无线模块的选择在几种短距离无线通信的比较当中,红外方案有一定的方向性,而蓝牙技术比较复杂,价格比较高,而无线射频通信技术无论是从系统开销，电池寿命还是成本方面都占有很大优势,同时它低传输速率的特点,恰恰适合发送信息量非常小的无线鼠标设计。nR