基于ARM芯片ADμC7022和MMA7260Q加速度传感器的电子笔设计

　　SEL1和SEL2为灵敏度选择输入引脚，对应灵敏度的真值表如表1所示。加速度传感器输出电压VOUT为：

　　其中，VOFFSET为0加速度偏置，△V/△G为加速度灵敏度，1G为地球重力，θ为倾斜角度。

　　Xout、Yout和Zout分别为X、Y、Z三个方向加速度信号的输出引脚，输出电压与加速度的关系如(1)式所示。MMA7260Q的0g偏置电压为1.65V，对于1.5g的灵敏度，每轴输出电压在0.85V～2.45V之间。

　　加速度传感器电路如图2所示。在MMA7260Q的输出上设置了RC滤波器，用于滤除内部开关滤波电容时钟的干扰，提高测量的精度。

　　4 无线USB接口

　　CYRF6934是Cypress半导体的2.4GHz射频SoC无线USB网络收发器件。该无线收发器工作在2.4～2.483GHz的ISM公共频段内，突破了27MHz、400MHz以及900MHz众多系统共有的各种限制，使用户能够在世界范围内推广使用其解决方案，而无需受地区性频率要求的约束，从而具备了全球通用性、合理的功率规格以及更高的通信频宽。借助DSSS技术，CYRF6934可以避免来自如2.4GHz频段中802.11b、蓝牙(Bluetooth)等其他系统的信号干涉，以及来自无绳电话和微波炉的无线辐射;CYRF6934的工作电压范围为1.8～3.6V，作用有效范围10米;配置了62.5kbps的数据吞吐量和高达2MHz传输频率的SPI微机接口与微控制器进行通讯，可实现62.5kbps速率的双向或单向RF传输，平均延时小于10ms。在没有数据传输时，CYRF6934可在微控制器的控制下进入低功耗模式，降低系统能耗。

　　无线USB接口电路如图3所示。微控制器采集的加速度数据在经过预处理后通过SPI接口发送到CYRF6934。CYRF6934对数据进行调制后通过PCB上的印制天线发送给PC端的无线USB网桥。芯片所有VCC上使用0.1μF电容去耦并使用一个10μF电容作为充放电电容。

　　5 软件设计

　　作为底层的硬件驱动程序，软件需要完成系统初始化、数据采集处理和传送等工作。系统初始化主要包括微处理器的堆栈、队列和内部控制寄存器的初始化、MMA7260Q加速度灵敏度的选择和CYRF6934控制寄存器的初始化。汇编语言完成微处理器堆栈、队列的初始化并引导系统执行C语言中的main()函数。C语言程序完成剩余的初始化任务后开始采集数据、处理数据和发送数据的循环。