红外线无线鼠标器原理

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，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①～⑧脚为地址端A0～A7，10～13脚为数据端D0～D3（和VD5028配合使用时可作地址端A8～A11），17脚为编码信号输出端，其输出信号对IC2A、IC2B等组成的40kHz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VD5026的振荡电阻，它和配对的解码器VD5027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D0～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S1～S6 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 D0～D3电平和工作状态的关系见附表。

附表

按键	D0	D1	D2	D3	工作状态
S1	1	0	0	0	X轴正方向移动
S2	0	1	0	0	X轴负方向移动
S3	0	0	1	0	Y轴正方向移动
S4	0	0	0	1	Y轴负方向移动
S1、S3	1	0	1	0	X轴正方向移动、Y轴正方向移动
S1、S4	1	0	0	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
S5	1	1	0	0	鼠标器左键
S6	0	0	1	1	鼠标器右键