2.4GHz无线鼠标键盘接收器的设计（二）

封包控制域的格式如表2所示。数据长度标志位只有在动态数据长度选项使能时才有效，6位可以表示传输的数据域字节数从0～32字节。标志位用来检测接收到 的数据包是新的还是重发的。自动应答标志位表示这个封包是否需要自动应答。封包可以采用1或2字节的CRC校验。对于应答包来说，数据域是一个可选项，但 是如果使用该选项的话应该使能动态数据长度特性。应用层按照设计需要可以是键盘和鼠标等HID类设备。

　　这两种封包在应用层协议中的用途不同。数据包主要用于传送发射端和接收端之间的数据信息，应答包则是在自动应答功能选项被使能之后才会出现的，以便于发送 端检测有无数据丢失。一旦数据丢失，则通过自动重发功能将丢失的数据恢复。增强型的ShockBurst模式可以同时控制应答和重发功能而无需增加MCU 工作量。

　　在SCK时钟控制下，数据在主从设备间传输，而且严格地遵守SPI通信的时序。作为接收端（PRX），nRF24L01通过2．4 GHz无线通信技术与发射端（PTX）进行数据交换。收发器接收到数据后，通过中断nIRQ通知MCU已接收到数据，可以进行读入操作，然后MCU通过 MISO数据传输线读入数据。nRF24L01在接收到数据之后，会自动切换到发送模式发送应答信号给发射端（PIX），这样就完成了一次数据传输过程。

　　2．2 USB设备枚举过程

　　USB的枚举过程是USB规范中一个非常重要的“动作”或“过程”。这个动作将会让PC知道何种USB设备剐接上以及其所含的各种信息。若要完成一个设备 枚举的过程，需要执行诸多的数据交换以及设备请求。图4描述了一个HID设备的枚举过程，由于本设计是针对鼠标键盘复合设备的接收器，所以在取完第一次报 告描述符后还需要再取另一个设备的报告描述符。

3 固件设计

　　固件设计使用HT-ICE仿真器，它提供了多种实时仿真功能，包括多功能跟踪、单步执行以及设定断点功能。图5描述了USB无线鼠标键盘 接收器的程序执行流程。在程序中，键盘使用端点1，配置为输入；鼠标使用端点2，配置为输入。都采用USB通信协议中的中断传输。采用“轮询”的工作机 制，轮询间隔为8 ms。

　　接收器上电后，完成系统的初始化，包括MCU的初始化和收发器的接收模式配置过程。然后系统进入接收数据包的状态中，一旦收到数据包就通过中断的形式通知 MCU有数据包到来，MCU就会通过I／O口模拟SPI总线通信过程从nRF24L01中将接收到的数据读出，然后将数据写到相应的USB端点FIFO中。主机通过查询的方式读取各端点的数据信息，然后按照USB规范定义的鼠标和键盘的协议产生相应的动作（如鼠标的移动和按键的值）。

　　无线收发器的初始化过程：1）配置本机地址和要接收的数据包大小；2）配置CONFIG寄存器，使之进入接收模式，把CE置高；3）130μs 后，nRF24L01进入监视状态，等待数据包的到来；4）当接收到正确的数据包（正确的地址和CRC校验码），nRF24L01自动把字头、地址和 CRC校验位移去；5）nRF24L01通过把STATUS寄存器的RX_DR置位（STATUS一般引起微控制器中断）通知微控制器；6）微控制器把数 据从nRF24L01读出；7）所有数据读取完毕后，可以清除STATUS寄存器。nRF24L01可以进入4种主要模式之一。

　　4 结束语

　　本系统基于8位单片机Hr82K95E和nRF24L01型射频收发器设计了一个用于无线鼠标键盘复合设备的USB无线接收器。该接收器 能够实现鼠标键盘复合设备的全部功能，具有成本低、体积小、通信方向不受制约和通信距离较远等优点，使其替代蓝牙及红外遥控设备成为可能，实践表明，该接 收器具有广泛的应用前景。