无线鼠标设计论文

无线鼠标设计论文内容摘要：

1、1无线鼠标的设计与实现摘要：将机械鼠标的滚动动作和左右键的操作转换成开关信号，用方波电路产生的方波信号代替原鼠标内光敏传感器的脉冲信号，用相应的开关动作可以实现鼠标光标移动和鼠标的单双击操作。 而用发射和接收电路代替原来的鼠标线，可以实现鼠标的遥控。 设计任务和要求：实现鼠标的长距离（150 米）遥控。 其中的电路设计包括发射模块（含编码电路） 、接收模块（含解码电路） 、方波发生电路和开关电路等等电路的设计及它们之间的连接、匹配。 一无线鼠标电路的设计和实现1总体方案论证：方案一：在鼠标与电脑接口间用发射和接收电路代替了鼠标线，本方案除了要考虑发射和接收模块外，还要考虑接口协议，如下图。 考虑到时间和 2、难度的问题，没有选择此方案。 方案二：用遥控器控制鼠标，即用遥控器的按键信号控制鼠标的上下左右移动方向和左右键。 只需要考虑发射和接收电路，不需要考虑接口协议，如下图。 选择此方案。 2发射模块和接收模块的电路的实现方案:方案一：发射模块 接受模块 应用。 用声表谐振器稳频，工作频率为315 式调制，采用 码器 240拉杆天线发射信号；超外差电路结构 片和温度补偿电路构成， 具有较高的接收灵敏度及稳定性。 芯片内含低噪声射频放大器、混频器、本地振荡器、中频放大器、滤波器及限幅比较器， 输出为数据电平信号， 直接接至 码器进行解码，接收天线约 22方案二：利用红外线技术实现红外信号的发射和接收。 发射部分，利 3、用单片机 过处理按一定的编码输出到发射电路。 接收部分使用红外遥控用专用接收管，如 红外信号接收和解调，并输出 平；平的数据流送给单片机进行处理，单片机把该数据转化为符合 鼠标规范的数据报告，发送给计算机。 如图：方案三：利用无线遥控方式实现鼠标的遥控。 原理与上述方案二的原理一样，只是具体的发射和接收电路有所不同。 无线接收电路采用的是超再生式调频解调电路，解调后的信号经过运算放大器放大、三极管整形后输出为 平的信号，再由单片机处理。 方案四：也是一种红外遥控技术，但是不涉及到单片机的应用。 采用编码器集成电路及与它配对的译码器集成电路 者 收电路采用红外遥控接3收集成电路 图：方案五：片的应用。 最新开 4、发的工作在 的射频芯片，其内嵌有：一 8051 兼容单片机，一个 9 个通道的 A/D 转换控制器和一 无线收发模块，适合用电池供电。 用于无线鼠标的原理是：鼠标移动的信号输出接到 I/过 部的 51 兼容单片机控制，采集此信号，再将此信号通过射频模块发射出去。 鼠标的按键操作检测也类似，其信号接在 I/O 口上，通过其内的单片机检测按键操作（软件进行按键去抖处理） ，然后通过射频发射出按键信息。 天线采用1/4 单极天线，布在印制板上。 如下图：方案比较：方案一的收发模块价格便宜、传输距离较远，可靠性高，特别适用低成本的无线通信设备。 但是调试较难，而且电路受外界温度环境影响较大，并且障碍物也会影响信 5、号的接收，且目前在武汉市我们还没有找到该模块的出售处。 方案二红外遥控电路技术的理论比较成熟，但是，红外线遥控技术无法突破障碍物这4一关，也就是，如果在发射和接收模块中间有障碍物的话，接收就会受阻。 所以为了完善无线鼠标的设计我们放弃了方案二和方案四。 方案二、方案三还存在软件设计的过程，包括单片机程序的编写、红外传输协议、 鼠标规范、寄存器、定时器、中断周期的设定等等，因为我们小组三人对软件方面的知识都不是很精通，所以放弃方案三。 至于方案五，因为是新技术，我们很想尝试着做一下，但是目前市场还没有此芯片的出售，所以我们只好放弃。 最后，我们综合上述各种方案，确定了我们的发射接收模块： 四路无线电遥控发 6、射和接收电路，码和 码电路。 如下图分别为发射、编码电路和接收、译码电路：工作原理：（1） 遥控发射电路。 编码集成电路 它配对的译码器集成电路 18 脚为地址端 7，1013 脚为数据端 3。 17 脚为编码信号输出端，其输出信号为调制振荡器提供开关信号。 信号经 9018 使 荡电路起振。 振荡器中心的频率的调整，主要靠调整微调电容 值来实现，该电容容量可变范围为 210荡器频率可变范围约为 260300于振荡器工作频率较高，所以 联谐振回路中的电感很小，电感量仅为纳亨级，加工和使用起来容易因外界因素引起电感量的变化，而造成振荡器频率不稳定。 调制振荡器是靠编码器提供开关信号的，如果编码器的输5出的信 7、号脉冲周期太短，将会严重影响高频振荡器的起振频率。 所以要注意编码器的选择。 编码集成电路 据端 3 的电平决定鼠标的移动方向和左右键的工作状态,其电平受 4 的控制，其中 0 控制 X 轴方向的正向和反向移动，0 控制 0 同时控制鼠标的左键， 0 控制鼠标的右键。 （2）无线接收和译码电路无线接收电路由超再生接受模块实现，它由超再生载波接收电路、三极管检波电路、信号放大与整形电路组成。 超再生式是利用再生式收音机的工作原理，适量地引入正反馈，使接收电路处于微弱的间歇振荡状态，控制电路的间歇振荡的信号电压（也称熄火电压） ，熄火电压如果是间歇振荡器自行产生的。 数字编码信号经 大，送入解码集成电路行解 8、码，由解码电路将解码的数据从相应的数据端口 3 输出，去控制鼠标，从而完成全部遥控过程。 3鼠标按键的方案:鼠标的移动方向和左右键的工作状态，其电平受 4 的控制，其中 A、D 控制 、C 控制 Y 轴方向的正向和反向移动， A、D 同时控制鼠标的左键， B、C 控制鼠标的右键。 如下表所示：按键 1 3 工作状态A 1 0 0 0 X 轴正方向移动D 0 1 0 0 X 轴负方向移动C 0 0 1 0 Y 轴正方向移动B 0 0 0 1 Y 轴负方向移动 1 0 0 鼠标器左键 0 1 1 鼠标器右键4方波电路的设计：经编码电路编码后，操作鼠标的动作变成了开关信号，我们采用方波电路产生的移位信号 9、作为驱动鼠标光标移动的信号源，相应的开关闭合就实现了鼠标左右键操作和移动鼠标光标的操作。 方波电路的频率选取是否适当决定了鼠标光标能否移动，因此应当选择适当的频率。 据我们了解，在芯片为 鼠标电路中，方波频率在 1100，频率的大小跟鼠标的移动速度成正比。 所以，方波的频率应该在 1100范围内。 我们的方波电路采用的是六反向器 它构成方波信号发生器。 电路中，们选取 30K，用于改善由于电源电压的变化而引起的振荡频率不稳定。 电路的振荡是通过电容 充放电完成的，其振荡频率为：f=1/波产生原理图如下：图示电路的最大频率为： *C=1/（000*C6=1/（000*际值会稍有差异。 但远远可以满足鼠标电路的 10、频率范围(1100要求。 为了避免影响其它的电路，其它多余的反向器的输入端接地。 5控制门电路：六“非”门集成电路，其中 组成方波发生器，其脉冲频率主要由 4 的值决定。 5 、组成移相电路，移相量由 5 的值决定。 当脉冲频率调整时，5 的值也应作相应的调整。 若以 脚输出脉冲为基准，则脚输出脉冲相位超前，脚输出脉冲相位滞后。 四“非门”集成电路，两者组成控制门电路，其中 成光标沿 X 轴方向移动的控制电路， 成光标沿 Y 轴方向移动的控制电路，左键控制电路， 右键控制电路。 、脚接鼠标器的 Y 轴方向原光敏传感器两个光敏晶体管的输出端，、脚接鼠标器的 X 轴方向原光敏传感器两个光敏晶体管的输出端，、脚接 11、鼠标器的左、右键的接点，连接电路如图所示：下面分别以控制光标沿 X 轴正方向移动和控制鼠标器左键为例说明这一部分电路的工作原理。 当发射器按下 A 后，接收器 输出高电平，使 “与非”门 13 脚为高电平，而 为低电平，使 为高电平，这样就使从 脚输入的脉冲信号得以从 脚输出，这时 、脚输出给鼠标器的脉冲信号为脚相位超前，光标向 X 轴正方向移动；同理，如果按下发射器 D 键，则接收器 、脚输出给鼠标器的脉冲信号为脚相位滞后，光标向 X 轴负方向移动。 当 A、D 均不按下时， 1 端均为低电平，脚为低电平，脚没有脉冲信号输出，虽然这时 脚有脉冲信号输出，但由于没有两个脉冲信号进行相位比较，光标在 12、 X 轴方向不会产生移动。 如果同时按下发射器的 A、D，则接收器 1 同时输出高电平，脚输出低电平，相当于按下鼠标器的左键。 需要说明的是：由于 1 均为高电平，脚、脚输出相位相反的脉冲信号，在任一时刻 、脚均有一端为低电平，从而使 脚输出高电平，因此按 A、D 不会使光标产生 X 方向的移动。 对于控制光标沿 Y 轴方向移动和控制鼠标器右键，原理同上。 二安装与调试：71所用的仪器、仪表：直流稳压电源 江苏杨中市绿扬电子厂示波器 泰克科技（中国）有限公司数字式万用表 列 优德力科技（深圳）有限公司2调试方法和步骤：安装和调试的一个很重要的工作是用于改装的鼠标器的选择，我们用作试验的鼠标器是北斗星简 13、易机械鼠标器。 根据原理图所示电路的要求，鼠标器的集成电路必须为正电压供电（相对于地） ，左、右键控制信号必须为高电平有效，即不按键时控制端对地为负电压。 满足以上两个条件的机械鼠标器均可使用。 我们的接线方法是这样的：先拆掉 X 轴、Y 轴方向的光敏传感器（鼠标器中光敏传感器为三个引脚，红外发光二极管为两个引脚）及左、右键按钮开关，将图 5 中 脚的连线和鼠标器电路板的地相连，X 轴方向的光敏传感器有三个安装孔，其中一个为公共端，置空；另两个为信号输出端，这两个输出端分别接 脚和脚，Y 轴方向的连线与此类似。 调试时，按下遥控器的 A，如光标向相反的方向即 X 轴负方向移动，只要调换一下和鼠标器电路板相连接的 、脚的线即可；按下 D，如光标向相反的方向 Y 轴负方向移动，只要调换与鼠标器电路板相连的 、脚即可。 X 轴、Y 轴正方向正确了，负方向也就自然正确了。 3调试中出现的故障和解决方法：（1）方波发生电路的输出的方波波形一直是与理论值一致的，但是经过移相电路后，两者波形的相位差不是足够的大；虽然那个相位差也能够驱动。