光电鼠标介绍课件

光电鼠标介绍力学与光电物理学院-朱松光电鼠标介绍力学与光电物理学院-朱松1

鼠标是1964年由加州大学伯克利分校博士道格拉斯·恩格尔巴特（DouglasEngelbart）发明的，当时DouglasEngelbart考虑如何使电脑的操作更加简便，用什么手段来取代由键盘输入的繁琐指令。博士和世界上第一个鼠标鼠标是1964年由加州大学伯克利分校博士道格拉斯·恩2

鼠标发明之处是为了避免键盘输入的繁琐指令，希望用一种更为简单、明了的方式来输入指令。鼠标作为计算机的一种重要的输入设备，也是计算机显示系统纵横坐标定位的指示器，但因形似老鼠因而得名“鼠标”。鼠标发明之处是为了避免键盘输入的繁琐指令，希望用一种3

鼠标和GUI的结合才使的我们非计算机专业出身的普通人得以更好的接触互联网，更好的使用互联网这一工具，也使得通过键盘输入繁琐指令操作计算机的时代成为过去。

GUI（GraphicalUserInterface）

图形用户界面，又称图形用户接口。鼠标的重要性鼠标和GUI的结合才使的我们非计算机专业出身的4 没有鼠标和GUI界面来操作计算机是件痛苦的事情。 没有鼠标和GUI界面来操作计算机是件痛苦的事情。5Linux指令下计算5×4操作Linux指令下计算5×4操作6Windows7环境下通过命令框查看IPWindows7环境下通过命令框查看IP7Windows7环境下“运行”命令框Windows7环境下“运行”命令框8原始鼠标1机械式鼠标2光电式鼠标3鼠标的发展原始鼠标1机械式鼠标2光电式鼠标3鼠标的发展9目录光电鼠标的特性1光电鼠标的硬件结构3光电鼠标的工作原理4光电鼠标的发展趋势5光电鼠标的组成2目录光电鼠标的特性1光电鼠标的硬件结构3光电鼠标的工作原理410光电鼠标的特性1分辨率刷新率画面精度光电鼠标的特性1分辨率刷新率画面精度11刷新率

鼠标刷新率也叫鼠标的采样频率，指鼠标每秒钟能采集和处理的图像数量。刷新率也是鼠标的重要性能指标之一，即鼠标每一秒能够采集到的图像数据，一般以“FPS/S（帧/秒）”为单位。低的刷新率可以明显感受到鼠标的延时、指针丢失现象。以常见的FPS游戏作为说明，低的刷新率在你快速转身的时候失去某些射击角度，从而影响你的战绩刷新率鼠标刷新率也叫鼠标的采样频率，指鼠标每秒钟能采12可以通过指针轨迹的显示来感受一下鼠标刷新率可以通过指针轨迹的显示来感受一下鼠标刷新率13分辨率

分辨率也就是鼠标的灵敏度，用DPI来表示单位，DPI值越高，则表明移动相同的距离，鼠标的信号越多，速度也就越快或者同样的速度定位就越精确。这一数值通常被作为鼠标性能的考量标准，而目前的光电鼠标通常可以支持12000DPI。分辨率分辨率也就是鼠标的灵敏度，用DPI来表示单位14画面精度

机械鼠标被淘汰就是因为其画面精度没有光电鼠标好。以我们常见的频幕分辨率1920×1080为例，鼠标所传递的位置信息至少要包括每一个像素点，如果画面精度达不到该需求，那么会在屏幕上布满“盲点”，即该位置信息我们不能用鼠标来操作。画面精度机械鼠标被淘汰就是因为其画面精度没有光电鼠标15以上的特性亦或者说是参数对于市面上的绝大多数鼠标来讲都可以达到，现阶段的光电鼠标技术相当成熟，对于绝大多数用户而言，我们甚至没有对鼠标的这些参数有所留意。以上4种是市面上常见的光电鼠标以上的特性亦或者说是参数对于市面上的绝大多数鼠标来讲16Part1外壳Part2PCB板Part3透镜组合光电鼠标的组成2Part1外壳Part2PCB板Part3透镜组合光电鼠标的17鼠标的外壳构造鼠标的外壳构造18PCB板和透镜（是光电鼠标的主要硬件结构）PCB板和透镜（是光电鼠标的主要硬件结构）19Part1Led模块Part2透镜模块Part3DSP数字芯片模块Part4按键模块Part5滚轮组合光电鼠标的硬件结构3Part1Led模块Part2透镜模块Part3DSP数字20Part1Led模块

光电鼠标的Led模块可以包含两种，普通的Led和激光Led。

激光是CoherentLight（相干光），几乎单一的波长，即使经过长距离的传播依然能保持其强度和波形，而LED光则是IncoherentLight（非相干光）。Part1Led模块光电鼠标的Led模块可以包含两21Part2透镜模块

发光二极管发出的光线，照亮光电鼠标底部表面的透镜上（这就是为什么鼠标底部总会发光的原因）。然后将光电鼠标底部表面反射回的一部分光线，经过一组光学透镜，传输到一个光感应器件。Part2透镜模块发光二极管发出的光线，照亮光电鼠标底22发光向下辐射激光向上反射激光发光向下辐射激光向上反射激光23Part3DSP数字芯片模块

当光电鼠标移动时，其移动轨迹便会被记录为一组高速拍摄的连贯图像。利用光电鼠标内部的一块专用图像分析芯片（DSP，即数字微处理器）对移动轨迹上摄取的一系列图像进行分析处理，通过对这些图像上特征点位置的变化进行分析，来判断鼠标的移动方向和移动距离，从而完成光标的定位。Part3DSP数字芯片模块当光电鼠标移动时，其移动24123光电式鼠标的定位步骤可以大致分为4步1:Led源发出辐射2:透镜向下辐射3:透镜将发射的激光发送给DSP芯片4:DSP芯片处理位置信息4123光电式鼠标的定位步骤可以大致分为4步425

当鼠标移动的时候，成像传感器录得连续的图案，然后通过“数字信号处理器”(DSP)对每张图片的前后对比分析处理，以判断鼠标移动的方向以及位移，从而得出鼠标x,

y方向的移动数值。再通过SPI传给鼠标的微型控制单元（Micro

Controller

Unit）。鼠标的处理器对这些数值处理之后，传给电脑主机。当鼠标移动的时候，成像传感器录得连续的图案，然后通过26Part4按键模块独立按键内部结构独立按键Part4按键模块独立按键内部结构独立按键27不按时，铜片接上面金属，按下时，接下面金属。分别形成两条不同的电流通路。不按时，铜片接上面金属，28Part5滚轮组合1、实现翻页功能2、实现图片翻帧3、让屏幕自动滚动4、快速取得最佳视图

Part5滚轮组合1、实现翻页功能29滚轮的工作状态注意红圈内的弹性压片的状态。工作状态1工作状态3工作状态2工作状态3滚轮的工作状态工作状态1工作状态3工作状态2工作状态30管脚1:电源管脚2:输出引脚管脚3:输出引脚4:起固定作用的铝片5:起固定作用的铝片12345管脚2和管脚3为输出引脚，其原理是与管脚1存在通断的相位差，使得鼠标可以判断先后的相位差来断定鼠标滚轮的旋转方向和转速大小管脚1:电源12345管脚2和管脚3为输出引脚，31光电鼠标的工作原理4在Win7环境下鼠标的工作模式:系统判定鼠标的一次操作为一次中断，通过PS/2协议实现鼠标、PC机通信。光电鼠标的工作原理4在Win7环境下鼠标的工作32物理连接

一般，具有五脚连接器的键盘称之为AT键盘，而具有六脚mini－DIN连接器的键盘则称之为PS/2键盘。其实这两种连接器都只有四个脚有意义。它们分别是Clock（时钟脚）、Data（数据脚）、+5V（电源脚）和Ground（电源地）。在PS/2键盘与PC机的物理连接上只要保证这四根线一一对应就可以了。PS/2键盘靠PC的PS/2端口提供+5V电源，另外两个脚Clock（时钟脚）和Data（数据脚）都是集电极开路的，所以必须接大阻值的上拉电阻。它们平时保持高电平，有输出时才被拉到低电平，之后自动上浮到高电平。物理连接33电气特性

PS/2通讯协议是一种双向同步串行通讯协议。通讯的两端通过Clock（时钟脚）同步，并通过Data（数据脚）交换数据。任何一方如果想抑制另外一方通讯时，只需要把Clock（时钟脚）拉到低电平。如果是PC机和PS/2键盘间的通讯，则PC机必须做主机，也就是说，PC机可以抑制PS/2键盘发送数据，而PS/2键盘则不会抑制PC机发送数据。一般两设备间传输数据的最大时钟频率是33kHz，大多数PS/2设备工作在10～20kHz。电气特性34PS/2鼠标的工作模式，具体如下：（1）复位模式。当上电后或接收到复位命令FF后鼠标即处于此模式。鼠标进行自检和初始化，再向主机发送0xFA，0xAA和0x00，一些参数将恢复到默认值，即采样率为100sample/s非自动流速、流模式、分辨率为4计数/mm、禁止状态。（2）流模式。如果有按键或滚轮动作，即向系统发送信息，最大发送速率就是可编程的采样率。（3）遥控模式。只有主机发送了模式设置指令0xF0后，鼠标才进入这种模式。PS/2鼠标的工作模式，具体如下：351234567PS/2协议71234567PS/2协议736光电鼠标的发展趋势51:更加注重人机体验2:更好的交互性（抖动）3:更好的GUI模块组合设计4:未来希望没有鼠标，功能转移到眼球上（VR）光电鼠标的发展趋势51:更加注重人机体验37各种标新立异的鼠标各种标新立异的鼠标38

罗技LogitechGsaitekX52

飞行控制系统罗技LogitechGsaitekX5239光电鼠标介绍力学与光电物理学院-朱松光电鼠标介绍力学与光电物理学院-朱松40

鼠标是1964年由加州大学伯克利分校博士道格拉斯·恩格尔巴特（DouglasEngelbart）发明的，当时DouglasEngelbart考虑如何使电脑的操作更加简便，用什么手段来取代由键盘输入的繁琐指令。博士和世界上第一个鼠标鼠标是1964年由加州大学伯克利分校博士道格拉斯·恩41

鼠标发明之处是为了避免键盘输入的繁琐指令，希望用一种更为简单、明了的方式来输入指令。鼠标作为计算机的一种重要的输入设备，也是计算机显示系统纵横坐标定位的指示器，但因形似老鼠因而得名“鼠标”。鼠标发明之处是为了避免键盘输入的繁琐指令，希望用一种42

鼠标和GUI的结合才使的我们非计算机专业出身的普通人得以更好的接触互联网，更好的使用互联网这一工具，也使得通过键盘输入繁琐指令操作计算机的时代成为过去。

GUI（GraphicalUserInterface）

图形用户界面，又称图形用户接口。鼠标的重要性鼠标和GUI的结合才使的我们非计算机专业出身的43 没有鼠标和GUI界面来操作计算机是件痛苦的事情。 没有鼠标和GUI界面来操作计算机是件痛苦的事情。44Linux指令下计算5×4操作Linux指令下计算5×4操作45Windows7环境下通过命令框查看IPWindows7环境下通过命令框查看IP46Windows7环境下“运行”命令框Windows7环境下“运行”命令框47原始鼠标1机械式鼠标2光电式鼠标3鼠标的发展原始鼠标1机械式鼠标2光电式鼠标3鼠标的发展48目录光电鼠标的特性1光电鼠标的硬件结构3光电鼠标的工作原理4光电鼠标的发展趋势5光电鼠标的组成2目录光电鼠标的特性1光电鼠标的硬件结构3光电鼠标的工作原理449光电鼠标的特性1分辨率刷新率画面精度光电鼠标的特性1分辨率刷新率画面精度50刷新率

鼠标刷新率也叫鼠标的采样频率，指鼠标每秒钟能采集和处理的图像数量。刷新率也是鼠标的重要性能指标之一，即鼠标每一秒能够采集到的图像数据，一般以“FPS/S（帧/秒）”为单位。低的刷新率可以明显感受到鼠标的延时、指针丢失现象。以常见的FPS游戏作为说明，低的刷新率在你快速转身的时候失去某些射击角度，从而影响你的战绩刷新率鼠标刷新率也叫鼠标的采样频率，指鼠标每秒钟能采51可以通过指针轨迹的显示来感受一下鼠标刷新率可以通过指针轨迹的显示来感受一下鼠标刷新率52分辨率

分辨率也就是鼠标的灵敏度，用DPI来表示单位，DPI值越高，则表明移动相同的距离，鼠标的信号越多，速度也就越快或者同样的速度定位就越精确。这一数值通常被作为鼠标性能的考量标准，而目前的光电鼠标通常可以支持12000DPI。分辨率分辨率也就是鼠标的灵敏度，用DPI来表示单位53画面精度

机械鼠标被淘汰就是因为其画面精度没有光电鼠标好。以我们常见的频幕分辨率1920×1080为例，鼠标所传递的位置信息至少要包括每一个像素点，如果画面精度达不到该需求，那么会在屏幕上布满“盲点”，即该位置信息我们不能用鼠标来操作。画面精度机械鼠标被淘汰就是因为其画面精度没有光电鼠标54以上的特性亦或者说是参数对于市面上的绝大多数鼠标来讲都可以达到，现阶段的光电鼠标技术相当成熟，对于绝大多数用户而言，我们甚至没有对鼠标的这些参数有所留意。以上4种是市面上常见的光电鼠标以上的特性亦或者说是参数对于市面上的绝大多数鼠标来讲55Part1外壳Part2PCB板Part3透镜组合光电鼠标的组成2Part1外壳Part2PCB板Part3透镜组合光电鼠标的56鼠标的外壳构造鼠标的外壳构造57PCB板和透镜（是光电鼠标的主要硬件结构）PCB板和透镜（是光电鼠标的主要硬件结构）58Part1Led模块Part2透镜模块Part3DSP数字芯片模块Part4按键模块Part5滚轮组合光电鼠标的硬件结构3Part1Led模块Part2透镜模块Part3DSP数字59Part1Led模块

光电鼠标的Led模块可以包含两种，普通的Led和激光Led。

激光是CoherentLight（相干光），几乎单一的波长，即使经过长距离的传播依然能保持其强度和波形，而LED光则是IncoherentLight（非相干光）。Part1Led模块光电鼠标的Led模块可以包含两60Part2透镜模块

发光二极管发出的光线，照亮光电鼠标底部表面的透镜上（这就是为什么鼠标底部总会发光的原因）。然后将光电鼠标底部表面反射回的一部分光线，经过一组光学透镜，传输到一个光感应器件。Part2透镜模块发光二极管发出的光线，照亮光电鼠标底61发光向下辐射激光向上反射激光发光向下辐射激光向上反射激光62Part3DSP数字芯片模块

当光电鼠标移动时，其移动轨迹便会被记录为一组高速拍摄的连贯图像。利用光电鼠标内部的一块专用图像分析芯片（DSP，即数字微处理器）对移动轨迹上摄取的一系列图像进行分析处理，通过对这些图像上特征点位置的变化进行分析，来判断鼠标的移动方向和移动距离，从而完成光标的定位。Part3DSP数字芯片模块当光电鼠标移动时，其移动63123光电式鼠标的定位步骤可以大致分为4步1:Led源发出辐射2:透镜向下辐射3:透镜将发射的激光发送给DSP芯片4:DSP芯片处理位置信息4123光电式鼠标的定位步骤可以大致分为4步464

当鼠标移动的时候，成像传感器录得连续的图案，然后通过“数字信号处理器”(DSP)对每张图片的前后对比分析处理，以判断鼠标移动的方向以及位移，从而得出鼠标x,

y方向的移动数值。再通过SPI传给鼠标的微型控制单元（Micro

Controller

Unit）。鼠标的处理器对这些数值处理之后，传给电脑主机。当鼠标移动的时候，成像传感器录得连续的图案，然后通过65Part4按键模块独立按键内部结构独立按键Part4按键模块独立按键内部结构独立按键66不按时，铜片接上面金属，按下时，接下面金属。分别形成两条不同的电流通路。不按时，铜片接上面金属，67Part5滚轮组合1、实现翻页功能2、实现图片翻帧3、让屏幕自动滚动4、快速取得最佳视图

Part5滚轮组合1、实现翻页功能68滚轮的工作状态注意红圈内的弹性压片的状态。工作状态1工作状态3工作状态2工作状态3滚轮的工作状态工作状态1工作状态3工作状态2工作状态69管脚1:电源管脚2:输出引脚管脚3:输出引脚4:起固定作用的铝片5:起固定作用的铝片12345管脚2和管脚3为输出引脚，其原理是与管脚1存在通断的相位差，使得鼠标可以判断先后的相位差来断定鼠标滚轮的旋转方向和转速大小管脚1:电源12345管脚2和管脚3为输出引脚，70光电鼠标的工作原理4在Win7环境下鼠标的工作模式:系统判定鼠标的一次操作为一次中断，通过PS/2协议实现鼠标、PC机通信。光电鼠标的工作原理4在Win7环境下鼠标的工作71物理连接

一般，具有五脚连接器的键盘称之为AT键盘，而具有六脚mini－DIN连接器的键盘则称之为PS/2键盘。其实这两种连接器都只有四个脚有意义。它们分别是Clock（时钟脚）、Data（数据脚）、+5V（电源脚）和Ground（电源地）