【提要】来自Nordic VLSI ASA的nRF24E1和nRF24E2(本文统称为nRF24Ex)使设计一个2.4GHz ISM波段的3键3轴无线鼠标单片解决方案成为可能。
1.概述
来自Nordic VLSI ASA的nRF24E1和nRF24E2(本文统称为nRF24Ex)使设计一个2.4GHz ISM波段的3键3轴无线鼠标单片解决方案成为可能。nRF24Ex系列芯片内置8051微控制器、一个9通道ADC和与流行的 nRF2401/nRF2402芯片一样的RF部分。nRF24Ex系列可以在1.9V到3.6V电压范围内工作,因此特别适用于由电池供电的产品的应用。本文介绍怎样利用nRF24Ex系列芯片制作3键3轴无线鼠标。
2.设计方案

图1. nRF24Ex在3键3轴无线鼠标设计中的应用
2.1 RF部分
如图3原理图所示,RF部分的设计以可从www.nvlsi.no网站下载的nRF24Ex参考设计作为参考。该设计用16MHz晶振、一个作为固件存储器的外部EPROM。EPROM作为固件存储器。固件用ShockBurst技术从鼠标发送数据包。ShockBurst技术用来最大限度减小每发射一位数据的电流消耗,从而延长电池的寿命。如果想进一步了解ShockBurst技术可以参考 nRF24Ex的数据手册或者可以从www.nvlsi.no网站下载相关资料。
2.2无线鼠标基础
无线鼠标和标准鼠标具有一样的基本功能。不同的是无线鼠标用无线电信号传输数据到主机而不是用电缆。这意味著无线鼠标收集移动和按键信息的方式和老式有线鼠标是一样的。本文以一个使用滚球的鼠标作为例子。该鼠标每个键有一个开关、一个滚球和若干用来测量移动的滚轴。滚轴其实是一个刻有光槽的转轮,它可以对每一步移动作出响应输出波形。因为无线鼠标用电池供电所以应该注意尽量省电。因此往主机发射更新数据的次数越少越好(移动或者点击时60-100次/ 秒)。
2.3 无线鼠标的光学结构
如图2所示,因为鼠标中有光学机构,所以IR-LED(红外发光二极管)经过转轮照在两个光电三极管上。转轮随著鼠标的圆形滚轴转动。经过转轮的光线照在两个接成源极跟随器的光电三极管上。从IR-LED(红外发光二极管)发出的光会使光电三极管处于开状态。
转轮阻挡红外光线使光电三极管开和关从而输出方波。输出波形每变化一次代表鼠标移动的一次计数。比较光学结构的当前和下一个状态就可得知鼠标移动的方向。

图2. 从IR-LED(红外发光二极管)面看鼠标的光学结构
2.4 无线鼠标的按键
每个鼠标按键就是一个标准的开关,各个开关直接与nRF24Ex芯片的GPIO 引脚相连。GPIO引脚设置为输入端由外部上拉电阻上拉。-----固件按键按下时间应在15-25ms-----。本设计有3个键∶左键、中间键和右键。
2.5 原理图
图3显示怎样把光学机构、按键与标准nRF24Ex芯片外带一个EPROM连接起来,制作成一个2.4GHz无线鼠标。
|