作品名称： 基于MP430的电脑鼠开发板
关键词： ADXL355BEZLT3045EMSE MAX17574ATG MSP430FR2355TRHAR KX220-1071 LV8548MC-AH 电脑鼠 红外避障 角度闭环
器件使用情况：1.使用MSP430FR2355TRHAR作为主控芯片
2. 使用ADXL355BEZ 作为主陀螺仪实现角度闭环 3.使用LT3045EMSE将电池电压降为3V为MCU及外设供电 4.使用MAX17574ATG作为电机电源,产生5V电压. 5. KX220-1071作为辅助陀螺仪实现简易闭环 6.电机驱动使用双路桥驱动LV8548MC-AH
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简介
电脑鼠是由IEEE组织的世界性赛事，在中国各大高校也十分流行。传统上电脑鼠主要由陀螺仪、电机驱动、红外感应几部分组成。本设计采用模拟式红外，通过主控芯片内部AD转换器可测得距离障碍物的距离，实现转向躲避。同时板载加速度计可实时测量车身角度，主控芯片计算角度后实现角度闭环。
1. 硬件设计
本开发板硬件结构框图如图1所示：
图 1
两颗电源芯片（MAX17574ATG、LT3045EMSE）均为宽电压输入，可用7~16V锂电池作为电源。
由于电脑鼠需要经常用手触摸，为防止静电击穿，在5V和地之间使用一ESD二极管作为保护，如图2所示
图 2
电脑鼠的红外感应部分，主要向主控芯片回传电压信息，这个信号很容易被地平面的噪声干扰。为了得到稳定干净的信号，红外接收管的电源及地和其他元件的电源及地是分开的，中间采用一阻焊桥隔开，实际使用时通过焊锡连接共地即可，可有效减少地平面噪声。原理图如图3所示，PCB如图4所示。
图 3
图 4 一种典型连接方式
电脑鼠在运行过程中，如果时刻保持红外开启，势必会导致红外接收受到其他方向红外发射管的影响，故对于红外发射管，采用一NMOS管控制其开断，不使用时关闭，想要读取距离信息时打开，避免干扰。同时，红外发射管流过的电流较大，常闭状态也利于降低功耗。如图5所示。
图 5
为提高电路板载流能力，对于5V电源处采用大块敷铜及热过孔处理，保证电机能获得足够的驱动电流，也避免电源芯片因过热而损坏。局部图如图6
图 6
整体外形设计上，前端突出且呈圆弧状，有利于红外传感器的工作，并且在产生碰撞时能有效保护核心主控部分。中间部分预留电机架位置及电机接口，方便为电脑鼠增加动力。尾部主要是电源部分和按键。电源和主控保持了一定的距离，避免开关电源工作时对MCU及加速度计产生影响。外形图如图7所示。
图 7 外形结构
为了指示电路工作状态，开发板预留一个IO口驱动LED。电路如图8所示。
图 8
采用此种方式的好处是可以用1个IO口驱动两种颜色不同的灯，从而实现工作状态的表示。
下载端口采用SBW下载方式，可使用Ti的仿真器下载。
视频地址: https://www.bilibili.com/video/av79589524
作品实物图:
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2019-12-17
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