关键词：hdns2000 运动检测 avr
在机电产品设计中，有时需要检测物体间的相对运动，包括运动方向和运动距离。若采用机械式的结构，比如机械鼠标中的滚轮和轨迹球，则会由于频繁的机械运动而发生故障，导致精度下降甚至失效，维修起来也不方便。另外它需要两个物体表面相接触，靠相互间的摩擦进行工作，这在某些场合是不能允许的。解决方案之一就是采用光电器件，运用光学原理来测定运动。安捷伦公司的hdns2000就是为此而设计的，虽然它的市场是针对光学鼠标，但也可以作为一种高性能而又廉价的器件运用于工业控制领域中。
1 hdns2000芯片介绍
1.1 主要功能与特性
hdns2000是安捷伦推出的高性能的光学感测芯片，它的内部包含三个基本模块：图像拾取系统、dsp处理器、ps/2或四状态输出转换器，如图1所示。在hdns2000芯片的底部有一个感光眼，如同一个小型的摄像头，不断地对物体表面进行拍照，接着将前后两次的图像送入dsp中进行处理，以判断物体移动的方向和大小，最后将数据转化为ps/2格式或者以两通道四状态格式输出。图2中的（a)与(b)分别为芯片前后两次拾取的图像。比较图2中的(a)和(b)可以看出，物体向左下方移动了一点。
hdns2000的图像拾取系统每秒钟可以拾取1500张图像，可以精确地测量最高30.48 cm/s（12 英寸/s）的运动，解析度为400点每英寸。
1.2 引脚介绍
hdns2000的主要引脚框图如图3所示。
ps2_c：ps/2接口的时钟端。
mode/xa：复用引脚，接高电平时表示选择ps/2模式；否则，为xa输出。
rb/xb：复用引脚，ps/2模式时为鼠标右键输入；否则，为xa输出。
mb/yb：复用引脚，ps/2模式时为鼠标中键输入；否则，为yb输出。
lb/ya：复用引脚，ps/2模式为鼠标左键输入；否则，为ya输出。
xy_led：激光led控制输出，在物体长时间不移动时，hdns2000可以控制led关闭，以节约能量。
vdd3：3.3 v直流电源输入。
refb：内部参考引脚，通过电容与vdd3相连。
ps2_d ：ps/2接口的数据端。
nreset：低电平复位引脚。
vdd5：5 v直流电源输入。
gnd：电源地。
osc2：晶振输出。
osc1：晶振输入，外接18.432 mhz晶振。
2 hdns2000与avr单片机接口设计
2.1 hdns2000与at90s8015接口
hdns2000直接提供有ps/2接口，方便了ps/2鼠标的设计；但在机电控制中，为了提高效率，宜直接采用hdns2000的另一种输出模式，即x向与y向两通道四状态输出模式。此时xa、xb指示x向移动状态，而ya、yb指示y向移动状态。图 4为hdns2000与avr单片机at90s8515的接口原理图。接口主要占用了4个引脚，其它两个是可选的，所以，即使是avr中最低档的attiny系列也可以方便地与hdns2000连接。
图4 hdns2000与at90s8015接口原理图
另外在对节能要求不高的场合，可以将激光led的一端直接与地相连接，而通过控制开关三极管2n3906来主动控制hdns2000的工作状态。本文作者
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