基于USB的无线触摸鼠标板的设计方法

具，本次设计所采用的程序烧录器为TOP WIN2004,该烧录器自身提供有一个下载软件，使用也非常方便，安装按照软件目录下的README一步步操作即可。

　　本设计中的软件均是在单片机内实现，运行在MCU内的软件控制着整个设计所要实现的模块。

　　但是由于MCU与传统Pc有着巨大的差别，必须考虑存储空间、运行速度、外界干扰等因素。在实现此次设计的过程中，除了首先要保证硬件环境的设计正确和优质之外，软件方面的严谨设计也是必不可少的一个重要部分。

　　本设计的软件总体框架图可如图4所示，为了使两端达到速度及任务的均衡，一些软件处理将在手持端完成，然后以接收端可以识别的格式打包发送过去，由图4也可以看出两端的任务处理基本处于均衡状态。

图4软件总体框架图

　　3.2手持端软件的设计与实现

　　在本部分将介绍手持终端的软件设计过程，以及各个模块部分的具体实现。软件的运行流程图如图5所示。

图5手持端软件流程

　　对于事件发生的获取是采用中断模式，也就是在有鼠标触摸板事件发生的时候，将唤醒MCU进行数据的采集处理，然后将采集到的PS/2数据进行一定规则的转换，然后将其打包发送。若没有数据需要处理，则进入睡眠状态以节省功耗。

3.2.1芯片初始化

　　在芯片初始化阶段，主要是芯片的内部工作的时钟的设置、IO口的初始化设置、以及CC2420的初始化。

　　在芯片的初始化阶段需要注意对每个IO口的数据方向进行设置，并且要准确设置时钟以及串口的传输数率，否则在调试阶段无法获取数据。不用的IO口全部设置成输出端口，这样可减少端口不必要的干扰。

　　3.2.2鼠标触摸板事件的信息采集

　　首先要对触摸板进行初始化，其初始化序列请参照PS/2协议的命令序列。初始化成功后，该触摸板将正常工作，只要有触摸事件发生，将产生连续三帧的数据发送，而按键事件发生，则在按下产生三帧数据发送，弹起产生三帧数据发送。我们需要做的工作就是在触摸板发送数据的时候对其进行采集。采集过程也非常简单，在熟悉PS/2协议的基础上，中断产生后，按照时序对数据进行采集，一定要在读完一帧的基础上再读下一帧，读取完三帧数据后就马上进行数据转换和打包发送，然后再次等待中断事件发生。所选择的MCU在速度处理上完全可以满足一般键盘鼠标数据包发送的间隔时间，也就是说在读取完一个数据包后，就处理该数据包而不需要完全读取完一次事件产生的数据堆。

　　3.2.3 CC2420数据发送

　　在CC2420的数据发送阶段，MCU将数据发送命令传送给CC2420之后，可以通过SFD引脚来判断其发送过程。该引脚会有一个由低电平向高电平跳变的过程，其过程如图6所示。

图6发送过程示意图

　　控制器向CC2420发送了发送数据的命令之后，并不能马上把数据发送出去，而是要经过12个时钟周期之后发送器才启动，之后将数据添加了其实序列和帧头之后，才能开始数据发送进程。在数据发送完毕之前，SFD引脚将一直为高电平，这样在MCU就可以根据此引脚的变化来跟踪发送过程，发送过程具体的软件实现，可用图7表示。

图7 CC2420发送实现过程

　　在CC2420的数据发送阶段，发射校正和添加起始序列和帧头可以由硬件自动完成，但是帧的长度需要在软件中计算得到再写入帧中，并且需要将数据写入发送器的发送缓冲区之后向CC2420发送发送启动命令。

　　3.3接入端软件的设计与实现

　　接入设备部分的软件设计，主要是分为两部分：CC2420的接收和USB数据传输。CC2420由于是发送和接收集成在同一模块中，所以其初始化可采用发送端的设计。而在USB数据传输部分，则采用HID的协议与主机进行通信，这样在软件设计上可以减少复杂度。

　　3.3.1无线数据接收

　　无线数据接收的软件实现，使用RB5端口的电平中断触发接收进程。当CC2420发现有帧传输过来时其引脚会产生相应的变化，MCU通过检测这些引脚的变化可以得知CC2420所在的接收阶段与状态。在接收过程中，有3根引脚可以检测出CC2420的状态，其数据接收的变化示意图限于篇幅，在此略去。

　　当CC2420收到有符合其起始序列的时候，其自动接收帧头和帧的长度，并且SFD、FIFO、FIFOP这3根输出引脚分别输出上图所示电平。当接收到帧的目的地址时候，CC2420自动进行地址匹配，若地址匹配成功，则接收进程继续进行，如果地址匹配不成功，则马上停止接收过程，并把3根输出引脚都置为低电平。MCU在控制时可以通过检测这3根输出引脚的电平来判断接收过程的状态。

　　如果地址匹配成功且接收完整个帧，则可以启动数据读取进程。

在数据读取阶段，CC2420提供了帧的正确接收的初始判断，由此可以知道该帧是否被正确接收，以决定是读取该帧还是放弃该郑按照CC2420的规定，