无线鼠标设计及实现.docx
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无线鼠标设计及实现
池州学院
本科毕业设计（论文）
（内封面）
题 目：
无线鼠标的设计与实现
学生姓名：
何坤 学号：
080811111
系（部）：
物理与机电工程系专业：
电子信息科学与技术
入学时间:
2008 年 10 月
导师姓名：
陈林 职称/学位：
讲师/硕士
导师所在单位：
池州学院
目录
摘要0
1引言2
1.1鼠标发展历程2
1.2鼠标分类2
1.3课题研究目的与意义2
2方案设计3
2.1总体方案论证：
3
2.2发射模块和接收模块的电路的实现方案:
4
2.3方案比较：
7
3原理与其它设计9
3.1遥控发射电路9
3.2无线接收和译码电路9
3.3鼠标按键的方案:
9
3.4方波电路的设计：
10
3.5控制门电路：
11
4实物制作与调试12
4.1实物制作12
4.1.1鼠标控制模块12
4.1.2无线发射模块12
4.1.3无线接收模块13
4.2实物调试14
4.2.1调试过程14
4.2.2调试结果14
总结15
摘要
鼠标是人们日常使用的电脑外设，其技术发展备受瞩目。
传统的鼠标有机械鼠标和光电鼠标两种，他们都依赖与在平面上的工作来感知位移的变化。
二随着工作场合和客户需求的不断变化，人们越来越需要一种几倍无线功能和悬空遥控功能的鼠标，它不依赖与平面，没有连线的距离限制。
同时，在鼠标的发展中，如何缩小鼠标的体积，降低鼠标的功耗也越来越被人们所关注。
无线鼠标则是电脑周边器件与无线通信技术的完美结合物。
无线鼠标接收器作为无线鼠标的一个重要组成部分是完成无线鼠标与计算机之间的通信的媒介，对于他的设计和创新能为无线鼠标的更快的普及和发展提供有力的支持。
本文在简单介绍的鼠标的发展后，将无线鼠标的设计主要分为两部分，第一部分先介绍了无线鼠标的构成，然后详细分析了无线鼠标系统的设计。
然后经过设计制作与调制验证了系统的稳定，通信可靠。
最后做出设计的总结，并且提出几点可以改进的方向。
关键词：
无线鼠标；无线编码解码；无线射频
Abstract
ThemouseisacomputerperipheralsuseDailybyPeople,withishigh-profiletechnicaldevelopment.Traditionalmouseincludeamechanicalmouseandphotoelectricmouse,theyallperceivedisplacementchangebyworkontheplane.Withthechangesofworkplaceandcustomer’sdemand,peopleareneedabetterwirelessfunctionandimpendingremotefunction,anditdoesnotdependonthewayofworkingoftraditionalmouse.Meanwhile,inratmarkdeveloping,peopletakemoreattentiontotnarrowthemousevolume,reducethepowerconsumption.
Wirelessmouseistheperfectcombinationofwirelesscommunicationtechnologythingsascomputerperipheraldevices.Wirelessmousereceiveraswirelessmouseisanimportantcomponentofmediaamongthecompletewirelessmouseandcomputercommunication,andforhisdesignandinnovationforwirelessmousefast,thepopularityanddevelopmentprovidestrongsupport.Afterthebriefintroductionofthedevelopmentofthemouseafterthedesignofwirelessmouse,willmainlydividedintotwoparts,thefirstpartofthefirstintroduceswirelessmouse,thenconstituteadetailedanalysisonthewirelessmousesystem.Thenafterdesignandmodulationsystemstability,verifiedcommunicationandreliable.Finallymakeadesignsummary,andputsforwardthedirectionofseveralcanimprove.
Key:
wirelessmouse,wirelesscodinganddecoding,wirelessRF
无线鼠标的设计与实现
引言
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。
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。
课题研究目的与意义
“鼠标”因形似老鼠而得名“鼠标”（中国大陆用语，港台作滑鼠）。
“鼠标”的标准称呼应该是“鼠标器”，英文名“Mouse”，全称：
“橡胶球传动之光栅轮带发光二极管及光敏三极管之晶元脉冲信号转换器”或“红外线散射之光斑照射粒子带发光半导体及光电感应器之光源脉冲信号传感器”。
它从出现到现在已经有40年的历史了。
鼠标的使用是为了使计算机的操作更加简便，来代替键盘那繁琐的指令。
鼠标是一种移动光标和实现选择操作的计算机输入设备。
随着“所见即所得”的环境越来普及，使用鼠标的场合越来越多。
首先从机械鼠标的出现，到光电鼠标主导市场，继而是无线鼠标的普及。
随着技术的快速革新，鼠标也同其它电子产品一样更新换代越来越快。
其次从鼠标最初设计的初衷来看，光电鼠标的更新换代，到以微软的IE4和罗技的MX系列为代表的“上一代”光电鼠标上市，鼠标的设计已经基本具备一款完美鼠标所应该具备的绝大部分特征。
新一代鼠标的研发进入一个“休整期”。
然而人类无休止的追求是科技发展的原动力。
业界对精品的追求引导包括罗技在内的厂商在提高产品质量和性价比上投入研究的人力和物力，无线光电鼠标的研究自然成为题中应有之意。
2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，如图1。
考虑到时间和难度的问题，没有选择此方案。
图1
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，如图2。
选择此方案。
图2
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。
[1]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。
图3发射模块FO5原理图
图4接受模块J05C原理图
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5：
图5
图6
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7：
图7
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[2]。
天线采用1/4单极天线，布在印制板上[3]。
如图8：
图8NRF24E1实现3键，3轴承无线鼠标电路图
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，且目前在本地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[4]。
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
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