和工程中去，必须经过编译，链接生成绝对目标文件，然后才能固化到中去或下载。开发流程图如下图图开发流程对上图描述如下规划整个项目，包括硬件的设计和软件的分工。编写源程序，并把它输入到文件保存以便编译。用编译器编译源程序，生成目标文件，如有必要，可把生成的目标模块放入库中。④连接和定位，让目标文件分配到特定的存储位置。整个程序通常有几个源程序，它们分别编写，或许也有库包含在内。利用目标十六进制符号转换器将目标文件转换成十六进制文件，文件可以写入到到中进行程序的固化。结合硬件运行程序。如需修改，可调整源程序，并重复以下过程。通过调试，项目完成。本文在程序设计中使用的是集成开发环境，是美国公司出品的系列兼容单片机语言软件开发系统，与汇编相比，语言在功能上结构性可读性可维护性上有明显的优势，因而易学易用。用过汇编语言后再使用来开发，体会更加深刻。软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全界面。另外重要的点，只要看下编译后生成的汇编代码，就能体会到生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。鼠标软件系统概述软件设计中，由于鼠标静止时加速度传感器仍然是有定的数值输出，所以鼠标开始时需提供个基准加速度值，用来作为控制光标移动的加速度值的参考标准。因此在本设计中使用个按键，系统上电后在按键按下之前，鼠标是不工作的，按键按下后开始采样。通过微处理器处理加速度信号来判断鼠标运动方向，以产生控制信号来控制光标的移动。软件设计处理框图如下图图软件处理流程框图鼠标微处理器软件设计鼠标微处理器软件设计部分包括了对加速度信息的采样和对加速度信息的处理。微处理器加速度值采样本文采用位串行逐次逼近型的转换器，外接电源为，有效分辨率基础之上结合加速度传感器阐述了种的空间鼠标的设计。由于采用了对加速度进行采集来判断方向的方法，可以使得传统鼠标的操作并不仅仅依赖平面，从而鼠标的应用范围得到了扩展。需近步研究的问题由于受到时间等条件的限制，本文所做的工作尚不完善，还有很多研究和拓展的空间本文设计的鼠标系统是在传统的机械鼠标基础之上进行改造的，鼠标器通过接口与相连接，仍然才用的是有线的连接，若是改为通过无线传输则可以省去连线的麻烦，也可以增加操作时人与之间的距离，操作也可以变得更加的方便。在器件的选择方面，本设计中采用的元件在体积方面均显得过大，为了达到小巧方便的目的，可以选择较小封装的元器件。鼠标的灵敏度方面还不是很完善，有进步提高的空间。本文设计时选用的加速度传感器具有三轴方向，但只使用了其中的两轴，因此可以进步设计使其向三维方向发展。参考文献蔡猛基于技术的无线非接触式鼠标的研制大连理工大学陈光东单片微型计算机原理及其语言程序设计华中科技大学出版社张海涛，阎贵平加速度传感器的原理及分析电子工艺技术吴亚林线加速度传感器信号调理处理与传输技术研究哈尔滨工程大学任思聪微惯性器件的现状与发展动向压电与声光向文宜鼠标漫谈百科知识贾伯年，俞朴，宋爱国传感器技术第三版东南大学出版社康华光电子技术基础模拟部分第五版高等教育出版社谭浩强，张基温，唐永言语言程序设计教程第二版高等教育出版社邵平,郑金存,周善东种适于多媒体教室的无线遥控鼠标设计和实现集美大学学报附录鼠标系统设计电路图附录鼠标系统设计实物图左右，完全可以检测加速度传感器的输出值。在本研究中，加速度传感器是三轴输出，但在使用时只需用到其中的两个，设计中将需要处理的两路加速度信号，因此需接两路转换器。加速度传感器的信号输出频率般最高为，在本例中，对加速度值的采样时间间隔为。加速度到位移的数字信号变换加速度经过两次积分后转换为位移量图图加速度处理根据速度和距离的计算公式其中，是在时刻的速度是初始速度，是加速度，是距离在本系统中，设。由以上推导过程可以看出，求速度与距离的计算实际上就是对加速度进行积分的过程。在本设计中采用的是梯形法进行近似的积分。其中为要求的积分值，为积分上限，为积分上限，为积分下限函数，为积分下限函数,即为采样频率。在离散系统中，设是在不同时刻的速度,为采样后的加速度,为在不同时刻的距离，因此有式是速度计算的迭代算法式是距离计算的迭代算法由以上式就可以方便简单的计算目标的速度与运动距离。在本设计中，采用了另外种方法，直接由加速度值来决定光标移动的方向。通过将加速度传感器上下左右倾斜，微处理器检测到加速度信息后，通过比较各个方向加速度值的大小产生相应方向的脉冲信号直接控制鼠标电路，以决定光标相应各个方向移动的距离。第五章鼠标系统调试鼠标电路模块调试由节可知鼠标电路工作时只需要在鼠标电路控制芯片的引脚输出具有定相位差的脉冲信号图即可。图，控制脉冲在本设计中利用单片机编程生成要求的脉冲信号，接入鼠标控制电路中，并将鼠标控制电路通过口接入机，用以测试鼠标电路是否有用。该部分采用软件对单片机输出波形进行仿真，得出波形如下图仿真波形鼠标电路接受到该波形后从监视器可即可观察到光标的移动。通过改变方波的频率可以看到光标的速度明显变化，由此可知鼠标电路模块工作正常。加速度模块调试由于本文是利用加速度芯片上下左右倾斜所产生的加速度值来控制光标的移动。因此，对其测试时可将模块供电后将其向各个方向转动，测量其输出值与手册提供值对比即可测试其工作正常。第六章结论与展望结论本文在传统机械鼠标时，北京大学张乐平，上海交通大学黄得志等都进行了基于加速度传感器鼠标方面的研究。在台湾地区，台湾的半导体公司在年成功开发了具有轴加速度传感器和无线功能的鼠标。本文主要工作本文阐述了种基于加速度传感器的空间鼠标的设计。本文的主要工作为通过对加速度传感器特性的研究，设计出合理的硬件电路，采集人手移动的加速度信息，以控制光标的移动。软件部分则主要是对加速度信息的处理。本文的内容安排如下第章，绪论。介绍研究的背景目的和意义，以及国内外研究概况和本文的主要任务。第二章，系统概述。讲述了系统的要求及其设计方法，给出了系统的总体设计思想和总体框图。第三章，鼠标系统的硬件设计。介绍了鼠标系统的各个模块组成，以及各器件的选择依据。第四章，鼠标系统的软件设计。主要讲述了如何利用单片机对加速度传感器输出的加速度信息进行处理。第五章，鼠标系统调试。通过仿真，验证系统设计的可行性。第六章，结论。对全文进行了总结并给出后续工作。第二章系统概述系统要求与条件该系统需要考虑两个重要的因素精确性和灵敏度。通常人的生理反应速度比微控制器的处理速度慢很多，为了满足精确性的要求，来自人手的加速度值应该达到定的值。灵敏度是微加速度计最重要的性能系数之，其定义为每单位加速度变化的大小。综合考虑加速度计的灵敏度增益和噪声等因素便可确定加速度计能确定的最小加速度值。为了实现鼠标的功能，需选择个灵敏度较高的加速度传感器。系统设计思想传统的机械鼠标器底部有个露出部分的塑胶小球，当鼠标器在操作桌面上移动时，小球随之转动，在鼠标器内部装有个滚轴与小球接触，其中有个分别是轴方向和轴方向滚轴，用来分别测量轴方向和轴方向的移动量，另个是空轴，仅起支撑作用。拖动鼠标器时，由于小球带动个滚轴转动，轴方向和轴方向滚轴又各带动个转轴称为译码轮转动。译码轮见图的两侧分别装有红外发光二极管和光敏传感器，组成光电耦合器。光敏传感器内部沿垂直方向排列有个光敏晶体管和。由于译码轮有间隙。故当译码轮转动时，红外发光二极管发出的红外线时而照在光敏传感器上，时而被阻断，从而使光敏传感器输出脉冲信号。光敏晶体管和被安放的位置使得其光照和阻断的时间有差异。从而产生的脉冲和脉冲有定的相位差。利用这种方法,就能测出鼠标器的拖动方向。图译码论和光敏传感器工作原理本文设计的为个基于加速度传感器的空间鼠标，是在传统的机械鼠标的基础上经过改造成的。通过加速度传感器来获取方向信息，经单片机处理后生成具有定相位差的脉冲信号以控制光标的移动，即可省略上述机械鼠标的译码轮和光敏传感器部分，以加速度传感器取代之。由于不需要滚轮，所以该鼠标可实现空中操作。第三章鼠标系统硬件设计鼠标硬件系统概述本设计中的鼠标硬件系统有以下三个主要模块组成加速度信号采集模块，加速度信号处理模块，鼠标电路模块。如图所示图鼠标硬件系统模块其中加速度采集模块包括加速度传感器和转换芯片两部分，加速度处理模块为微处理器部分，通过加速度信号采集模块采集到加速度信号后送入加速度处理模块，经微处理器处理后产生相应的方波脉冲以控制鼠标电路。各模块的介绍如下。信号采集模块该模块通过加速度传感器检测加速度信息并以模拟量输出，通过转换，读入到输出时钟。接受串行时钟并实现下列两个功能在的第个下降沿，模拟输入电压开始对电容阵列充电直到的第个下降沿，以便在片内形成模拟转换电压。把前次转换结果的低位串行从输出。数据输出端。该端口为三态输出端口。当为高电平时，该端口处于高阻状态当为低电平时，该端口有效，输出转换值。,电源和地。与单片机的典型的接口电路如下图图典型接口电路的工作时序图如下图图时序图在的第个下降沿开始系统内部进行采样，在的第个下降沿后进行转换。当为低电平时，前次转换结果的最高位出现在端口上，并且其它位分别在的下降沿从该端口逐位移出。加速度信号处理测得的加速度信息为模拟量，经转换后方可为微处理器识别，其处理流程如下所示图图处理流程框图微处理器模块模拟加速度值的采集和鼠标电路模块的控制都是由微处理器完成的。本节主要介绍微处理器模块部分。单片机的选择本文采用的是宏晶科技推出的系列单片机，该系列单品机具有超强的抗干扰高速低功耗的优点，指令完全兼容传统的单片机。具有如下特点增强型时钟机器周期，时钟机器周期。工作电压。。工作频率范围。，字节，看门狗，个通用口，个位定时器计数器。支持功能。引脚图如下图图引脚图单片机程序下载接口由于本设计中选用的单片机支持功能，功能的优点是无需编程器即可在用户系统上下载烧录用户程序，因此可通过串口配合端的控制程序即可下载程序。程序下载接口如下图所示图程序下载接口单片机程序下载时可通过提供的下载软件下载程序。鼠标电路模块鼠标电路控制芯片由于该设计是在机械鼠标的基础上改造而成的，所以对原鼠标电路部分介绍如下。该电路中使用鼠标电路控制芯片。其特性如下与的鼠标兼容集成晶振电路的时钟频率支持测试模式的引脚图图图引脚图引脚定义如下图图引脚定义典型应用如下图图单片机中，经处理后即可送入鼠标模块控制光标的运动。加速度计的选择加速度传感器是本设计中的核心器件，本设计中选用公司的三轴小量程加速度传感器。低成本微型电容式加速计采用了信号调理单极低通滤波器和温度补偿技术，并且提供重力加速度选择功能，从而实现了在个灵敏度中的选择。在出厂时就设置了零重力加速度补偿的全量程和滤波器截止，不需要外部设备。产品