基于三轴加速度计的按键输入技术研究
发布时间：2021-05-19 04:11
自从美国苹果公司推出了iphone手机之后,带领了一股感应式输入技术的潮流,短短的2年间,Nokia、魅族等著名品牌的产品,例如手机、mp3、mp4等,纷纷集成和发展出了自己的感应式输入功能。实际上感应式输入技术并不是用来炫耀和耍酷的所谓前卫技术,它可以应用在更多的方面和环境,发挥更大的作用,例如全密闭式器件,不适合安装按键时,必须依靠感应式输入技术;失去了双手的残疾人有了这种技术就可以像正常人一样使用各种手持设备了。基于加速度传感器的输入技术,是感应式输入的一种解决方法。三轴加速度传感器能够测量三个方向上的加速度值,当器件的姿态发生改变时,加速度计的测量值随之发生改变,根据加速度值与器件姿态的对应关系,我们就可以实现感应式输入。本文研究了基于三轴加速度计SCA3000,并且结合了处理器PIC18F4620,在VC++6.0环境下搭建了一个感应式输入系统。并进行了如下的研究:第一部分,分析了感应式输入技术的特点和当前感应式输入技术的研究方向。第二部分,介绍了三轴加速度传感器SCA3000和单片机PIC18F4620的主要特点和功能,为设计感应式输入技术打下坚实的基础。第三部分,针对传统...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 基于MEMS微惯性器件的输入设备及其研究现状
1.2 MEMS 加速度传感器的应用研究及发展
1.3 微输入设备国内外研究现状
1.3.1 香港中文大学MIDS系统
1.3.2 英国伯明翰大学的三维立体旋转的控制
1.3.3 Bruce Howard和Susie Howard的光学手套
1.3.4 其它研究
1.4 本文的工作和组织结构
第2章 传感器模块设计
2.1 引言
2.2 加速度计简介
2.2.1 加速度计分类
2.2.2 加速度计的物理结构
2.2.3 加速度计的数学模型
2.3 加速度计的应用与选择
2.3.1 SCA3000-D01 加速度计
2.3.2 SCA3000 的结构与原理
2.3.3 SCA3000 的偏移与校准
2.4 本章小结
第3章 按键输入系统的原理及相关算法
3.1 引言
3.2 按键输入的算法需求
3.2.1 按键输入模式的分类
3.2.2 加速度计数据分析
3.3 制定算法
3.3.1 功能键模式算法
3.3.2 数字键模式算法
3.3.3 方向键模式算法
3.4 本章小结
第4章 系统的设计与搭建
4.1 下位机硬件系统设计
4.1.1 单片机选型
4.1.2 PIC单片机的特点
4.1.3 PIC18F4620
4.1.4 PIC18F4620 特性
4.2 按键输入系统构成和硬件结构
4.3 SPI通信编程
4.3.1 SPI通信原理
4.3.2 SCA3000 的SPI通信协议
4.3.3 在MPLAB中实现通信程序
4.4 本章小结
第5章 软件编程与演示环境
5.1 VC++6.0 编程环境
5.2 滤波设计
5.2.1 噪声与毛刺
5.2.2 中值滤波法
5.2.3 滤波的软件实现
5.3 按键输入算法的实现
5.4 结果与演示
5.4.1 串口通信编程
5.4.2 演示环境
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于加速度计的水下校正惯导系统[J]. 杨晓东,施闻明,徐彬. 中国造船. 2008(01)
[2]用加速度传感器测量振动位移的方法[J]. 刘继承,徐庆华,查建新. 现代雷达. 2007(05)
[3]基于加速度采集系统的无线输入设备的研究[J]. 黄得志,陈文元,杨华峰,钱莉,张卫平. 计算机应用研究. 2007(02)
[4]基于加速度传感器ADXL330的高精度计步器[J]. 宋浩然,廖文帅,赵一鸣. 传感技术学报. 2006(04)
[5]压电加速度计横向灵敏度比超差解决方法[J]. 钟良,刘继光,赵海云. 电子机械工程. 2004(02)
[6]基于MEMS技术的加速度测量组合装置[J]. 虞益挺,苑伟政,乔大勇. 微纳电子技术. 2004(01)
[7]微机械硅加速度计的性能分析[J]. 贺玲,薛大同. 真空与低温. 2003(02)
[8]微机械加速度计的分析与测试[J]. 郝颖,石继雨,乐慧康. 应用科技. 2003(01)
[9]应用加速度计测试动态转角误差[J]. 隋新,解晓松,蒋玲. 机械工程师. 2000(12)
[10]用线加速度计测量角加速度和线加速度(英文)[J]. 熊永虎,马宝华,彭兴平. Journal of Beijing Institute of Technology（English Edition）. 2000(03)
硕士论文
[1]基于三维加速度传感器的跌倒监测研究[D]. 赵祥欣.浙江大学 2008
[2]旋转状态下加速度计横向输出特性研究[D]. 李彬.中北大学 2007
本文编号：3195092
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 基于MEMS微惯性器件的输入设备及其研究现状
1.2 MEMS 加速度传感器的应用研究及发展
1.3 微输入设备国内外研究现状
1.3.1 香港中文大学MIDS系统
1.3.2 英国伯明翰大学的三维立体旋转的控制
1.3.3 Bruce Howard和Susie Howard的光学手套
1.3.4 其它研究
1.4 本文的工作和组织结构
第2章 传感器模块设计
2.1 引言
2.2 加速度计简介
2.2.1 加速度计分类
2.2.2 加速度计的物理结构
2.2.3 加速度计的数学模型
2.3 加速度计的应用与选择
2.3.1 SCA3000-D01 加速度计
2.3.2 SCA3000 的结构与原理
2.3.3 SCA3000 的偏移与校准
2.4 本章小结
第3章 按键输入系统的原理及相关算法
3.1 引言
3.2 按键输入的算法需求
3.2.1 按键输入模式的分类
3.2.2 加速度计数据分析
3.3 制定算法
3.3.1 功能键模式算法
3.3.2 数字键模式算法
3.3.3 方向键模式算法
3.4 本章小结
第4章 系统的设计与搭建
4.1 下位机硬件系统设计
4.1.1 单片机选型
4.1.2 PIC单片机的特点
4.1.3 PIC18F4620
4.1.4 PIC18F4620 特性
4.2 按键输入系统构成和硬件结构
4.3 SPI通信编程
4.3.1 SPI通信原理
4.3.2 SCA3000 的SPI通信协议
4.3.3 在MPLAB中实现通信程序
4.4 本章小结
第5章 软件编程与演示环境
5.1 VC++6.0 编程环境
5.2 滤波设计
5.2.1 噪声与毛刺
5.2.2 中值滤波法
5.2.3 滤波的软件实现
5.3 按键输入算法的实现
5.4 结果与演示
5.4.1 串口通信编程
5.4.2 演示环境
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于加速度计的水下校正惯导系统[J]. 杨晓东,施闻明,徐彬. 中国造船. 2008(01)
[2]用加速度传感器测量振动位移的方法[J]. 刘继承,徐庆华,查建新. 现代雷达. 2007(05)
[3]基于加速度采集系统的无线输入设备的研究[J]. 黄得志,陈文元,杨华峰,钱莉,张卫平. 计算机应用研究. 2007(02)
[4]基于加速度传感器ADXL330的高精度计步器[J]. 宋浩然,廖文帅,赵一鸣. 传感技术学报. 2006(04)
[5]压电加速度计横向灵敏度比超差解决方法[J]. 钟良,刘继光,赵海云. 电子机械工程. 2004(02)
[6]基于MEMS技术的加速度测量组合装置[J]. 虞益挺,苑伟政,乔大勇. 微纳电子技术. 2004(01)
[7]微机械硅加速度计的性能分析[J]. 贺玲,薛大同. 真空与低温. 2003(02)
[8]微机械加速度计的分析与测试[J]. 郝颖,石继雨,乐慧康. 应用科技. 2003(01)
[9]应用加速度计测试动态转角误差[J]. 隋新,解晓松,蒋玲. 机械工程师. 2000(12)
[10]用线加速度计测量角加速度和线加速度(英文)[J]. 熊永虎,马宝华,彭兴平. Journal of Beijing Institute of Technology（English Edition）. 2000(03)
硕士论文
[1]基于三维加速度传感器的跌倒监测研究[D]. 赵祥欣.浙江大学 2008
[2]旋转状态下加速度计横向输出特性研究[D]. 李彬.中北大学 2007
本文编号：3195092
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