基于2．4 GHz射頻通信的多功能鼠標設計

摘要：將手機鍵盤(pán)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(huì )得到廣大消費者的青睞。文章結合光傳感器、2．4 GHz無(wú)線(xiàn)通信的使用方法以及一鍵多值的處理方法，闡述多功能無(wú)線(xiàn)鼠標發(fā)射部分的軟、硬件設計。實(shí)踐表明，該設計具有良好的應用前景。
關(guān)鍵詞：無(wú)線(xiàn)；光傳感器；低功耗；一鍵多值

引言
多功能無(wú)線(xiàn)鼠標包括無(wú)線(xiàn)發(fā)射部分和無(wú)線(xiàn)接收部分，其中發(fā)射部分是關(guān)系到其總體性能好壞的關(guān)鍵部分。本系統以nRF24L01為核心構建無(wú)線(xiàn)發(fā)射模塊。
nRF24L01是一款新型單片射頻收發(fā)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(shù)，其中輸出功率和通信頻道可通過(guò)程序進(jìn)行配置。nRF24L01功耗低，在以0 dBm的功率發(fā)射時(shí)，工作電流只有11．3 mA；接收時(shí)，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(wú)線(xiàn)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(gè)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(shí)候，LED才被點(diǎn)亮，這樣會(huì )使光傳感器的功耗進(jìn)一步下降(小于1 mA)。
本文在介紹多功能無(wú)線(xiàn)鼠標發(fā)射部分開(kāi)發(fā)過(guò)程的同時(shí)，對其設計應用中的注意事項和優(yōu)化方法作了相應的論述。在設計過(guò)程中，多注意細節和優(yōu)化方法可使設計更加順利，并為大規模算法提供有效的時(shí)間。

1 硬件電路設計
多功能無(wú)線(xiàn)鼠標發(fā)射部分主要實(shí)現光傳感器位移、按鍵鍵值的采集，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)發(fā)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(pán)部分以及無(wú)線(xiàn)發(fā)射部分組成。系統框圖如圖1所示。

1．1 無(wú)線(xiàn)發(fā)射部分
無(wú)線(xiàn)發(fā)射部分是多功能無(wú)線(xiàn)鼠標的主要部分，本設計以nRF24L01為核心構建無(wú)線(xiàn)發(fā)射模塊。
nRF24LOl具有無(wú)條件使用2．4 GHz全球開(kāi)放ISM頻段，內置硬件CRC檢錯和一點(diǎn)對多點(diǎn)通信地址控制等特點(diǎn)，數據傳輸率為2 Mb／s，126個(gè)頻道；能滿(mǎn)足多點(diǎn)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(yōu)點(diǎn)。
無(wú)線(xiàn)發(fā)射部分的電路原理如圖2所示。