红外线遥控鼠标器

农工商电子协会多谢你的支持 红外线遥控鼠标器红外线遥控鼠标器 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遥控鼠标器 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机械式鼠标器的工作原理 为了说明红外线遥控鼠标器的工作原理 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 本文介绍的红外线遥控鼠标器正是根据这一原理设 计的 农工商电子协会多谢你的支持 红外线遥控鼠标器的工作原理红外线遥控鼠标器的工作原理 红外线遥控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 脚为地址端 A0 A7 脚为数据端 D0 D3 和 VD5028 配合使用时可作地址端 A8 A11 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 D0D1D2D3 工作状态 S11000 X 轴正方向移动 S20100 X 轴负方向移动 S30010 Y 轴正方向移动 S40001 Y 轴负方向移动 S1 S3 1010 X 轴正方向移动 Y 轴 正方向移动 农工商电子协会多谢你的支持 S1 S4 1001 X 轴正方向移动 Y 轴 负方向移动 S2 S3 0110 X 轴负方向移动 Y 轴 正方向移动 S2 S4 0101 X 轴负方向移动 Y 轴 负方向移动 S51100 鼠标器左键 S60011 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 是红外遥控接收集成电路 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脚输出相同的编码信号 此信号通过 VD5027 的脚输入 由于 VD5027 的地址码 A0 A7 和发射器 VD5026 的地址码 A0 A7 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解码 其结果是能使 VD5027 的 D0 D3 输出与 VD5026 的 D0 D3 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 农工商电子协会多谢你的支持 脉冲为基准 则 脚输出脉冲相位超前 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 Y 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 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 脚为高电平 而 IC2 的 D1 端为低电平 使 IC5D脚为高电平 这样就使从 IC4D 的脚输入的脉冲信号得以从 IC5D 的脚输出 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 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 D0 D1 端均 为低电平 IC5D 的脚为低电平 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 D0 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 D0 D1 均为 高电平 IC4C 的脚 IC4D 的脚输出相位相反的脉冲信号 在任一时刻 IC5D 的 脚均有一端为低电平 从而使 IC5D 的脚输出高电平 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 农工商电子协会多谢你的支持 例具体说明接线方法 先拆掉 X 轴 Y 轴方向的光敏传感器 鼠标器中光敏传 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 Y 轴方向的连线与此类似 调试时 按下 S1 如光标向相反