淺談姿態(tài)感知無線鼠標(biāo)的開發(fā)論文
傳統(tǒng)的無線鼠標(biāo)大都基于桌而等平臺進(jìn)行鼠標(biāo)指針的移動控制,采用這種控制方式的鼠標(biāo)在一些特定的場合已不能滿足用戶的需求。如在使用多媒體教學(xué)或者授課中,用戶想在空中操控鼠標(biāo)指針;或是在空中操控鼠標(biāo)指針來實現(xiàn)多媒體電視播放等。鑒于此,本文提出一種采用兩軸模擬陀螺儀加無線通訊的方式來實現(xiàn)鼠標(biāo)的空中姿態(tài)感知。該鼠標(biāo)在空中自由移動就可以實現(xiàn)鼠標(biāo)指針的控制,同時具有靈敏度高,功耗低,操作距離遠(yuǎn)等特點。
1硬件設(shè)計
姿態(tài)感知無線鼠標(biāo)包括鼠標(biāo)發(fā)射器和USB接收器。發(fā)射器的主控器采用Cypress公司的CY8C27613,該控制器ADC轉(zhuǎn)換器的精度可達(dá)11位,32位可編程定時器、多個SP丁主從接口、FFPROM等,工作電壓低至3.0 V;姿態(tài)感知的控制采用了ST公司的兩軸模擬陀螺儀I,PY530A I,,兩軸靈敏度可達(dá)士3000鹿,工作電壓低至2.7 V;電池升壓采用I,T8530芯片,輸出3.0V電壓給主控器、兩軸模擬陀螺儀和無線芯片供電;鼠標(biāo)按鍵及滾輪采用普通件。USB接收器的采用f Cypress公司的CY7C63803;無線通訊采用t C y-press公司低功耗的CYRF6936無線收發(fā)芯片。
2軟件設(shè)計
D兩軸模擬陀螺儀數(shù)據(jù)的采集和轉(zhuǎn)換。CY8C27613通過內(nèi)部兩路的12位ADC轉(zhuǎn)換器分別與兩軸模擬陀螺儀的AD X和AD 7.連接當(dāng)兩軸模擬陀螺儀靜止不動的時候,兩個軸輸出基準(zhǔn)電壓為1.230V當(dāng)兩軸模擬陀螺儀發(fā)生旋轉(zhuǎn)運動時,每個軸上的輸出電壓會在基準(zhǔn)電壓1.230V這個點上進(jìn)行增大或者減少。因此定時采集每個軸的電壓變化信號,為了采集到較完整的陀螺儀旋轉(zhuǎn)運動的數(shù)據(jù),采集的時間不宜設(shè)置過長,經(jīng)實驗測試,設(shè)置10ms采樣一次,已可以較好的滿足鼠標(biāo)指針空中姿態(tài)感知的控制。
這里首制各兩軸X和7,軸的基準(zhǔn)電壓1.230V模擬電壓值通過主控制器的ADC轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息:值為1提高檢測的精度和減少噪聲的影響,這里將陀螺儀旋轉(zhuǎn)運動后檢測到ADC數(shù)據(jù)先進(jìn)行位與操作,屏蔽最低位的變化信號,同時連續(xù)檢測兩組數(shù)據(jù)求平均值,得到陀螺儀運動的最后數(shù)據(jù)。
鄉(xiāng)鼠標(biāo)按鍵和滾輪數(shù)據(jù)的檢測。鼠標(biāo)按鍵左、中、右鍵和姿態(tài)感知啟動鍵的.檢測采用定時檢測方式進(jìn)行,檢測的時間設(shè)置為。檢測一次。滾輪采用旋轉(zhuǎn)編碼器實現(xiàn),由于旋轉(zhuǎn)編碼器在前后旋轉(zhuǎn)過程中兩個輸出腳的信號有個相位差,通過依次采集端口電平的三個狀態(tài):當(dāng)前狀態(tài)、前一狀態(tài)、再往前狀態(tài),通過比較狀態(tài)的變化過程,可以來確定滾輪是往哪個方向滾動。表示滾輪是往同一個方向滾動,滾輪在USB上傳數(shù)據(jù)時,對應(yīng)的滾輪數(shù)據(jù)就為+1,否則為-1,反方滾動。
發(fā)射器和USB接收器的綁定為了實現(xiàn)發(fā)射器和USB接收器能夠一對一的工作,需要將發(fā)射器和U洲接收器進(jìn)行一對一的綁定的原理:USB接收器讀取出接收器端的CYRF6936芯片中的碼,然后無線發(fā)送給發(fā)射器,并將碼存儲到發(fā)射器的FFPRO中USB接收器。USB接收器主要完成USB設(shè)備的列舉,USB數(shù)據(jù)的上傳、USB設(shè)備的掛起與喚醒等。
3總結(jié)
通過對姿態(tài)感知無線鼠標(biāo)的研究,提出了一種采用兩軸模擬陀螺儀來實現(xiàn)空中姿態(tài)感知的方法,文中詳細(xì)闡述了該鼠標(biāo)的開發(fā)過程,跟直接采用數(shù)字陀螺儀相比,該鼠標(biāo)成本上更具有優(yōu)勢。文中提出的姿態(tài)感知的方法可還可應(yīng)用于人體動作跟蹤、游戲控制器、工廠自動化等人機輸入設(shè)備中。
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