毕业设计（论文）-无线鼠标、键盘设计

移动通信课程设计（论文）课题无线鼠标、键盘设计摘要PAGEI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、键盘、无线、光学目录目录摘要 I第1章引言 11.1鼠标、键盘发展历程 11.2鼠标、键盘分类 1第2章方案设计 12.1总体方案论证 22.2无线鼠标键盘电路的实现方案 22.3方案比较 5第3章原理与其它设计 73.1原理分析 73.2相关参数设计 73.3硬件电路图的设计 73.4流程图及软件设计 8第4章小组分工和评价 104.1小组成员及分工 104.2小组成员心得体会 104.3组长对小组成员的评价 10第5章参考文献 12泰州师范高等专科学校毕业设计（论文）第17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。无线鼠标是指无线缆直接连接到主机的鼠标。一般采用27M、2.4G、蓝牙技术实现与主机的无线通讯。鼠标自1968年诞生以来，已经经历过近40年的演变和发展。近10年来，随着消费型电脑的普及，鼠标的工作方式也有了翻天覆地的进步：从早期的机械滚轮鼠标到目前主流的光电鼠标再到中高端的激光鼠标……鼠标的每一次变革无不给用户带来使用上的快感。此外，随着人们对办公环境和操作便捷性要求日益增高，无线鼠标普及也被提到日程上来。无线鼠标是指无线缆直接连接到主机的鼠标。一般采用27M、2.4G、蓝牙技术实现与主机的无线通讯。\o"查看图片"

无线鼠标鼠标自1968年诞生以来，已经经历过近四十年的演变和发展。近十年来，随着消费型电脑的普及，鼠标的工作方式也有了翻天覆地的进步：从早期的机械滚轮鼠标到目前主流的光电鼠标再到中高端的激光鼠标……鼠标的每一次变革无不给用户带来使用上的快感。此外，随着人们对办公环境和操作便捷性要求日益增高，无线鼠标普及也被提到日程中。全球首个采用27MHzRF无线技术的鼠标于1991年由罗技发布，而这位业界巨人于1998年发布了首款无线键鼠套装。至此，采用27MHzRF无线技术的键鼠产品拉开了进军市场的序幕。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，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。】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：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；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（红外）发射和接收电路，PT2262编码和PT2272解码电路。如下图分别为发射、编码电路和接收、译码电路：第3章原理与其它设计3.1原理分析A3为编码集成电路PT2262，和它配对的译码器集成电路PT2272。PT2262的1~8脚为地址端A0~A7，10~13脚为数据端D0~D3。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2~10VPF，振荡器频率可变范围约为260~300MHZ。由于振荡器工作频率较高，所以LC并联谐振回路中的电感很小，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D0~D3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K1~K4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硬件电路的设计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D0—D3输出，去控制鼠标，从而完成全部遥控过程。3.3相关参数的设计：鼠标的移动方向和左右键的工作状态，其电平受K1~K4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控制鼠标的右键。如下表所示：按键D0D1D2D3工作状态A1000X轴正方向移动D0100X轴负方向移动C0010Y轴正方向移动B0001Y轴负方向移动AD1100鼠标器左键BC0011鼠标器右键3.4流程图和软件程序的设计：第4章小组分工及评价4.1小组成员及分工小组成员：洪雪——主要负责无线鼠标、键盘方案的分析、比较、选择和确定及对应报告。郭丽——主要负责无线鼠标、键盘的资料查询、下载和技术交流，无线鼠标的发展和前景的及对应报告的书写。邹伟（组长）——主要负责小组工作的分配，硬件电路和相关参数设计和整个报告的整理、书写。刘栋——主要负责课题的原理分析和相关对应报告的书写。赵博——主要负责流程图和相关软件的设计和对应报告的书写。4.2小组成员的心得体会洪雪心得体会：郭丽心得体会：一周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。我们认为，在这学期的实验中，在收获知识的同时，还收获了阅历，收获了成熟，在此过程中，我们通过查找大量资料，请教老师，以及不懈的努力，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，在实验课上，我们学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。刘栋心得体会：赵博心得体会：4.3组长对小组成员的评价组长对洪雪的评价：洪雪主要负责无线鼠标、键盘方案的分析、比较、选择和确定及对应报告，在课程设计过程中思维敏捷，提出6种可实现方案，并对其做了分析比较，一丝不苟，最后确定了方案，有团队合作意识并为小组付出了很多。组长对郭丽的评价：郭丽主要负责无线鼠标、键盘的资料查询、下载和技术交流，行动迅速积极，有团队合作意识经验，很认真，很努力。组长对刘栋的评价：刘栋主要负责课题的原理分析，在问题讨论过程中，思维敏捷，有团队合作意识并为小组付出了很多。组长对赵博的评价：赵博主要负责流程图和相关软件程序的设计，为了课程设计学习了很多新的东西，很认真，很努力。组长的自我评价：第7章参考文献1．郑金存邵平周善东《多媒体教室的长距