基于2.4GHz射频通信的多功能鼠标设计

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。

nRF24L01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。

1.2  电源管理

手持系统对低功耗有较严格的要求。MSP430系列单片机有5种低功耗模式。在一定时问内无操作的情况下，可以使其进入某一种低功耗模式，这时的工作电流可以控制在十几μA以下。

来源：维库开发网