基於 NXP LPC5516 的 8K Report Rate 電競鼠標方案

2021 年,EDG 奪冠,引起全國電競熱潮,在一定程度上也促進了電競硬體行業的發展,電競選手,需要的不只是要好手速,還需要好設備。電競行業的強勁發展下,無論是 PC、手機、外設,都有不小程度的進步。
而在鼠標方面,Report Rate是一個重要的性能指標,更高的 Report Rate 意味著能帶來更低的延時,更低的延時對於競技類遊戲的重要程度不言而喻。因此 8K Report Rate 的鼠標是電競愛好者的福音,是一個鼠標產品的突破,也是一個新的鼠標產品方向趨勢。 

大聯大世平集團推出的基於 NXP LPC5516 的 8K Report Rate 電競鼠標方案,使用 NXP MCU,使用支持 8K Report Rate 的原相 Sensor,提供完整的硬體參考設計,以及軟體代碼,客戶可以基於方案基礎上進行自己的硬體修改,軟體優化,以更快的速度完成產品的開發。

1. 方案主控

該方案主控使用的是 NXP 的主推產品 LPC55 系列,系列產品分為 LPC550X,LPC551X,LPC552X 系列,針對於電腦外設產品,需要 USB 接口,LPC551X 和 LPC552X 均帶有 USB 接口,如需要大 RAM,即 RAM 需求達到 128/256KB,可以選擇 LPC552X 系列,本方案鼠標的應用需求的 RAM 不是很大,因此選擇了 LPC5516。
我們看下 LPC5516 的一些主要參數:
  • Cortex M33 內核
  • 主頻 150Mhz
  • 256/128/64 KB Flash
  • 96/80/48 KB RAM
  • USB 2.0 Full/High-Speed USB
  • Up to 64 General GPIO
  • EZH Function:Independent kernel completes key scanf
  • 16-bit ADC with five differential channel
  • 1 x High speed SPI
  • Packages:
        HLQFP100 (14 x 14 mm)
        VFBGA98(7 x 7 mm)
        HTQFP64(10 × 10 mm)


以上可以看到產品的接口豐富,非常適合於有 USB 需求的應用,除了本方案介紹的鼠標方案,也可以應用於 8K 的鍵盤,最多支持 64 GPIO,支持 EZH 功能,另外有一個 High Speed SPI 接口,也可以應用於一些需要接 SPI 螢幕的方案,比如帶屏的水冷等產品,LPC551X 系列的產品應用還是很豐富的。

2. 方案功能介紹

本方案是一款高回報率遊戲鼠標,支持 USB 連接方式,具有 USB 睡眠喚醒功能。方案採用 NXP LPC5516 晶片,該晶片內置 256KB FLASH 和 96KB SRAM,片上帶有一路 CAN-FD 控制器, 5 個通用定時器 CTIMER,1 個狀態可配置定時器,1 個看門狗定時器,8 個 Flexcomm 串行 接口(可以任意配置為 UART,SPI,I2C 或者 I2S),1 路 50MHz 高速 SPI, 1 路 16 位 2.0Msps 採樣率的 ADC。

功能概述:

  • 有線鼠標方案,支持 USB 連接
  • 滾輪工作方式:雙向、光電式
  • 採用光學傳感器 PAW3399DM-T4QU,DPI 高達 20000
  • USB Report Rate 可達到 8K 傳輸頻率
  • 支持 RGB 燈效(呼吸燈、跑馬燈、智能循環燈效果)
  • 支持上位機通信協議,修改任意按鍵功能以及切換燈效
  • 支持 USB 升級,更新固件

3. Demo 功能演示

該方案是單模 USB 工作模式, 支持 RGB 燈效(呼吸燈、跑馬燈、智能循 環燈效果),可使用按鍵進行 DPI 切換、以及燈光燈效切換。
方案具有 6 個 按鍵,後續可通過上位機通信進行宏按鍵功能的開發,光學傳感器可使用 PAW3399 ,PAW3399 最高可達到 8K Report Rate,可通過 USB 進行固件升級。 

1)  鼠標使用 USB 數據線與 PC 進行連接,下載完代碼後直接上電設備就可使用,此時鼠標能正常滑動,且 Report Rate 能達到 8K
    可以通過下圖看到 USB 模式下的 8K Report Rate 效果圖

下圖則是 8K Report Rate 波形圖
 

2)  燈光模式切換: 同時按中鍵(滾輪鍵) + 後退鍵(側鍵)
     切換模式: 流光溢彩 - 循環呼吸 - 單色常亮 - 多色常亮 - 單色跑馬 - 多色跑馬 - 單色流光 - 心跳閃爍 - 關燈;
     9 組燈效,後續可跟據通信協議對驅動進行開發調試;長按前進鍵和後退鍵 3 秒可以快速開啟/關閉裝飾燈。

 

3)  回報率: 回報率可調,可以通過配置按鍵來進行回報率切換,也可按照驅動通信進行設置。
     回報率檔位為: 8000HZ(125us)、4000HZ(250us)、2000HZ(500us)、1000HZ(1ms)、500HZ(2ms)、8000HZ (默認)可調。

4)  DPI: DPI 檔位 800 (亮紅燈) - 1600 (亮綠燈) - 2400 (亮藍燈) - 4000 (亮紫燈) - 10000 (亮黃燈) - 20000 (亮青燈);
     切換 DPI 時,背光燈全部閃爍 2 次(1S 一次)對應顏色,指示切換完成。 配合驅動開發可設置 DPI 可調 100 - 20000 步進 100。

5)  宏按鍵配置: 配合上位機開發可通過按照上位機通信協議可以對鼠標按 鍵(右鍵、中鍵、DPI 按鍵、前進鍵、後退鍵)設置為自定義鍵盤數據或者是實 現多媒體功能、控制鍵數據。

6)  系統兼容性: 使用系統 WIN7,WIN8,WIN10,MAC。


4. 方案總結

以上是方案的內容介紹,該方案主要是針對於高性能的電競鼠標,方案可以提供的資料部分在大大通可以下載,部分需要簽 NDA 後可申請,有需求可以聯繫。
雖然完整的方案是針對於電競鼠標,但是 MCU LPC5516 這塊,不僅是可以應用在電競鼠標,還可以應用在電競鍵盤,以及一些電競外設,包括機箱風扇、水冷等。
針對於電競的周邊產品,大聯大世平都有提供解決方案,可做進一步交流。

►場景應用圖

►展示板照片

►方案方塊圖

►核心技術優勢

1. 支持 High Speed USB 2. 高主頻 150Mhz 3. 大容量內存(128KB Flash,96KB RAM) 4. 支持 8K Report Rate 5. 完整軟硬體設計 6. 通過穿透輻射認證 7. 通過 FCC 認證

►方案規格

1. 鼠標支持 USB 連接 2. 滾輪工作方式:雙向、光電式 3. USB Report Rate 可達到 8K 4. 支持 RGB 燈效,可基於應用層來進行修改 5. 支持上位機通信協議,需要用戶開發 6. 支持 USB 升級,更新固件

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