一种具有实时振动补偿的显示模块的设计

还要考虑加速度的噪声会因为积分而被放大，使积分结果不准。加速度噪声的来源有：传感器本身的噪声、周边电路的电磁串扰、电源的波动、负载的波动（OLED的功耗与被点亮的点数成比例）。MMA7260QT传感器内部集成信号电路输出纹波较小（nRMS=4.7mVrms），为了滤去由于电磁干扰等引起的高频噪声，给系统加一个通频带在50Hz内的RC低通滤波器。由于模拟滤波器难以调整，系统的软件还加入了简单而且快速的数字惯性滤波器，能很好地消除周期性干扰和较宽频率的随机干扰信号。

　　实时输出具有相反方向偏移量的动态图像

　　上文已述及处理器的运算速度和显示器件的响应速度是两个关键。本系统显示器件选择OLED器件即有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode，OLED）该显示器件具有轻薄、易携、全彩、高亮度、省电、视角宽广及高应答速度等优点，为未来人机互动的接口开启了新的纪元，如今采用OLED作为显示器件的电子产品几乎已经普及。

　　本系统所采用的OLED显示材料的响应时间在μs量级，OLED器件的驱动芯片SSD1303的并行总线写入时间仅为300ns，因此总的响应时间（包括驱动芯片的延迟和OLED材料的延迟）仍然是μs，只要MCU速度足够快，是完全能实现图像的动态显示的。另外SSD1303支持垂直偏移指令和水平滚动指令，因此只需将GDDRAM一次写满，图像需要平动时仅需要写一条偏移或滚动指令，而不是刷新整个GDDRAM。

　　本系统所采用的微控制器MC9S08QG8工作频率高达20MHz，有8kBytes的FLASH存储器，512Bytes的RAM。如果处理器仅用来完成图像数据的变换和GDDRAM的刷新是没有问题的，但是处理器还要进行数字滤波等处理，难以完成所有的工作，因此系统采用偏移或滚动指令来实现平动。

　　显示模块与信源的通讯

　　为了方便与信源接口，本系统采用MC9S08QG8自带的SPI控制器，提供SPI接口作为信号输入通道。考虑到显示模块可能工作在比较恶劣的场合，通讯线缆连接固定的信源和振动的显示模块，会因为长期的弯曲而疲劳破坏，本系统特意设计集成了单片射频收发芯片，可以进行短距离无线数据传输。单片射频收发芯片采用挪威Nordic VLSI公司推出的单片射频收发芯片nRF905，它能简单地实现200m范围内的传输速率在100kb/s内的数据传输。

　　硬件描述

　　本系统的硬件框图如图5所示。整个硬件系统由微控制器电路、加速度传感器电路、滤波器电路、OLED电路、射频收发电路和稳压电路组成。

　　本系统所设计的微控制器电路如图6所示，MC9S08QG8包含上电复位电路（POR）和内部时钟源（ICS），这会简化微控制器电路且减少外部时钟电路造成的高频干扰。MC9S08QG8具有单线的背景调试接口（BDM），能够进行实时总线捕捉，系统采用BDM进行系统调试并附加LED作为工作指示。

　　OLED电路