基于2．4 GHz射頻通信的多功能鼠標設計

摘要：將手機鍵盤加鼠標的輸入方式應用于電腦上，使人們像遙控操作電視一樣操作計算機，將會得到廣大消費者的青睞。文章結合光傳感器、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發射部分的軟、硬件設計。實踐表明，該設計具有良好的應用前景。
關鍵詞：無線；光傳感器；低功耗；一鍵多值

引言
多功能無線鼠標包括無線發射部分和無線接收部分，其中發射部分是關系到其總體性能好壞的關鍵部分。本系統以nRF24L01為核心構建無線發射模塊。
nRF24L01是一款新型單片射頻收發器件，工作于2．4～2．5 GHz ISM頻段；內置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器、調制器等功能模塊，并融合了增強型ShockBurst技術，其中輸出功率和通信頻道可通過程序進行配置。nRF24L01功耗低，在以0 dBm的功率發射時，工作電流只有11．3 mA；接收時，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)使節能設計更方便。
多功能無線鼠標是一款使用電池供電的手持設備，功耗是衡量其性能的一個重要標準。本設計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數據保持方式下耗電僅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候，LED才被點亮，這樣會使光傳感器的功耗進一步下降(小于1 mA)。
本文在介紹多功能無線鼠標發射部分開發過程的同時，對其設計應用中的注意事項和優化方法作了相應的論述。在設計過程中，多注意細節和優化方法可使設計更加順利，并為大規模算法提供有效的時間。

1 硬件電路設計
多功能無線鼠標發射部分主要實現光傳感器位移、按鍵鍵值的采集，并通過無線發射給接收器。主要由控制部分、光傳感器部分、鼠標按鍵和鍵盤部分以及無線發射部分組成。系統框圖如圖1所示。

1．1 無線發射部分
無線發射部分是多功能無線鼠標的主要部分，本設計以nRF24L01為核心構建無線發射模塊。
nRF24LOl具有無條件使用2．4 GHz全球開放ISM頻段，內置硬件CRC檢錯和一點對多點通信地址控制等特點，數據傳輸率為2 Mb／s，126個頻道；能滿足多點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的主要優點。
無線發射部分的電路原理如圖2所示。