ADNK-6003-SP01

通用串行总线（USB）是计算机与鼠标、操纵杆、键盘、不间断电源等外设之间的行业标准串行接口。本设计指南介绍了如何使用凌阳科技的SPCP825A USB微控制器和安华高科技的ADNS - 6000光学传感器构建具有成本效益的USB光学鼠标。文档首先介绍了计算机鼠标外设的基本操作，接着介绍了凌阳科技SPCP825A USB微控制器和安华高科技ADNS - 6000光学导航传感器。凌阳科技SPCP825A USB微控制器与ADNS - 6000光学传感器以及标准鼠标按钮的原理图可在附录A中找到。本应用笔记的软件部分描述了实现USB鼠标功能所需的固件架构。

ADNS - 6000激光鼠标套装是世界上首个激光照明导航系统。借助激光导航技术，鼠标可在许多传统基于LED的光学导航难以工作的表面上操作。其高性能架构能够感应高速鼠标运动，速度高达每秒20英寸，加速度高达8g。

ADNS - 6000传感器与ADNS - 6120镜头、ADNS - 6230 - 001夹子和ADNV - 6340激光二极管构成一个完整且紧凑的激光鼠标跟踪系统。该系统没有移动部件，这意味着最终用户使用时可靠性高且维护少。此外，不需要精确的光学对准，便于大批量组装。

光学鼠标通过光学方式获取连续的表面图像（帧）来测量位置变化，并通过数学方法确定移动的方向和幅度。Z轴滚轮的移动采用传统方法，通过解码光学传感器产生的正交信号来实现。本设计指南展示了如何连接和管理标准配置的鼠标硬件，以及处理USB协议。每个协议都提供了一种向PC报告鼠标移动和按钮按下情况的标准方式。

凌阳科技SPCP825A是一款通用一次性可编程（OTP）USB微控制器。它具有双USB速度，即低速和全速。它可以支持PS/2模式。收发器完全由固件控制。此外，USB串行接口引擎（SIE）为固件处理USB协议提供了良好的灵活性。内置锁相环（PLL）允许CPU仅使用一个6MHz晶体或谐振器以6MHz或12MHz工作。

凌阳科技SPCP825A提供一个SPI兼容接口。SPI电路支持主模式或从模式下的字节串行传输。集成的SPI电路允许凌阳科技SPCP825A与外部SPI兼容硬件（在本例中为ADNS - 6000）进行通信。

实现鼠标的标准硬件如图1所示。对于X和Y方向的移动，使用光学传感器。Z轴滚轮的移动由一组输出正交信号的光学传感器检测。每个按钮都有一个开关，通过内置上拉电阻内部上拉。D线通过连接到VREG引脚的1.3k欧姆电阻上拉。

参考固件配置为按附录A原理图所示使用通用输入输出（GPIO）引脚。然而，为了满足印刷电路板（PCB）设计的机械限制，使用不同的I/O配置可能更为优化。参考固件设计为易于配置为另一组引脚连接。这通过在SPCP825A_A6000.asm列表开头更改I/O定义来实现。以下是目前存在的引脚定义。固件将使用这些定义来读取和配置GPIO引脚，无需进行其他修改。

凌阳科技SPCP825A和ADNS - 6000之间的通信通过集成的SPI接口完成。当芯片处于掉电模式（NPD低电平）或复位状态（RESET高电平）时，串行端口无法激活。当通过PB0（NCS）启用SPI时，PB2（SCLK）、PB1（MISO）和PB3（MOSI）GPIO引脚具有特殊功能，使SPI接口能够与外部硬件通信。在正常操作期间，凌阳科技SPCP825A的SPI始终配置为主模式，在PB7上输出串行时钟。因此，USB微控制器始终发起通信。ADNS - 6000光学传感器发送的数据在PB1（MISO）上接收，数据通过PB3（MOSI）发送到ADNS - 6000。请参阅附录A中的原理图。当向ADNS - 6000写入数据时，微控制器驱动SCLK和MOSI线。当从ADNS - 6000读取数据时，微控制器最初驱动SCLK和MOSI线。经过tSRAD延迟后，ADNS - 6000将驱动。

安华高科技ADNS - 6000光学传感器在本参考设计中用作主要导航引擎。这种光学导航技术包含一个图像采集系统、一个数字信号处理器、一个双通道正交输出和一个四线串行端口。凌阳科技SPCP825A定期读取ADNS - 6000的Delta_X和Delta_Y寄存器，以获取由于鼠标移动而产生的任何水平和垂直运动信息。ADNS - 6000光学传感器的输出是一个四线串行端口。这种运动信息将报告给PC以更新光标位置。使用ADNS - 6000光学传感器的优点。