基于ARM芯片ADμC7022和MMA7260Q加速度傳感器的電子筆設計

　　SEL1和SEL2為靈敏度選擇輸入引腳，對應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三個方向加速度信號的輸出引腳，輸出電壓與加速度的關系如(1)式所示。MMA7260Q的0g偏置電壓為1.65V，對于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的輸出上設置了RC濾波器，用于濾除內部開關濾波電容時鐘的干擾，提高測量的精度。

　　4 無線USB接口

　　CYRF6934是Cypress半導體的2.4GHz射頻SoC無線USB網絡收發器件。該無線收發器工作在2.4～2.483GHz的ISM公共頻段內，突破了27MHz、400MHz以及900MHz眾多系統共有的各種限制，使用戶能夠在世界范圍內推廣使用其解決方案，而無需受地區性頻率要求的約束，從而具備了全球通用性、合理的功率規格以及更高的通信頻寬。借助DSSS技術，CYRF6934可以避免來自如2.4GHz頻段中802.11b、藍牙(Bluetooth)等其他系統的信號干涉，以及來自無繩電話和微波爐的無線輻射;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的數據吞吐量和高達2MHz傳輸頻率的SPI微機接口與微控制器進行通訊，可實現62.5kbps速率的雙向或單向RF傳輸，平均延時小于10ms。在沒有數據傳輸時，CYRF6934可在微控制器的控制下進入低功耗模式，降低系統能耗。

　　無線USB接口電路如圖3所示。微控制器采集的加速度數據在經過預處理后通過SPI接口發送到CYRF6934。CYRF6934對數據進行調制后通過PCB上的印制天線發送給PC端的無線USB網橋。芯片所有VCC上使用0.1μF電容去耦并使用一個10μF電容作為充放電電容。

　　5 軟件設計

　　作為底層的硬件驅動程序，軟件需要完成系統初始化、數據采集處理和傳送等工作。系統初始化主要包括微處理器的堆棧、隊列和內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。匯編語言完成微處理器堆棧、隊列的初始化并引導系統執行C語言中的main()函數。C語言程序完成剩余的初始化任務后開始采集數據、處理數據和發送數據的循環。