1、摘 要摘 要摘要: 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。关键字：鼠标、无线接受、方波、译码目 录I目 录摘 要.I第 1 章 引言.11.1 鼠标发展历程 .11.2 鼠标分类 .1第 2 章 方案设计.12.1 总体方案论证.22.2 发射模块和接收模块的电路的实现方案.22.3 方 案比较.5第 3 章 原理与其它设计 .73.1 遥控发射电路.73.2 无线接收和译码电路.73.3 鼠标按键的方案.73.4
2、 方波电路的设计.83.5 控制门电路.8第 4 章 安装与调试 .104.1 所用的仪器、仪表.104.2 调试方法与步骤.104.3 调试中出现的故障和解决方法 .104.4 所有元器件列表 .10第 5 章 Protel 绘图 .11第 6 章 改进意见 .12第 7 章 参考文献 .12泰州师范高等专科学校毕业设计（论文）第 0 页 共 12 页第1章 引言1.1 鼠标发展历程. 1968年，鼠标的原型诞生； . 1981年，第一只商业化鼠标诞生，仍旧是机械鼠标，出现滚球鼠标； . 1983年，罗技发明了第一只光学机械式鼠标，成为日后的行业标准； . 80年代初出现了第一代光电鼠标，它
3、需要特殊的有栅格的鼠标垫，过高的成本限制了其使用范围； . 1999年，微软公司与安捷伦公司合作发布了IntelliEye光学引擎，以及第一只光学鼠标。 1.2 鼠标分类鼠标的接口类型：鼠标按接口类型可分为串行鼠标、PS/2 鼠标、总线鼠标三种。串行鼠标是通过串行口与计算机相连，有 9 针接口和 25 针接口两种。PS/2 鼠标通过一个六针微型 DIN 接口与计算机相连，它与键盘的接口非常相似，使用时注意区分。总线鼠标的接口在总线接口卡上。鼠标还可按外形分为两键鼠标、三键鼠标、滚轴鼠标和感应鼠标，两键鼠标和三键鼠标的左右按键功能完全一致，一般情况下，我们用不着三键鼠标的中间按键，但在使用某些特
4、殊软件时(如 AutoCAD 等)，这个键也会起一些作用；滚轴鼠标和感应鼠标在笔记本电脑上用得很普遍，往不同方向转动鼠标中间的小圆球，或在感应板上移动手指，光标就会向相应方向移动，当光标到达预定位置时，按一下鼠标或感应板，就可执行相应功能。泰州师范高等专科学校毕业设计（论文）第 1 页 共 12 页第2章 方案设计2.1 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
5、，不需要考虑接口协议，如下图。选择此方案。2.2 发射模块和接收模块的电路的实现方案:方案一：发射模块 F05 和接受模块 J05C 的应用。F05 采用声表谐振器稳频，工作频率为 315MHZ，以 AM 方式调制，采用 PT2262 编码器 240mm 小拉杆天线发射信号；J05C 由超外差电路结构 IC 芯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 PT2272 解码器进行解码，接收天线约 22cm。泰州师范高等专科学校毕业设计（论文）第 2 页 共 12 页方案二：利
6、用红外线技术实现红外信号的发射和接收。发射部分，利用单片机AT89C2051 检测坐标位移和按键动作，经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 IRM8608S，对红外信号接收和解调，并输出 TTL 电平；TTL 电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 PS/2 鼠标规范的数据报告，发送给计算机。如图：泰州师范高等专科学校毕业设计（论文）第 3 页 共 12 页方案三：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
7、后输出为 TTL 电平的信号，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 VD5026 以及与它配对的译码器集成电路 VD5027 或者 VD5028。接收电路采用红外遥控接收集成电路 CX20106。如图：方案五：nRF24E1 芯片的应用。nRF24E1 是最新开发的工作在 2.4GHZ 上的射频芯片，其内嵌有：一 8051 兼容单片机，一个 9 个通道的 A/D 转换控制器和一2.4GHZ 的无线收发模块，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 nRF24E1 的 I/O 口上，通过 nRF24E1 内部的 51 兼容
8、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 nRF24E1 的 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：泰州师范高等专科学校毕业设计（论文）第 4 页 共 12 页2.3 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
9、法突破障碍物这一关，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、PS/2 鼠标规范、寄存器、定时器、中断周期的设定等等，因为我们对软件方泰州师范高等专科学校毕业设计（论文）第 5 页 共 12 页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： 四路无线电遥控发射和接收电路，PT2262 编码和 PT2272 解码电
10、路。如下图分别为发射、编码电路和接收、译码电路：泰州师范高等专科学校毕业设计（论文）第 6 页 共 12 页第3章 原理与其它设计3.1 遥控发射电路A3 为编码集成电路 PT2262，和它配对的译码器集成电路 PT2272。PT2262 的 18 脚为地址端 A0A7，1013 脚为数据端 D0D3。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 LC 振荡电路起振。振荡器中心的频率的调整，主要靠调整微调电容 V2 的值来实现，该电容容量可变范围为 210VPF，振荡器频率可变范围约为 260300MHZ。由于振荡器工作频率较高，所以 LC 并联谐振回路中
11、的电感很小， L1 的电感量仅为纳亨级，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，如果编码器的输出的信号脉冲周期太短，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 PT2262 数据端 D0D3 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 K1K4 的控制，其中 A0、D0 控制 X 轴方向的正向和反向移动，B0、C0 控制 Y 轴方向的正向和反向移动， A0、 D0 同时控制鼠标的左键， B0、C0 控制鼠标的右键。3.2 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
12、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LM358 放大，送入解码集成电路 PT2272 进行解码，由解码电路将解码的数据从相应的数据端口 D0D3 输出，去控制鼠标，从而完成全部遥控过程。3.3 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 K1K4 的控制，其中 A、D控制 X 轴方向的正向和反向移动， B、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
13、控制鼠标的右键。如下表所示：按键 D0 D1 D2 D3 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AD 1 1 0 0 鼠标器左键BC 0 0 1 1 鼠标器右键3.4 方波电路的设计：泰州师范高等专科学校毕业设计（论文）第 7 页 共 12 页经编码电路编码后，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
14、我们了解，在芯片为 RSM84510 的鼠标电路中，方波频率在 1100HZ 时，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 1100HZ 的范围内。我们的方波电路采用的是六反向器 CD4096，由它构成方波信号发生器。电路中，R1 是补偿电阻，我们选取 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 C1 的充放电完成的，其振荡频率为：f=1/2.2RC。方波产生原理图如下：图示电路的最大频率为： fmax=1/2.2*(R2+MIN(VR1)*C=1/（2.2*2.2*1000*2.2*0.000001）=93.91Hz最小频率为：fmin=1
15、/2.2*(R2+MAX(VR1)*C=1/（2.2*4.3*1000*2.2*0.000001）=9.31HZ由于元件的误差，实际值会稍有差异。但远远可以满足鼠标电路的频率范围(1100HZ) 的要求。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。3.5 控制门电路：IC3 为六“非”门集成电路，其中 IC3A 和 IC3B 与 R5 和 C4 等组成方波发生器，其脉冲频率主要由 R5、 C4 的值决定。R6、C5 、IC3D 等组成移相电路，移相量由 R6、C5 的值决定。当脉冲频率调整时，R6、C5 的值也应作相应的调整。若以 IC3 的脚输出脉冲为基准，则脚输出脉冲相位超前，脚输出脉冲相位滞后。IC4、IC5 为四“非门”集成电路，两者组成控制门电路，其中IC4C、IC4D、IC5D 组成光标沿 X 轴方向移动的控制电路，IC4A 、IC4B 、IC5C 组成光标沿 Y 轴方向移动的控制电路， IC5A 为左键控制电路， IC5B 为右键控制电路。P1 的、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，、脚接鼠标器的左、右键的接点，连接电路如图所示：
