基于2．4 GHz射频通信的多功能鼠标设计

摘要：将手机键盘加鼠标的输入方式应用于电脑上，使人们像遥控操作电视一样操作计算机，将会得到广大消费者的青睐。文章结合光传感器、2．4 GHz无线通信的使用方法以及一键多值的处理方法，阐述多功能无线鼠标发射部分的软、硬件设计。实践表明，该设计具有良好的应用前景。
关键词：无线；光传感器；低功耗；一键多值

引言
多功能无线鼠标包括无线发射部分和无线接收部分，其中发射部分是关系到其总体性能好坏的关键部分。本系统以nRF24L01为核心构建无线发射模块。
nRF24L01是一款新型单片射频收发器件，工作于2．4～2．5 GHz ISM频段；内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块，并融合了增强型ShockBurst技术，其中输出功率和通信频道可通过程序进行配置。nRF24L01功耗低，在以0 dBm的功率发射时，工作电流只有11．3 mA；接收时，工作电流只有12．3 mA；多种低功率工作模式(掉电模式和空闲模式)使节能设计更方便。
多功能无线鼠标是一款使用电池供电的手持设备，功耗是衡量其性能的一个重要标准。本设计所选用的主控芯片是MSP430F413，它是一种16位超低功耗的混合信号处理器，在活跃模式下最大电流为350μA，RAM数据保持方式下耗电仅0．1μA。光传感器芯片选用ADNS-5030。这款芯片体积小，功耗低，在工作模式下，它的工作电流最大为17 mA；仅在光传感器工作的时候，LED才被点亮，这样会使光传感器的功耗进一步下降(小于1 mA)。
本文在介绍多功能无线鼠标发射部分开发过程的同时，对其设计应用中的注意事项和优化方法作了相应的论述。在设计过程中，多注意细节和优化方法可使设计更加顺利，并为大规模算法提供有效的时间。

1 硬件电路设计
多功能无线鼠标发射部分主要实现光传感器位移、按键键值的采集，并通过无线发射给接收器。主要由控制部分、光传感器部分、鼠标按键和键盘部分以及无线发射部分组成。系统框图如图1所示。

1．1 无线发射部分
无线发射部分是多功能无线鼠标的主要部分，本设计以nRF24L01为核心构建无线发射模块。
nRF24LOl具有无条件使用2．4 GHz全球开放ISM频段，内置硬件CRC检错和一点对多点通信地址控制等特点，数据传输率为2 Mb／s，126个频道；能满足多点通信和跳频通信的需要；功耗低，供电电压为1．9～3．6 V，待机模式下工作电流为22μA，掉电模式下仅为900 nA。这些是nRF24L01的主要优点。
无线发射部分的电路原理如图2所示。