2.2 發(fā)射端

　　加速度傳感器采集加速度信號(hào)，單片機(jī)通過軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)加速度信號(hào)的二重積分而轉(zhuǎn)換為位移信號(hào)，經(jīng)編碼處理至藍(lán)牙發(fā)射芯片，通過天線將數(shù)據(jù)發(fā)射出去。

　　2.2.1 加速度傳感器電路

　　采用ADI的低成本、低功耗雙軸單片加速度傳感器 ,其可測(cè)量加速度范圍至少在 ±2g 以上 ,可以測(cè)量動(dòng)態(tài)加速度（比如振動(dòng)）和靜態(tài)加速度（比如重力加速度），其輸出的占空比是和加速度的大小成一定的線性關(guān)系，并且可以直接被單片機(jī)（MCU）采樣而不需模數(shù)轉(zhuǎn)換（ADC）。工作周期則可以簡單地通過RSET來調(diào)節(jié) ,范圍在0. 5m s到10m s之間。帶寬可以通過調(diào)節(jié)XFLT和管腳上的電容Cx和Cy來確定， 本方案中選用Cx=Cy= 0.10μF, 故，需要注意的是，加速度傳感器在平動(dòng)時(shí)會(huì)在相應(yīng)的方向產(chǎn)生與加速度相關(guān)的輸出，在轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候也是如此 ,本方案中我們假設(shè)鼠標(biāo)在水平面使用 ,因此我們只需要一片加速度傳感器就可以解決問題 ,加速度的大小可以通過 T1/ T2 = 11% 3A+ 50%這個(gè)線性比例關(guān)系獲得 其中 T1表示工作周期中高電平部分的長度 , T2表示整個(gè)工作周期的長度 , T1/ T2就是輸出占空比的大小，A 是加速度大小 ,而加速度的方向可以通過其正負(fù)性來判定。

　　2.2.2 占空比輸出解碼

　　對(duì)于每一個(gè)軸，傳感器的輸出電路把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成占空比調(diào)制的數(shù)字信號(hào)，這樣就可以通過MCU 的定時(shí)/計(jì)數(shù)器解碼獲得加速度信息，其大小可以通過下式計(jì)算得到：

　　由于每個(gè)器件存在差異，其 0g輸出和靈敏性會(huì)因?yàn)闇囟?、噪聲等原因而不同，為?shí)現(xiàn)高精度測(cè)量，0g的偏移量和比例因子必須按照實(shí)際測(cè)量所得。本方案在TA=25℃，VDD=3V,RSET=125KΩ，中測(cè)得：

　　為了實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量，考慮到T2易受溫度漂移的影響，必須周期性地更新T2的平均值。一種新的改進(jìn)型脈寬調(diào)制（PWM）解碼方法是通過占空比調(diào)制在X軸和Y軸使用相同的三角形參考波 ,使得每個(gè)周期中 T1的中點(diǎn)達(dá)到同步 ,這種方法能加快數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間，也稱之為高速解碼，X軸和Y軸的占空比輸出如圖2所示。

圖2　X軸和Y軸的占空比輸出

　　單片機(jī)軟件編程實(shí)現(xiàn)獲取加速度信息的流程圖如圖3所示。

圖3　ADXL202E高速解碼技術(shù)流程圖

　2.2.3 軟件實(shí)現(xiàn)獲取位移信號(hào)

　　如何實(shí)現(xiàn)高精確度且易于編程的二重積分算法是把加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換為位移信號(hào)的關(guān)鍵所在，用積分電路來實(shí)現(xiàn)二重積分的誤差較大，因此擬用軟件編程來實(shí)現(xiàn)二重積分的算法 ,并且先在 matlab環(huán)境下用動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的simulink模型模擬 FFT、辛普生公式等不同的積分算法 ,來進(jìn)行算法的比較與選擇 ,通過加速度傳感器鼠標(biāo)的 simulink模型對(duì)實(shí)際位移和軟件實(shí)現(xiàn)的位移信號(hào)進(jìn)行比較，誤差控制在在0.5%以內(nèi)，滿足鼠標(biāo)設(shè)計(jì)要求。