红外线无线鼠标器原理与制作

1、红外线无线鼠标器原理与制作首页 在线计算 EDA 技术 电路图库 嵌入式 经验心得 电子基础 电子制作 国外资源 技术文章 下载频道首页 > 电子制作 > 其他制作红外线无线鼠标器原理与制作红外线无线鼠标器原理与制作鼠标器是用来产生控制屏幕光标移动的一种装置，是计算机 最重要的外部输入设备之一，可用于人机会话的图形系统。鼠标器和计算机之间有一根连线， 并且需要在桌面 （鼠标垫） 上进行操作。在使用计算机和大屏幕投影机作多媒体教学 时，由于鼠标器操作的牵制， 会使教员的教学活动受到限制， 不利于教学双方的交流。本文介绍的一种红外无线鼠标器， 用红外线取代了鼠标器和计算机之间的连线，用

2、按键控制光 标的移动，解决了上述鼠标器使用不便的问题。 机械式鼠标器的工作原理为了说明红外线无线鼠标器的工作原理，有必要先讲一 下普通鼠标器的工作原理。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

3、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（见图 1）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,如图2所示。 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，

4、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。本文介 绍的红外线无线鼠标器正是根据这一原理设计的。 红外线无线鼠标器的工作原理 红外线无线鼠标器由红外发射器和红外接收器

5、两部分 组成，其原理方框图如图 3 所示。红外发射器电路如图 4 所示。 IC1 为编码器集成电路 VD5026 ，和它配对的译码器集成电路为 VD5027 或 VD5028 。 VD5026的脚为地址端 A0A7 , 1013脚为数据端DOD3 （和VD5028配合使用时可作地址端 A8A11 ）, 17脚为编码信号输出端，其输出信号对 IC2A 、 IC2B 等组成的 4OkHz 脉冲发生器的信号进行调制。调制后的脉冲信号经 IC2C、IC2D 后由 VT1 推动红外发光二极管 VD5、VD6 发射 红外线。 IC2C、IC2D 有缓冲和整形的作用。 R5 为编码器 VD5O26 的振荡电

6、阻， 它和配对的 * 器 VD5O27 的振荡电阻应 该取相同的阻值，以保证时钟频率一致，否则将不能译码。 数据端 DO D3 的电平决定了鼠标器的移动方向和左、右键 的工作状态，其电平受S1S6的控制，其中S1、S2控制X 轴方向的正向和反向移动， S3、 S4 控制 Y 轴方向的正向和 反向移动， S5、 S6 分别为鼠标器的左、右控制键。所按的键 同DOD3电平和工作状态的关系见附表。附表按键 DO D1 D2 D3 工作状态51 1 O O O X 轴正方向移动52 O 1 O O X 轴负方向移动53 O O 1 O Y 轴正方向移动54 O O O 1 Y 轴负方向移动S1、 S3

7、 1 O 1 O X 轴正方向移动、 Y 轴正方向移动S1、 S4 1 O O 1 X 轴正方向移动、 Y 轴负方向移动S2、S3 0 1 1 0 X 轴负方向移动、 Y 轴正方向移动S2、S4 0 1 0 1 X 轴负方向移动、 Y 轴负方向移动S51 1 0 0 鼠标器左键S60 0 1 1 鼠标器右键由表 1 可以看出，通过按键即可对鼠标器进行各种操作， 例如要使鼠标器向左上方移动，可先按 S2 向左移动，再按 S3向上移动，也可以同时按 S2、S3直接向左上方移动。红外线接收器电路如图 5 所示。 CX20106 是红外无线接 收集成电路，它由前置放大器、限幅放大器、带通滤波器、 峰值

8、检波器和整形电路等组成。 VD1 输入 IC1 的红外信号， 经过解调后由脚输出， 再由 IC3F 反相后得到与 VD5026 17 脚输出相同的编码信号。此信号通过 VD5027 的 14 脚输入， 由于VD5027的地址码A0A7和发射器VD5026的地址码 A0A7相同（都设置为低电平），所以VD5027能对与其相 连的编码信号进行正确 * ，其结果是能使 VD5027 的 D0D3 输出与 VD5026 的 D0D3 相同的电平，从而完成相应的动 作。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

9、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。 IC3 的各有关脚的输出波形见图 6，从图中可 以看出，若以IC3的脚输出脉冲为基准，则脚输出脉冲 相位超前， 10 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 丫轴方向原光敏传感器两个光敏晶体

10、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 7 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 S1 后，接收器 IC2 的 D0 端输出高电平， 使与门 IC4D 的 13 脚为高电平，而 IC2 的 D1 端为低电平，使 IC5D 12 脚为高电平，这样就使从 IC4D 的 12 脚输入的脉冲信号得以从 IC5D 的 11 脚输出，这时 P1 的、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 S2 键，则接收 器P1

11、的、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S1、S2均不按下时，IC2的DO、 D1 端均为低电平，IC5D 的 11 脚为低电平， P1 的脚没有脉冲信号输出， 虽然这时P1的脚有脉冲信号输出，但由于没有两个脉冲 信号进行相位比较， 光标在 X 轴方向不会产生移动。 相关点 的脉冲信号波形见图 8。如果按下发射器的 S5,则接收器IC2的DO、D1同时输 出高电平，IC5A的脚输出低电平，相当于按下鼠标器的 左键。需要说明的是：由于 DO、 D1 均为高电平， IC4C 的 1O 脚、 IC4D 的 11 脚输出相位相反的脉冲信号，在任一时刻 IC5D 的 12,1

12、3 脚均有一端为低电平，从而使 IC5D 的 11 脚 输出高电平，因此按 S5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， 其工 作原理可依此类推。安装和调试主要元器件的型号和参数在图4、图 5中均己标注。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， 笔者用作试验的鼠标器是美上美机械鼠标器。根据图 5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低电平有效，即不按键时控 制端对地为正电压。满足以上两个条件的机械鼠标器均可使 用。下面以美上美机械鼠标器为例具体说明接线方法。先拆 掉X轴、丫轴方向的光敏传感器（鼠

13、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P1、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，另两 个为信号输出端， 这两个输出端分别接 P1 的脚和脚， 丫 轴方向的连线与此类似。调试时，按下S1,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P1的、脚的线即可；按下 S3,如光标向相反的方向 丫轴负方向移 动，只要调换与鼠标器电路板相连的P1的 、脚即可。X 轴、 丫 轴正方向正确了，负方向也就自然正确了。为了制 作和使用方便，可将鼠标器的电路板拆下，与接收器的电路 板装

14、在一个盒子里。如果用其它机械鼠标器进行改装，接收器部分的控制电 路可能要作适当改动。上一篇 :自制物品遗留提醒报警器相关文章 返回分类首页 其他制作 红外线无线鼠标器原理与制作 其他制作 自制物品遗留提醒报警器 其他制作 自制负氧离子空气清新器 其他制作 自制冰箱电子除臭器 其他制作 简易 USB 网卡制作其他制作 USB 接口声卡的设计与制作 其他制作 自制多功能电话分线器 其他制作 自制安全插座 其他制作 用 555 自制超声波驱狗器 其他制作 自制电子催眠器工具仪器ProtelPowerPCBAllegroLabviewEDA 技术ModelSimVHDLVerilogFPGA电路图库照明电路充电电路滤波电路检测电路信号发生传感应用放大电路开关电源汽车电路接口电路遥控控制光电电路收音射频家用电器音响功放电源电路嵌入式汇编语言Arm 处理器PIC 单片机51 单片机uCOS 基础LinuxVxworks源码算法DSP 基础C 语言学习经验心得工作经验求职经验