68HC908JB8单片机在PC无线键盘的应用

Motorola最新推出带快闪(Flash)存储器的微处理器(MCU)MC68HC (9)08JB8，主要为解决生产商同时需要USB和PS/2界面的产品而设计，如USB、PS/2转换器。它亦适用于鼠标，射频(RF)接收器，机顶盒和电子游戏遥杆等产品。本文介绍利用MC68HC08JB8单片机在无线键盘上的应用。


MC68HC08JB8 特性
MC68HC908JB8是采用HCMOS工艺技术生产的高性能单片机芯片，片内256B RAM和8KB的Flash结构，16位双通道TIM模块(每一通道具有输入捕捉、输出比较和PWM工作模式)，以及兼容USB1.1协议低速通信功能。MC68HC908JB8单片机有四种封装，电源电压为5.0V，时钟频率为3MHz。
MC68HC908JB8是一种高性能M68HC08结构，它和M6805、M146805及M68HC05族代码兼容，3MHz内部总线频率，256B的RAM和8192B的Flash，且在片可编程。最多达37个一般3.3V的I/O口。
16位双通道TIM(每通道有输入捕捉，输出比较和PWM的可选模式)，兼容USB1.1协议的低速器件，其中数据传输速率为1.5Mbps，内置3.3V的电压调节器。Endpoint0 有8B的发射缓冲器和8B的接收缓冲器；Endpoint1有8B的发射缓冲器；Endpoint2有8B的发射缓冲器及8B接收缓冲器。
系统保护特征包括可选COP复位、可选LVI复位、非法代码复位及非法地址复位。
低功耗设计有完全静态STOP模式和WAIT模式，内部连接上拉电阻的主复位脚，以及上电复位和外部异步中断(IRQ)。
芯片自带的8192B Flash的好处是用户不再依赖价格较昂贵的一次编程(OTP)芯片和欠缺灵活性的ROM。Motorola的Flash能写入擦除一万次及只需2ms便能完成编写64B的区块。

无线键盘的设计与实现
硬件部分
无线键盘在1~3米范围的任何地方、任意角度内可自如移动。无线键盘的硬件整体方案构成电路主要包括：键盘扫描电路，无线发射/接收电路，信号处理、传输和接口电路。共采用两个MC68HC908JB8芯片，一个用于检测键盘扫描及编码发送，一个用作接收端解码及通过USB口将信号传输给计算机，原理功能框图如图。
无线接收电路采用单片集成调频芯片MC3361，此芯片是一片从天线输入至前置放大器的完整的单片调频接收电路，内含用于变频的本机振荡器和混频器，还有用于移频键控(FSK)检测的限幅比较器电路。接收频率为27MHz，由MC3361的14脚输出数据信号给JB8进行数据处理和传送。信号处理、传输电路选用28引脚封装的JB8芯片，它的11脚作为接收信号输入端，按约定的方式解码处理，通过芯片自带的USB接口建立与计算机之间的通信。           

软件部分
软件设计的难点在于键盘各有效键按下的判断以及数据传送的可靠性。在制定编码发送的规则时必须要充分考虑数据传送的正确度。在发送数据时，数据是连续发送的，接收时会有其它的干扰同时存在，因此发送数据时加有检验位，以确保数据的正确性。其发送格式如下：
ID码压缩16位 数据打包16位码 校检码4位
软件操作主要过程：1)、检测判断操作；2)、编码发送；3)、接收解码。在该产品设计中，主要使用的主要软件技术有：
1) 抗干扰技术。当检测到有按键去抖动的方法是：单检测到有按键按下时，并不马上认为有按键按下，而是隔一段时间再去检测，只有两次相同才认为有有效按键按下，避免意外操作。
2) 编码发送。数据编码发送带16位设备ID码，保证多个相同设备在同一地方使用互不干扰。数据编码发送时还带4位效验码，避免数据在传送过程中出现错误而造成误操作。
3) 低功耗设计。键盘采用定时休眠功能, 如果超过4s无操作，便自动进入休眠状态，以此来达到节能目的。