姿态传感器基础的无线空中鼠标设计

张昭，修宇亮，党丽琴，王留杰

（武夷学院 机电工程学院，福建 武夷山 354300）

鼠标是人类日常生活中最常用的设备之一，它是人们操控计算机最主要的设备之一。从最开始的机械鼠标，然后再发展到如今的光电鼠标，逐渐满足人类的需求。随着现代技术的不断革新以及计算机、平板电脑等数字设备的流行，人们对鼠标的要求也不断提高。目前市场上出现的传统的二维操作鼠标已经满足不了人们在三维空间操作鼠标的要求。本文设计一款适应人们需求的，可以在三维空间灵活操控的无线空中鼠标，以微控制器STC89C52RC作为主要芯片，使用集成运动传感器MPU6050采集鼠标姿态数据，通过无线通信模块传输到计算机，实现在三维空间内实时操作鼠标功能。

1 系统总体结构设计

选用STC89C52RC作为主控部件来连接其他的各个模块,选用MPU6050运动传感器，利用其内带的三轴陀螺仪传感器进行鼠标运动数据采集，利用其内部的数字运动处理器对数据进行姿态解算，选用nRF24L01无线通信模块来完成鼠标和接收端的数据传输,最后用PDIUSBD12通信模块向计算机传输数据，控制计算机执行相应的操作。系统总体设计框图如图1所示。

图1 无线空中鼠标系统方框图Fig.1 Block diagram of wireless air mouse system

2 硬件电路设计

2.1 鼠标模块设计

鼠标模块选用MPU6050传感器，利用其内部自带的三轴陀螺仪来采集鼠标运动姿态信息。

2.1.1 MPU 6050陀螺仪介绍

MPU6050传感器内部有一个3轴陀螺仪和3轴加速度传感器[1]。该芯片结合动力学解算与动态卡尔曼滤波算法[2]，能在运动状态下将姿态数据精确稳定地输出。……