iMouse多功能空中鼠標

　　系統方案

　　此系統的電路原理如圖1所示。電路可分為空中鼠標主體電路與接收電路兩個部分，主體電路由兩節7號電池進行供電，而接收電路由USB總線進行供電。主體電路為時代民芯公司的MXT8051控制器為核心，實時獲取MEMS加速度傳感器與各個按鍵以及滾輪的狀態信息，通過信號處理技術進行處理后，整合成符合HID報告規范的數據包格式，傳送給無線射頻系統模塊。無線射頻模塊再通過一定的通訊協議發送給空中鼠標接收電路。接收電路接收到有效的數據包后，通過USB接口將HID報告送到計算機，完成鼠標的一次輸入過程。

　　同時，MXT8051也控制一些LED，指示鼠標的狀態，也使鼠標更加美觀。

　　硬件系統設計

　　從上面的介紹中，可以把整個硬件系統細分為以下幾個主要模塊：鼠標主體電路控制模塊、MEMS運動傳感器模塊、無線收發模塊和USB電路模塊。各個模塊之間相互配合工作。下面，將對各個模塊逐一進行介紹。

　　主體電路控制模塊

　　主體電路的控制模塊以MXT8051微控制器為核心。MXT8051是北京時代民芯科技有限公司近期推出的一款高性能8位MCU，以高速單指令周期 8051 為核心。電路擁有豐富的外設，包括 PWM、UART、WDT，Timer 等，大容量存儲器，內嵌 32Kx8 可在線編程 flash，10 位 AD，8 位 DA，若干OP，36x4 LCD driver、POR、LDO 以及可編程增益放大器(PGA)等模擬電路。電路集成片上調試系統，通過標準JTAG接口，快速診斷復雜 SoC，該調試系統具有不占用任何硬件資源可進行全速和單步運行、支持硬件斷點、軟件斷點、以及觀察內部特殊功能寄存器、程序指針和內部 RAM 等功能。

　　本系統中，使用GPIO口來捕捉按鍵狀態。用外部中斷計數滾輪轉動，并同時用GPIO口判斷轉動的方向。MXT8051控制器中并沒有SPI接口，這里，使用軟件模擬的方法來獲得SPI接口，驅動MEMS芯片和CC2400。MXT8051控制器提供了3路PWM輸出，這里采用這3路PWM輸出驅動3個LED，用以指示鼠標的狀態。此部分電路如圖2所示。

　　MEMS運動傳感器模塊

　　MEMS主要包括微型機構、微型傳感器、微型執行器和相應的處理電路等幾部分，它是在融合多種微細加工技術，并應用現代信息技術的最新成果的基礎上發展起來的高科技前沿學科。MEMS技術的發展開辟了一個全新的技術領域和產業，在航空、航天、汽車、生物醫學、環境監控、軍事以及幾乎人們所接觸到的所有領域中都有著十分廣闊的應用前景。MEMS技術正發展成為一個巨大的產業。

　　LIS3LV02DL是ST的一款三軸線性加速度傳感器。2g/6g量程可選。提供I2C或SPI雙重數據接口。可編程12位或16位數據輸出。多種觸發事件可選。

　　這里用此MEMS器件來獲取鼠標的運動，并將獲取的數據處理成鼠標動作數據，發送給USB模塊電路。電路原理如圖3所示。