无线鼠标的设计与实现毕业论文

原理：鼠标器按其工作原理可分为机械式和光电式两种，最常见的是机械式鼠标器。现在的机械鼠标器实际上是光机鼠标器，即将滚轮的机械转动转换成光信号，再变为电信号。下面以这种鼠标器为例说明其工作原理。 在机械式鼠标器底部有一个露出一部分的塑胶小球,当鼠标器在操作桌面上移动时，小球随之转动，在鼠标器内部装有三个滚轴与小球接触，其中有两个分别是X轴方向和Y轴方向滚轴，用来分别测量X轴方向和Y轴方向的移动量，另一个是空轴，仅起支撑作用。拖动鼠标器时，由于小球带动三个滚轴转动，X轴方向和Y轴方向滚轴又各带动一个转轴（称为译码轮）转动。译码轮的两侧分别装有红外发光二极管和光敏传感器，组成光电耦合器。光敏传感器内部沿垂直方向排列有两个光敏晶体管A和B。由于译码轮有间隙，故当译码轮转动时，红外发光二极管发出的红外线时而照在光敏传感器上，时而被阻断，从而使光敏传感器输出脉冲信号。光敏晶体管A和B被安放的位置使得其光照和阻断的时间有差异，从而产生的脉冲A和脉冲B有一定的相位差，利用这种方法，就能测出鼠标器的拖动方向。也就是说，脉冲A比脉冲B的相位提前时，表示一个移动方向；反之，脉冲B比脉冲A的相位提前时，表示另一个移动方向。同时，脉冲信号周期也能反映出移动速度。检测到的X轴方向和Y轴方向移动的合成即代表了鼠标器的移动方向。将上述电信号重新编码后形成串行信号，再通过串行口COM1或COM2输入计算机，计算机即可判断鼠标器的移动方向。由以上的叙述可以得出结论：如果给X轴方向和Y轴方向光敏传感器的输出端送入两组脉冲信号，控制每一组脉冲的相位差即能达到与拖动鼠标器相同的作用。 资料 1.串行鼠标使用DB9接头中的四根线， 2 (RXD: 用于鼠标正电源)； 3 (TXD: 用来发送数据)； 4 (DTR: 用于正电源、复位和鼠标检测)； 7 (RTS: 可选，用于正电源) 2.串行鼠标的简单通信协议 (1)鼠标的串行数据格式 常用的微软鼠标(Microsoft mouse)有两个按键，是绝大多数操作系统都支持的鼠标系统，它发送的数据格式是：波特率1200bps，停止位位，每字节有效数据7位，每帧3个字节。此外还有其它公司的鼠标，如罗技(Logitech)，采用有3个按键的鼠标(有的附带滚轮)。罗技扩展了微软鼠标的协议，采用波特率1200bps，停止位位，每字节有效数据8位，每帧5个字节的数据格式。由于时间关系，我在这里只以标准的微软鼠标为例，简要介绍串口鼠标的通讯协议。 鼠标协议 (2)鼠标按键和移动的识别 每次有鼠标事件(键子按下，键子释放，鼠标向四个方向的移动)发生，鼠标会发出一个3字节的数据帧，用来标志这些事件。数据格式如下： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 X 1 LB RB Y7 Y6 X7 X6 X 0 X5 X4 X3 X2 X1 X0 X 0 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0 其中标记为X的位如果按7位数据格式接收的话得到的是0，按8位数据接收得到的是1。第一个字节的D6位用来使驱动程序和鼠标同步。LB和RB用来标志左右键按下的情况，如果被按下为1，释放为0。第1字节的D3 D2和D1 D0位分别和第2字节、第3字节组成8位有符号整数，标志着鼠标在X方向和Y方向上的位置移动。 (3)鼠标检测 计算机打开串口时，会将DTR线电平变化一次（-12 --> +12V），鼠标检测到这个变化(确切说是得电工作)，就会先按1200bps，停止位，字长7bit发送一个字符‘M’，若是操作系统执行PnP检测时从串口收到这么一个字符，那它就可以认为有个鼠标插在串口上了。如果您通过软件打开串口，按上面说的格式，用ASCII字符方式接收，就会收到一个‘M’，其ASCII码值是10进制的77，也即2进制的(0100 1101)；如果你用8位数据位接收，会收到2进制的(1100 1101)，舍掉最高位后，正好是前面提到的数字。 本文介绍的无线鼠标器正是根据这一原理设计的。 无线鼠标实现原理 DRF（Digital radio frequency，数字无线电频率）技术能够对短距离通讯提供充足的带宽，非常适合鼠标和键盘这样的外围设备使用，其原理非常简单，鼠标部分工作与传统鼠标相同，再用无线发射器把鼠标在X或Y轴上的移动，按键按下或抬起的信息转换成无线信号并发送出去，无线接收器收到信号后经过解码传递给主机，驱动程序告诉操作系统鼠标的动作，该把鼠标指针移向哪个方向或是执行何种指令。 采用高频无线电（射频）技术，只要在限定距离以内，就可以在任何位置使用，几乎不受障碍物的影响。一般传输的距离达10～20米，已经足够用户使用。 无线电的最大特点是可以进行360度全方位无线射频遥控，而且耗电量较低，具有触发工作待机休眠。无线设备的接受端已经内置接收器，发射器装在主机的设备口上，均不会影响产品外观。 无线电接收器本身所具有的接口是USB或PS2的，可以从计算机的PS/2接口取电，不需要另加电池。它具有双或多波段，如果有多个无线设备，均可以通过这一个接收器进行管理，键盘工作频率一般占用通道1（如：和），鼠标工作频率占用通道2（如：和），工作时鼠标和键盘或多个鼠标之间干扰性较低，而且不会影响无线电话等数字无线设备。 无线鼠标具有节能模式，采用低功耗芯片之余，还有多重省电措施，在运行模式下LED闪烁速度是1500次/s，而在最省电的模式下闪烁速度只有2次/s，移动鼠标或是按下鼠标按键，鼠标再迅速恢复到正常模式。此外，有的鼠标支持手动唤醒节能技术，在鼠标的两侧装配有导电橡胶，通过鼠标上的触摸开关来随意控制电源，当用户的手离开鼠标2秒钟后，鼠标就马上进入睡眠状态，用户需要使用鼠标时，只要手一触到导电橡胶，鼠标立即被激活，效率比多重节能模式更高。以上种种方式，都延长了电池的使用寿命，接近一般无线滚球鼠标的水平，约为三至六个月。当然，其耗电量再小也小不过传统鼠标。