iMouse多功能空中鼠標

　　軟件系統設計

　　系統的軟件可以分為鼠標主體端與鼠標接收端兩個(gè)部分?？刂破鞣謩e是時(shí)代民芯的MXT8051微控制器與TI的430單片機，在此兩部分的控制器上分別都成功移植了mC/OS嵌入式操作系統，并在mC/OS操作系統上運行應用程序。

　　mC/OS是一種免費公開(kāi)源代碼、結構小巧、具有可剝奪實(shí)時(shí)內核的實(shí)時(shí)操作系統。

　　mC/OS 和mC/OS-II 是專(zhuān)門(mén)為計算機的嵌入式應用設計的， 絕大部分代碼是用C語(yǔ)言編寫(xiě)的。CPU 硬件相關(guān)部分是用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的、總量約200行的匯編語(yǔ)言部分被壓縮到最低限度，為的是便于移植到任何一種其它的CPU 上。用戶(hù)只要有標準的ANSI 的C交叉編譯器，有匯編器、連接器等軟件工具，就可以將mC/OS-II嵌人到開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品中。mC/OS-II 具有執行效率高、占用空間小、實(shí)時(shí)性能優(yōu)良和可擴展性強等特點(diǎn)， 最小內核可編譯至 2KB 。mC/OS-II 已經(jīng)移植到了幾乎所有知名的CPU 上。

　　mC/OS-II目標是實(shí)現一個(gè)基于優(yōu)先級調度的搶占式的實(shí)時(shí)內核，并在這個(gè)內核之上提供最基本的系統服務(wù)，如信號量、郵箱、消息隊列、內存管理、中斷管理等。

　　鼠標主體端軟件結構

　　主體端軟件結構如圖7所示。

　　在主體端的軟件中，主要用到了μC/OS操作系統的多任務(wù)調度與任務(wù)間的通訊功能，在鼠標動(dòng)作數據處理之后，通過(guò)消息隊列的方式傳遞給RF通訊任務(wù)，RF通訊任務(wù)將此數據有效地發(fā)送給接收端電路。如圖9所示。

　　鼠標動(dòng)作數據處理的流程如圖8所示。在空中鼠標的加速度傳感方案中，最為關(guān)鍵的是如何用軟件的方法除去重力以及抖動(dòng)對傳感器輸出產(chǎn)生的影響，這里首先對傳感器輸出的數據進(jìn)行差分，所得的數據通過(guò)一定的衰減后再減掉防抖閾值，最后形成要輸出的數據。

　　接收端軟件結構

　　接收端軟件結構如圖10。

　　在鼠標的接收這一端，無(wú)線(xiàn)通訊的任務(wù)流程基本與主體端的流程差不多，只是這端以接收為主，而主體端則以發(fā)送為主。同時(shí)，在有效接收到數據包后，程序將評估RF通訊雙端的中心頻率偏差，并對芯片進(jìn)行配置修正。無(wú)線(xiàn)通訊的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是如何處理好數據丟包的問(wèn)題，處理不好，鼠標就會(huì )跳躍，這里，借鑒了USB協(xié)議中對數據包交錯發(fā)送的控制方法與應答機制，很好解決了這個(gè)問(wèn)題。

　　USB控制這一塊是軟件中最關(guān)鍵的一塊，這里涉及了USB協(xié)議以及HID的協(xié)議。USB的固件程序結構如圖11。

　　USB事件由中斷進(jìn)行驅動(dòng)，中斷發(fā)生后根據不同的中斷向量對中斷事件進(jìn)行處理。如圖12所示。如果是控制包，則向主控的進(jìn)程發(fā)送一個(gè)信號，由主控進(jìn)程對控制包進(jìn)行分析處理。在程序的應用層，HID鼠標的數據包通過(guò)USB接口的端口1進(jìn)行傳輸，計算機對此端口的詢(xún)問(wèn)間隔為10ms。