紅外線無線鼠標(biāo)器原理與制作

1、紅外線無線鼠標(biāo)器原理與制作首頁 在線計算 EDA 技術(shù) 電路圖庫 嵌入式 經(jīng)驗心得 電子基礎(chǔ) 電子制作 國外資源 技術(shù)文章 下載頻道首頁 > 電子制作 > 其他制作紅外線無線鼠標(biāo)器原理與制作紅外線無線鼠標(biāo)器原理與制作鼠標(biāo)器是用來產(chǎn)生控制屏幕光標(biāo)移動的一種裝置，是計算機 最重要的外部輸入設(shè)備之一，可用于人機會話的圖形系統(tǒng)。鼠標(biāo)器和計算機之間有一根連線， 并且需要在桌面 （鼠標(biāo)墊） 上進(jìn)行操作。在使用計算機和大屏幕投影機作多媒體教學(xué) 時，由于鼠標(biāo)器操作的牽制， 會使教員的教學(xué)活動受到限制， 不利于教學(xué)雙方的交流。本文介紹的一種紅外無線鼠標(biāo)器， 用紅外線取代了鼠標(biāo)器和計算機之間的連線，用

2、按鍵控制光 標(biāo)的移動，解決了上述鼠標(biāo)器使用不便的問題。 機械式鼠標(biāo)器的工作原理為了說明紅外線無線鼠標(biāo)器的工作原理，有必要先講一 下普通鼠標(biāo)器的工作原理。鼠標(biāo)器按其工作原理可分為機械式和光電式兩種，最常 見的是機械式鼠標(biāo)器?，F(xiàn)在的機械鼠標(biāo)器實際上是光機鼠標(biāo) 器，即將滾輪的機械轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成光信號，再變?yōu)殡娦盘?。?面以這種鼠標(biāo)器為例說明其工作原理。在機械式鼠標(biāo)器底部有一個露出一部分的塑膠小球,當(dāng)鼠標(biāo)器在操作桌面上移動時，小球隨之轉(zhuǎn)動，在鼠標(biāo)器內(nèi)部 裝有三個滾軸與小球接觸， 其中有兩個分別是 X 軸方向和 Y 軸方向滾軸，用來分別測量 X 軸方向和 Y 軸方向的移動量， 另一個是空軸，僅起支撐作用。拖

3、動鼠標(biāo)器時，由于小球帶 動三個滾軸轉(zhuǎn)動， X 軸方向和 Y 軸方向滾軸又各帶動一個轉(zhuǎn) 軸（稱為譯碼輪） 轉(zhuǎn)動。譯碼輪（見圖 1）的兩側(cè)分別裝有紅外 發(fā)光二極管和光敏傳感器，組成光電耦合器。光敏傳感器內(nèi) 部沿垂直方向排列有兩個光敏晶體管A和B,如圖2所示。 由于譯碼輪有間隙，故當(dāng)譯碼輪轉(zhuǎn)動時，紅外發(fā)光二極管發(fā) 出的紅外線時而照在光敏傳感器上，時而被阻斷，從而使光 敏傳感器輸出脈沖信號。 光敏晶體管 A 和 B 被安放的位置使 得其光照和阻斷的時間有差異， 從而產(chǎn)生的脈沖 A 和脈沖 B 有一定的相位差，利用這種方法，就能測出鼠標(biāo)器的拖動方 向。 也就是說， 脈沖 A 比脈沖 B 的相位提前時，

4、表示一個移 動方向； 反之， 脈沖 B 比脈沖 A 的相位提前時， 表示另一個 移動方向。同時，脈沖信號周期也能反映出移動速度。檢測 到的 X 軸方向和 Y 軸方向移動的合成即代表了鼠標(biāo)器的移動 方向。將上述電信號重新編碼后形成串行信號，再通過串行 口 COM1 或 COM2 輸入計算機，計算機即可判斷鼠標(biāo)器的 移動方向。 由以上的敘述可以得出結(jié)論： 如果給 X 軸方向和 Y 軸方向光敏傳感器的輸出端送入兩組脈沖信號，控制每一 組脈沖的相位差即能達(dá)到與拖動鼠標(biāo)器相同的作用。本文介 紹的紅外線無線鼠標(biāo)器正是根據(jù)這一原理設(shè)計的。 紅外線無線鼠標(biāo)器的工作原理 紅外線無線鼠標(biāo)器由紅外發(fā)射器和紅外接收器

5、兩部分 組成，其原理方框圖如圖 3 所示。紅外發(fā)射器電路如圖 4 所示。 IC1 為編碼器集成電路 VD5026 ，和它配對的譯碼器集成電路為 VD5027 或 VD5028 。 VD5026的腳為地址端 A0A7 , 1013腳為數(shù)據(jù)端DOD3 （和VD5028配合使用時可作地址端 A8A11 ）, 17腳為編碼信號輸出端，其輸出信號對 IC2A 、 IC2B 等組成的 4OkHz 脈沖發(fā)生器的信號進(jìn)行調(diào)制。調(diào)制后的脈沖信號經(jīng) IC2C、IC2D 后由 VT1 推動紅外發(fā)光二極管 VD5、VD6 發(fā)射 紅外線。 IC2C、IC2D 有緩沖和整形的作用。 R5 為編碼器 VD5O26 的振蕩電

6、阻， 它和配對的 * 器 VD5O27 的振蕩電阻應(yīng) 該取相同的阻值，以保證時鐘頻率一致，否則將不能譯碼。 數(shù)據(jù)端 DO D3 的電平?jīng)Q定了鼠標(biāo)器的移動方向和左、右鍵 的工作狀態(tài)，其電平受S1S6的控制，其中S1、S2控制X 軸方向的正向和反向移動， S3、 S4 控制 Y 軸方向的正向和 反向移動， S5、 S6 分別為鼠標(biāo)器的左、右控制鍵。所按的鍵 同DOD3電平和工作狀態(tài)的關(guān)系見附表。附表按鍵 DO D1 D2 D3 工作狀態(tài)51 1 O O O X 軸正方向移動52 O 1 O O X 軸負(fù)方向移動53 O O 1 O Y 軸正方向移動54 O O O 1 Y 軸負(fù)方向移動S1、 S3

7、 1 O 1 O X 軸正方向移動、 Y 軸正方向移動S1、 S4 1 O O 1 X 軸正方向移動、 Y 軸負(fù)方向移動S2、S3 0 1 1 0 X 軸負(fù)方向移動、 Y 軸正方向移動S2、S4 0 1 0 1 X 軸負(fù)方向移動、 Y 軸負(fù)方向移動S51 1 0 0 鼠標(biāo)器左鍵S60 0 1 1 鼠標(biāo)器右鍵由表 1 可以看出，通過按鍵即可對鼠標(biāo)器進(jìn)行各種操作， 例如要使鼠標(biāo)器向左上方移動，可先按 S2 向左移動，再按 S3向上移動，也可以同時按 S2、S3直接向左上方移動。紅外線接收器電路如圖 5 所示。 CX20106 是紅外無線接 收集成電路，它由前置放大器、限幅放大器、帶通濾波器、 峰值

8、檢波器和整形電路等組成。 VD1 輸入 IC1 的紅外信號， 經(jīng)過解調(diào)后由腳輸出， 再由 IC3F 反相后得到與 VD5026 17 腳輸出相同的編碼信號。此信號通過 VD5027 的 14 腳輸入， 由于VD5027的地址碼A0A7和發(fā)射器VD5026的地址碼 A0A7相同（都設(shè)置為低電平），所以VD5027能對與其相 連的編碼信號進(jìn)行正確 * ，其結(jié)果是能使 VD5027 的 D0D3 輸出與 VD5026 的 D0D3 相同的電平，從而完成相應(yīng)的動 作。IC3 為六 非門集成電路，其中 IC3A 和 IC3B 與 R5 和 C4 等組成方波發(fā)生器， 其脈沖頻率主要由 R5、 C4 的值決

9、定。 R6、 C5、 IC3D 等組成移相電路，移相量由 R6、 C5 的值決定。當(dāng)脈沖頻率調(diào)整時，R6、 C5 的值也應(yīng)作 相應(yīng)的調(diào)整。 IC3 的各有關(guān)腳的輸出波形見圖 6，從圖中可 以看出，若以IC3的腳輸出脈沖為基準(zhǔn)，則腳輸出脈沖 相位超前， 10 腳輸出脈沖相位滯后。IC4、IC5 為四 非門 集成電路， 兩者組成 控制門電路，其中 IC4C、IC4D、IC5D 組成光標(biāo)沿 X 軸方向 移動的控制電路， IC4A、IC4B、IC5C 組成光標(biāo)沿 Y 軸方向 移動的控制電路， IC5A 為左鍵控制電路， IC5B 為右鍵控制 電路。P1的、腳接鼠標(biāo)器的 丫軸方向原光敏傳感器兩個光敏晶體

10、管的輸出端，、腳接鼠標(biāo)器的X軸方向原光敏 傳感器兩個光敏晶體管的輸出端，、腳接鼠標(biāo)器的左、 右鍵的接點，連接電路如圖 7 所示。下面分別以控制光標(biāo)沿 X 軸正方向移動和控制鼠標(biāo)器 左鍵為例說明這一部分電路的工作原理。當(dāng)發(fā)射器按下 S1 后，接收器 IC2 的 D0 端輸出高電平， 使與門 IC4D 的 13 腳為高電平，而 IC2 的 D1 端為低電平，使 IC5D 12 腳為高電平，這樣就使從 IC4D 的 12 腳輸入的脈沖信號得以從 IC5D 的 11 腳輸出，這時 P1 的、腳輸出給鼠標(biāo)器的脈沖信號為腳相位超前，光標(biāo) 向 X 軸正方向移動；同理，如果按下發(fā)射器 S2 鍵，則接收 器P1

11、的、腳輸出給鼠標(biāo)器的脈沖信號為腳相位滯后， 光標(biāo)向X軸負(fù)方向移動。當(dāng)S1、S2均不按下時，IC2的DO、 D1 端均為低電平，IC5D 的 11 腳為低電平， P1 的腳沒有脈沖信號輸出， 雖然這時P1的腳有脈沖信號輸出，但由于沒有兩個脈沖 信號進(jìn)行相位比較， 光標(biāo)在 X 軸方向不會產(chǎn)生移動。 相關(guān)點 的脈沖信號波形見圖 8。如果按下發(fā)射器的 S5,則接收器IC2的DO、D1同時輸 出高電平，IC5A的腳輸出低電平，相當(dāng)于按下鼠標(biāo)器的 左鍵。需要說明的是：由于 DO、 D1 均為高電平， IC4C 的 1O 腳、 IC4D 的 11 腳輸出相位相反的脈沖信號，在任一時刻 IC5D 的 12,1

12、3 腳均有一端為低電平，從而使 IC5D 的 11 腳 輸出高電平，因此按 S5不會使光標(biāo)產(chǎn)生 X方向的移動。對于控制光標(biāo)沿 Y 軸方向移動和控制鼠標(biāo)器右鍵， 其工 作原理可依此類推。安裝和調(diào)試主要元器件的型號和參數(shù)在圖4、圖 5中均己標(biāo)注。安裝和調(diào)試的一個很重要的工作是用于改裝的鼠標(biāo)器的選擇， 筆者用作試驗的鼠標(biāo)器是美上美機械鼠標(biāo)器。根據(jù)圖 5所示電路的要求，鼠標(biāo)器的集成電路必須為正電壓供電（相對于 地），左、右鍵控制信號必須為低電平有效，即不按鍵時控 制端對地為正電壓。滿足以上兩個條件的機械鼠標(biāo)器均可使 用。下面以美上美機械鼠標(biāo)器為例具體說明接線方法。先拆 掉X軸、丫軸方向的光敏傳感器（鼠

13、標(biāo)器中光敏傳感器為三 個引腳， 紅外發(fā)光二極管為兩個引腳） 及左、 右鍵按鈕開關(guān)， 將圖5中P1、腳的連線和鼠標(biāo)器電路板的地相連， X軸 方向的光敏傳感器有三個安裝孔，其中一個為公共端，另兩 個為信號輸出端， 這兩個輸出端分別接 P1 的腳和腳， 丫 軸方向的連線與此類似。調(diào)試時，按下S1,如光標(biāo)向相反的方向即 X軸負(fù)方向 移動，只要調(diào)換一下和鼠標(biāo)器電路板相連接的P1的、腳的線即可；按下 S3,如光標(biāo)向相反的方向 丫軸負(fù)方向移 動，只要調(diào)換與鼠標(biāo)器電路板相連的P1的 、腳即可。X 軸、 丫 軸正方向正確了，負(fù)方向也就自然正確了。為了制 作和使用方便，可將鼠標(biāo)器的電路板拆下，與接收器的電路 板裝

14、在一個盒子里。如果用其它機械鼠標(biāo)器進(jìn)行改裝，接收器部分的控制電 路可能要作適當(dāng)改動。上一篇 :自制物品遺留提醒報警器相關(guān)文章 返回分類首頁 其他制作 紅外線無線鼠標(biāo)器原理與制作 其他制作 自制物品遺留提醒報警器 其他制作 自制負(fù)氧離子空氣清新器 其他制作 自制冰箱電子除臭器 其他制作 簡易 USB 網(wǎng)卡制作其他制作 USB 接口聲卡的設(shè)計與制作 其他制作 自制多功能電話分線器 其他制作 自制安全插座 其他制作 用 555 自制超聲波驅(qū)狗器 其他制作 自制電子催眠器工具儀器ProtelPowerPCBAllegroLabviewEDA 技術(shù)ModelSimVHDLVerilogFPGA電路圖庫照明電路充電電路濾波電路檢測電路信號發(fā)生傳感應(yīng)用放大電路開關(guān)電源汽車電路接口電路遙控控制光電電路收音射頻家用電器音響功放電源電路嵌入式匯編語言Arm 處理器PIC 單片機51 單片機uCOS 基礎(chǔ)LinuxVxworks源碼算法DSP 基礎(chǔ)C 語言學(xué)習(xí)經(jīng)驗心得工作經(jīng)驗求職經(jīng)驗