基于CC3200的漫步鼠标设计

引 言

长期使用电脑和鼠标，容易引发腕关节综合症（鼠标手）其致病原因是由于长期使用电脑键盘和鼠标，出现食指或中指疼痛、麻木和拇指肌肉无力感等状况，发展下去可能导致神经受损，进而引起手部肌肉萎缩。每天重复在键盘上打字或移动鼠标，手腕关节长期、密集、反复和过度活动，导致周围神经损伤或受压迫，使神经传导被阻断，从而造成手掌的感觉与运动发生障碍。据调查，女性腕关节症患者比男性多，这是因为女性手腕通常比男性小，腕部正中神经易受到压迫。针对上述问题，许多公司采用激光投影鼠标来解决“鼠标手”的问题但对于习惯使用鼠标的人群来说并不方便。为有效解决该问题本项目基于轻便灵活的手部贴合控制及物联网无线信号采集与传输，通过贴合手指的实体触感来实现对鼠标的控制

1 系统总体设计

漫步鼠标由立体循环键、确定键、选择键、前进键和后退键组成。经过 CC3200 内置的 Cortex-M4 控制器进行数据处理后，由CC3200 内置的 WiFi 模块控制数据传输，最终在电脑端进行控制。系统的总体框图如图 1 所示

                                                                      图1 系统总体框图

2 系统硬件设计

2.1 控制模块

系统主控制模块选用Cortex-M4，它是 ARM 家族中一款增强型系列的单片机，使用高性能 RISC 内核，运行频率为80 MHz，该芯片集成了最大 256 kB 的RAM 存储器及 32 位通道直接存储内存访问（DMA），具有丰富的增强 I/O 口和专门针对高级快速安全性的硬件加密引擎

2.2 传输模块

CC3200 包含了 WiFi 网络处理器子系统，专用的 ARM MCU 完全解除应用控制器的WiFi 和互联网协议处理负担WiFi 网络处理器（CC3100）包含一个 WiFi 片上互联网和一个可完全免除应用 MCU 处理负担的专用 ARM MCU。WiFi 片上互联网包含 MCU 射频、基带和具有抢答加密引擎的MAC，可实现支持 256 位加密的快速安全互联网连接。WiFi 片上互联网还包括嵌入式 TCP/IP 和 TLS/SSL 协议栈，HTTP 服务和多种应用协议。CC3200 支持站点，接入点和 WiFi 直连三种模式，支持WPA2 个人和企业安全性及 WPS2。每个配置点的类别和特性见表 1 所列

2.3 ADNS5030光学传感器

漫步鼠标的控制端采用 ADNS-5030 光学传感器，该传感器是一款低功耗、尺寸小的光学鼠标传感器，包括一个新的低功耗架构和自动电源管理模式，ADNS-5030 能够高速运动检测多达 14 个IPS 和 2G。此外，它有一个片上振荡器和 LED 驱动器， 以减少外部组件。ADNS-5030 配合ADNS-5100 /ADNS-5100-001 光 学镜 片，ADNS-5200 固定夹和 HLMP-ED80 LED 组成一个完整而小巧的鼠标跟踪系统。光学鼠标直接控制接地面，并检测鼠标移动所构成的接地面。光学鼠标由Coer 感测单元、LED 光源，光学镜片与感测 IC 等组件构成LED 产生的光线穿过与棱镜形成一体的模造镜片并照射鼠标的接地面，由于传感器读取表面凹凸不均，因此光线只能以很浅的角度照射凹凸面的最高点，接着传感器通过镜片读取接地面的影像。光学传感器工作时序如图 2 所示

3 系统软件设计

系统软件初始化后，软件实现触控点、ARM 处理器、WiFi、电脑之间的数据交换，单片机对所采集的物理信息进行处理，再通过 ARM 处理器与 WiFi 模块之间进行信息处理，实现电脑终端的控制。系统流程如图 3 所示。

4 结 语

本系统利用 ARM 单片机技术，将按键控制技术、传感器技术、WiFi 通信技术、手势编辑软件等技术进行综合。整体设计体现了 WiFi 传感器和 ARM 处理器体积小、功耗低等优点及鼠标不在受固定形态的影响。提高了鼠标的距离和无形态化，减少了现代人的鼠标病，提供健康的生活方式。

            图 3 系统流程框图