- 基于ARM的電子畫筆設計

　　4 無線USB接口

　　CYRF6934是Cypress半導體的2.4GHz射頻SoC無線USB網絡收發(fā)器件。該無線收發(fā)器工作在2.4~2.483GHz的 ISM公共頻段內，突破了27MHz、400MHz以及900MHz眾多系統(tǒng)共有的各種限制，使用戶能夠在世界范圍內推廣使用其解決方案，而無需受地區(qū)性頻率要求的約束，從而具備了全球通用性、合理的功率規(guī)格以及更高的通信頻寬。借助DSSS技術，CYRF6934可以避免來自如2.4GHz頻段中 802.11b、藍牙（Bluetooth）等其他系統(tǒng)的信號干涉，以及來自無繩電話和微波爐的無線輻射；CYRF6934的工作電壓范圍為 1.8～3.6V，作用有效范圍10米；配置了62.5kbps的數據吞吐量和高達2MHz傳輸頻率的SPI微機接口與微控制器進行通訊，可實現(xiàn) 62.5kbps速率的雙向或單向RF傳輸，平均延時小于10ms。在沒有數據傳輸時，CYRF6934可在微控制器的控制下進入低功耗模式，降低系統(tǒng)能耗。

　　無線USB接口電路如圖3所示。微控制器采集的加速度數據在經過預處理后通過SPI接口發(fā)送到CYRF6934。CYRF6934對數據進行調制后通過PCB上的印制天線發(fā)送給PC端的無線USB網橋。芯片所有VCC上使用0.1uF電容去耦并使用一個10uF電容作為充放電電容。

　　5 軟件設計

　　作為底層的硬件驅動程序，軟件需要完成系統(tǒng)初始化、數據采集處理和傳送等工作。系統(tǒng)初始化主要包括微處理器的堆棧、隊列和內部控制寄存器的初始化、MMA7260Q加速度靈敏度的選擇和CYRF6934控制寄存器的初始化。匯編語言完成微處理器堆棧、隊列的初始化并引導系統(tǒng)執(zhí)行C語言中的 main（）函數。C語言程序完成剩余的初始化任務后開始采集數據、處理數據和發(fā)送數據的循環(huán)。

　　軟件設計中除了使用MMA7269Q傳感器的加速器解決方案外，還可通過MMA7260Q的參照設計開發(fā)工具中提供的各種組件。針對需求進行開發(fā)，以提高軟、硬件效率，并最大程度地減少因軟件沖突導致的系統(tǒng)工作不穩(wěn)定的因素。

　　同時使用KIT3109MMA7260Q的硬件環(huán)境完成對MMA7269Q開發(fā)和測試并進行全面評估，加快產品的開發(fā)速度。軟件的流程圖如圖4所示。

　　完成驅動程序設計后，設計應用程序在訪問驅動程序時，需要用到一些Windows系列操作系統(tǒng)的專用API函數。由于這些函數參數比較多，所以可以開發(fā)一個動態(tài)鏈接庫，使用戶開發(fā)應用程序涉及不到底層驅動設備的操作，可以和普通API函數一樣操作硬件。整個系統(tǒng)的結構如圖5所示。

　　應用這種分層的結構，用戶程序可以通過dll讀寫設備。dll提供給應用程序的接口函數包括初始化設備、關閉設備、讀寫端口等。這樣，在應用程序中加入自己的動態(tài)鏈接庫后，就可以使用inPortb和out-portb來操作端口了。

　　由于電子筆的應用前景和市場前景非常廣闊，現(xiàn)在世界上一些主要的相關廠家都在競相開發(fā)和推出具有各自特色的新產品。本設計方案將無線通信的優(yōu)點與傳統(tǒng)的USB接口有機地結合起來，不僅能提供較高的數據傳輸率，而且改進了數據的接入方式，同時MMA7260Q三軸低量級加速度傳感器和SoC CYRF6934無線USB網絡收發(fā)器憑借其完美的性能和低成本，可以滿足無線領域中非網絡端的需求，并且使傳輸系統(tǒng)更加方便、可靠。

　　本電子筆在不改變人們筆紙交流傳統(tǒng)方式的前提下，實現(xiàn)超越鍵盤在普通紙（或任意介質）上自然手寫輸入，猶如給人們提供一把開啟信息時代新大門的金鑰匙。它將加速度結構與無線網絡結合起來，具有結構簡單、工作可靠、數據傳輸方便和即插即用等諸多優(yōu)點。本電子筆的推廣應用必將成為人們推動社會信息化的超強助手和促進辦公自動化的工具，在一定意義上實現(xiàn)電腦和手機隨筆行，在市場上占有一席之地。