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【摘　要】本文首先比较详细、系统地介绍了最新51兼容射频soc nrf9e5的片内微控制器和其它功能模块；然后分析了无线鼠标与有线鼠标的区别，并引出了无线光机鼠标的概念和工作原理，给出用nrf9e5进行无线光机鼠标设计的方案和该方案中的电池寿命的计算方法；最后，说明用nrf9e5进行无线光机鼠标设计的优势。

【关键词】nrf9e5；射频；无线通信；光机鼠标；鼠标

1. 引言

nrf9e5是nordic vlsi公司于2004年2月5日推出的系统级rf芯片，其内置nrf905 433/868/915mhz收发器、8051兼容微控制器和4输入10位80ksps ad转换器，是真正的系统级芯片。内置nrf905收发器与nrf905 芯片的收发器一样，可以工作在shockbursttm(自动处理前缀、地址和crc)方式。内置电压调整模块，最大限度地抑制噪音，为系统提供1.9v到3.6v的工作电压。nrf9e5符合美国通信委员会和欧洲电信标准学会的相关标准。由于nrf905功耗低，工作可靠，因此很适用于无线光机鼠标设计。

2. nrf9e5功能介绍

2.1微控制器

nrf9e5的片内微控制器与标准51兼容。指令时序与标准51稍有区别，典型的区别是nrf9e5的片内微控制器的指令周期为4到20个指令周期。中断控制器支持5个扩展的中断源：adc中断、spi中断、radio1中断、radio2中断和唤醒定时器中断。片内控制器还有3个与8052相同的定时器。一个和8051相同的串口，可以用定时器1和定时器2来作为异步通信的波特率产生器。此外，还扩展了两个数据指针，以方便于从xram区读取数据。

微处理器中有256字节的数据ram和512字节的rom。上电复位或软件复位后，处理器自动执行rom中的引导区中的代码。用户程序通常是在引导区的引导下，从eeprom加载到1个4k的ram中，这个4k的ram也可作存储数据用。如果应用当中不用掩膜rom（也即内含的rom），程序代码必须从外部非易失性存储器中加载，比较常见的是通过spi接口扩展型号为25320的eeprom。

nrf9e5的大部分寄存器和标准8051相同，只是为了控制一些8051没有的功能，增加了一些特殊功能寄存器，如radio(p2)、adccon、adcdatah、adcdatal、adcstatic、pwmcon、pwmduty等。nrf9e5中的p0、p1和p2口寄存器地址和标准8051中的相同，都是0x80，0x90，0xa0，但功能和标准8051中的有所不同。

图1 nrf9e5功能图[1]

2.2 pwm

nrf9e5内有一个可编程控制的pwm(脉宽调制)输出，使用时，通过程序改变p0.7的功能来实现，并可编程决定pwm工作于6位、7位或8位。pwm的频率与晶振有关，可编程控制。

2.3 spi接口

spi(串行外设接口)的接口引脚有miso(接收eeprom的sdo送来的数据)、sck(给eeprom的sck提供时钟信号)、mosi(送数据到eeprom的sdi)、eecsn(给eeprom的csn送使能信号)。spi口的miso、sck和mosi与p1口的低3位重用，通过寄存器spi_ctrl控制来控制功能间的撤换。spi硬件不产生任何片选信号，可以用gpio口来进行片选。通常，系统上电时，spi自动和片外的25320相连，当程序加载完成后，miso(p1.2)、mosi(p1.0)和sck(p1.0)可能会用作其它用途，比如其它的spi器件或gpio。

2.4 lf时钟，rtc唤醒定时器，gpio唤醒和wtd

nrf9e5内有一个低频的时钟cklf，该时钟常开。当晶振开始工作后，cklf频率为4khz；晶振不工作时，cklf是一个低功耗rc晶振并且不能禁能，只要vdd 1.8v，其连续工作。rtc唤醒定时器、wtd(看门狗)和gpio唤醒全都工作在cklf频率，以保证芯片低功耗工作时能够完成这三个功能。

　　rtc唤醒定时器是个24位可编程控制的递减计数器，wtd则是个16位可编程控制的递减计数器。rtc唤醒定时器和wtd的循环周期一般在300us和80ms之间，默认为1ms。

2.5 ad转换器

nrf9e5片内有10位adc，ad转换参考电压可以通过软件设置在aref和1.22v之间(内部参考电压)。ad转换器的4个输入可通过软件进行选择，通道0到3可以把对应引脚ain0到ain3上的电压值分别转换为数字值，通道4用于对nrf9e5工作电压的监控。ad转换器默认工作于10位方式，可通过软件使其工作于6位、8位或12位方式。

2.6 射频收发器

nrf9e5收发器通过内部并行口或内部spi口与其它模块进行通信，具有同单片射频收发器nrf905相同的功能。duoceiver接收器输出的数据准备信号，可通过程序使其为微处理器的中断或通过gpio口的传给cpu。

nrf9e5工作于433/868/915 ism频段。收发器由一个完整的频率合成器、一个功率放大器、一个调节器和两个接收器组成。输出功率、频道和其它射频参数可通过对特殊功能寄存器radio（0xa0）编程进行控制。发射模式下，射频电流消耗仅为11ma，接收模式下为12.5ma。为了节能，可通过程序控制收发器的开/关。

3. 无线鼠标的基本知识[2]

　　无线鼠标的基本功能和普通鼠标相同，唯一的区别是无