基于MCS-51单片机无线鼠标的设计与实现

第３７卷Ｖ０１．３７第４期Ｎｏ．４河南科技学院学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｅｎａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ２００９年１２月Ｄｅｃ．２００９基于ＭＣＳ一５１单片机无线鼠标的设计与实现陈娜，巍巍（河南科技学院，河南新乡４５３００３）摘要：运用无线技术将收集到的鼠标移动和按键数据发送给计算机，具体分为硬件原理、电路设计、软件设计和程序调试等模块．以Ａｔｍｅｌ公司生产的ＡＴ８９Ｃ５１作主芯片。采用ＲＳ一２３２通信接１２１技术和ＭＯＤＥＭ信号转换技术．运用ＭＣ２８３３和ＴＤＡ７０１０芯片作信号射频的发送和接收，设计出的无线鼠标具有电路体积小，功耗低，通用性强，程序简单等优点．它解决了鼠标与计算机间的通信问题，省去了鼠标与计算机之间的硬件连接，方便了广大计算机用户．特别在多媒体大教室的教学中更具有一定的推广应用价值．关键词：单片机；鼠标；无线通信；串行口；计算机中图分类号：ＴＰ３３４．２文献标识码：Ａ文章编号：１６７３—６０６０（２００９）０４—００６８—０３ＤｅｓｉｇｎａｎｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓｍｏｕｓｅｂａｓｅｄＣｈｅｎＮａ．ＷｅｉＷｅｉｏｎＭＣＳ－５１ｃｈｉｐ（ＨｅｎａｎＩｎｓｔｉｔｕｅｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉｎｘｉａｎｇ４５３００３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｄｅｓｉｇｎ，ｗｉｒｅｌｅｓｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｔｒａｎｓｆｅｒｃｏｌｌｅｃｔｅｄｄａｔａａｂｏｕｔｔｈｅｍｏｕｓｅｍｏｔｉｏｎａｎｄｉｔｓｂｏｔｔｏｎｓｔｏｃｏｍｐｕｔｅｒ．Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆｈａｒｄｗａｒｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｃｉｒｃｕｉｔａｓｄｅｓｉｇｎ，ｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｄｅｂｕｇｇｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｍｏｄｕｌｅｓ．ＷｉｔｈｔｈｅＡＴ８９Ｃ５１ｃｈｉｐｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙＡｔｍｅｌｔｈｅｍａｉｎｃｈｉｐ，ＲＳ－２３２ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｉｎｔｅｒｆａｃｅａｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＭＯＤＥＭｓｉｇｎａｌｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｂｅｉｎｇｕｓｅｄ，ａｎｄＭＣ２８３３ａｎｄＴＤＡ７０１０ｃｈｉｐａｔｈｅｄａｔａｓｅｎｄｉｎｇａｎｄｒｅｃｅｉｖｉｎｇｄｅｖｉｃｅ，ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｅｄｗｉｒｅｌｅｓｓｍｏｕｓｅｈａｓｓｍａｌｌｅｒｃｉｒｃｕｉｔａｎｄｌｏｗｅｒｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ｗｉｔｈｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｏｆｗｉｄｅａｄａｐｔｉｏｎａｎｄｓｉｍｐｌｅｐｒｏｃｅｄｕｒｅ．Ｉｔｓｏｌｖｅｓｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｃｏｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｍｏｕｓｅａｎｄｃｏｍｐｕｔｅｒ，ｓａｖｅｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｍ，ｂｒｉｎｇｓｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅａｔｏｔｈｅｍａｓｓｃｏｍｐｕｔｅｒｃｏｎｓｕｍｅｒｓ．Ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ，ｉｎｔｈｅｂｉｇｍｕｌｔｉ－ｍｅｄｉａｃｌａｓｓｒｏｏｍｉｔｈａｓｓｐｅｃｉａｌｖａｌｕｅｉｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＳＣＭ；ｍｏｕｓｅ；ｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ；ｓｅｒｉａｌｐｏｒｔ；ｃｏｍｐｕｔｅｒｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，数字无线电频率），这项技术能够对短距离通讯提供充足的带宽，适合鼠标和键盘等外围设备使用…．本文使用ＡＴ８９Ｃ５ｌ单片机和无线通信技术，对常见的ＲＳ一２３２串行接口的光机式鼠标进行改造，设计出了基于ＲＳ一２３２串行接口的无线鼠标［２圳．本设计简单，具有灵活性．与普通的无线鼠标相比，在电路上做了很大的改进，程序也简洁明快．无线鼠标大多数采用了无线电发射数字传输技术ＤＲＦ（Ｄｉｇｉｔａｌｒａｄｉｏ１硬件组成无线鼠标的硬件由两部分构成，一部分是位移、按键数据的获取、处理和无线发射，另一部分是无线接收和传送Ｃ５，６］．其硬件构成分别如图１和图２．发射电路主要完成位移信号的处理和高频调制与发射，接收电路主要完成无线信号的接收、解调、处理以及与计算机串行数据传输．发光电位移传感器射图１位移、处理和无线发射收稿日期：２００９—０１—１２作者简介：陈娜（１９８０－），女，河南新乡人，助理工程师，主要从事网络技术、计算机基础教学工作６８万方数据路电收．２０６为．能频电射省节在，式率模功耗２１功一出出输０１脚低１—３５．．…１为源于率输频电号电信供入８作输．的２到放低路以高可压，电输电源件电收工作元工接，谐少很调个件元要围整需外，．为不封塑路频脚作引回６１，，入路电输时后等放，功压）Ｆ少Ｒ（频稳件射振元ｌ控Ｄ围管芯压该陈娜等：基于ＭＣＳ一５１单片机无线鼠标的设计与实现第４期接收图２无线接收和传送２电路设计２．Ｉ无线鼠标发射电路发射电路的信号处理采用ＡＴ８９Ｃ５１单片机。通过ＭＯＤＥＭ芯片ＭＳＭ７５１２ＢＲＳ来完成并行数据到串行数据的转换，最后通过ＭＣ２８３３调制发射．如图３所示．Ｐ１．０ｐ１１““卓：＜。Ｕ１ｒＰ３．１Ｐｌ・６Ｐ１．７ｌＸＤＡＯ叫ｌ。低频放大射频攻放ＩＣ３ＸＣｒＭＯＤｌＭＯＤ２ＩＣ２１立：之┃ｊ＾、１３工┃ＹＤ┃Ｘ１Ｉ┃ＨｚＲＳＴＪ┃┃┃┃┃┃┃Ｐ┃．ｂ１８口Ｍ—Ｈｚ圭┃—┃＇［１４┃Ｐ．３鼠标的发射部分Ｍ完成数字信号的Ｄ／Ａ变换后，将模拟信号送人发射电路发射出去．发射电路使用Ｖ。使直接射ＭＨｚ可以达到一３０ＭＨｚｄＢｍ使用片内电路。输出功率可以达到＋１０ｄＢｍ频为采用ＰＨＩＬＩＰ公司的高集成度芯片ＴＤＡ７０１０设计而成．如图４所示，ＴＤＡ７０１０是调频接ＭＨｚ在发射电路不工作７７ＳＩＮＤＤ５２３鼠标的接收部分２．ＲＳ一３２串行接口电路行鼠标驱动程序后，ＲＳ一２３２串行接口插座的４和７脚输出电压为＋１２Ｖ。此压经５ＶＶ作为行通信的负电源．万方数据２００９盔河南科技学院学报输入端，其电压变化在５。１２Ｖ之间．３软件设计为了提高系统的实时性和工作的可靠性，鼠标的无线通信协议与串行鼠标的通信协议相同。即７位数据位、ｌ位起始位、ｌ位停止位，传输速率为１２００ｂｐｓ．因此。程序的初始化部分设置单片机工作于串行方式ｌ，串行速率为１２００ｂｐｓ．程序完成对串口寄存器初始化。使０号定时器每５１２ｕｓ产生一次中断．在图５（ｂ）中断服务程序中，完成对鼠标的坐标位移、方向和按键的检测，将鼠标的状态数据转化成为符合串行鼠标规范的数据包，由串ＶＩ输入到ＭＥＤＯＭ电路中。经Ｄ／Ａ变换后，由ＩＣ３发射出去．整个软件不到ＩＫＢ．ｆｏｓｅ＝６ＭＨｚ，主程序在初始化部分对Ｉ／Ｏ口、寄存器各参数进行设置后。随即打开定时器０中断并进入休眠模式，如图５（ａ）所示，主程序流程如图５．【ａ）图５程序流程（ｂ）４结语本文基于ＭＣＳ一５１单片机无线鼠标的设计与实现，从硬件组成、电路设计到软件编程。详尽到位．在这次设计中主要用到了单片机的串口通信和无线收发模块的通信．应用较通俗易懂．易于被大众所撑握．本设计还有一个重要特点，就是实现简单，所需费用较低．由于篇幅所限，对于操作代码以及系统在处理速度、信号抗干扰方面恕不详述．可以通过简化数据帧格式，对数据进行滤波，进一步提高稳定性．参考文献：［Ｉ］于向华，鼠标的进化历程［Ｎ］．北京电子报，２００６－０９—２３（５）．［２］张毅剐。彭喜元．新编ＭＣＳ一５１单片机应用设计（第二版）［Ｍ］．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，２００６：８３—９０．［３］杨金岩，郑应强等．８０５１单片机数据传输接口扩展技术与应用实例［Ｍ］．北京：人民邮电出版社２００５：１０２—１２６．［４］邵平，杨路明，周善东．一种无线遥控鼠标编译码电路的设计［Ｎ］．云南大学报，２００５－０２—１３（３）．［５］李湘云．基于ＡＴ８９Ｃ５１应用系统的串行通信设计［Ｚ］．现代电子技术，２００６．［６］郑金存，邵平，周善东．多媒体教室的长距离无线鼠标的设计与实现［Ｊ］．广西物理，２００６，２５（３）：２３—２５．［７］王曙东，王海峰，林豹．基于扩频ＣＤＭＡ技术的无线鼠标设计［Ｐ］