无线鼠标电路图设计

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1、无线鼠标电路图设计该装置利用编译码电路和射频发射 接收模块互相配合，可以在 范围内灵活操纵鼠标，而且制作时无须对原有鼠标的外观及内部电路做任何改 动，使用起来符合操作习惯，方便可靠，非常适合爱好者自制。一般情况下，鼠标与电脑的连接线内部有根电路连接线（该电路装置最 多可以接受条数据线输入，读者可根据自己鼠标的实际情况选择）分别是电 源正极、电源地、数据线、数据线。我们将鼠标连线割断，分别找出这 根线，利用编码电路的数据传送端和接受鼠标数据 线和数据线传来的数据，并在芯片内部编码后经射频发射模块 发射出去。 射频发射模块工作后，将接收到的编码信息输入译码电路，经其转换后在该芯片数据输出端和复原

2、原鼠标数据线和数据线的信号，并通过原鼠标与电脑的连接线送入计算机。可以看出，上述电路无须改动鼠标及计算机，无须安装额外的鼠标驱动软 件，原有鼠标的所有功能亦能正常使用。该电路（见图、图）只要所选元件正常，无须调试即可工作。基于 315M 收发模块的简易无线串口鼠标 2009-04-16 21:29分类：单片机小制作 字号： 大 中 小 通常，鼠标通过 PS2 插口或者 USB 接口以有线的方式将移动的距离和方向 转换成脉冲信号传送给 PC。近些年来，随着无线技术的发展，出现了一种新型 的无线鼠标，它脱了鼠标线的束缚，使鼠标随心所动，尤其是冬天在床上看电 影时，都能享受随意操纵鼠标的乐趣。但是无

3、线鼠标作为一种新兴产品，价格 居高不下，作为一个 DIY 者，本着“自己动手，丰衣足食”的原则，根据鼠标 的工作原理和协议，利用老旧的 PS2 鼠标和 315M 无线发射接收模块，配合 PC 串口，制作了一款简易的无线串口鼠标，成本只有 20 元左右。 硬件设计硬件设计 本无线鼠标分信号发射与信号接收两大部分。 发射部分电路原理图如图 1 所示：图 1 发射部分电路原理图 图 2 PS2 接口示意图 其中鼠标 PS2 接口的引脚定义如图 2： 发射部分电路主要由 AVR 单片机 ATMEL Mega8(以下简称为 Mega8)和 315M 发射模块组成。Mega8 是一款高性能、低功耗单片机：

4、采用先进 RISC 精简指令，1MHZ 时钟能达到近 1MIPS 的运算速度；内部集成了较大容量的存储器和丰富的硬件接口电路，自带 RC 振荡电路可代替晶振；价格与低档单片机相当，性价比极高。在这里，Mega8 主要完成 PS2 接口鼠标的控制与数据获取，并通过 315M 发射模块发送位移数据。市售的 315M 发射模块电路图如图 3 所示：图 3 发射模块原理图 图 4 接收电路原理图 接收部分电路主要由接收模块和 MAX232 组成，其原理图如图 4 所示： 其中 LED 用于指示无线信号的接收解调情况，有数据接收时 LED 应闪亮。 市售的接收模块电路原理图如图 5 所示：图 5 接收模

5、块原理图 *注：为了使模块工作在最佳状态，笔者对收发模块进行了一些小的调整，在制作方法注：为了使模块工作在最佳状态，笔者对收发模块进行了一些小的调整，在制作方法 中会进行详细叙述。中会进行详细叙述。 考虑到笔记本电脑已经逐步淘汰串口，可用 PL2303HX 这类 USB 转 UART 芯 片代替 MAX232，如图 6 所示：图 6 PL2303HX 原理图该电路的主体是 PL2303HX 芯片，主要完成 USB 与 TTL232 之间的协议转换。详细介绍请参看本刊2008 年 5 月刊中的常用 USB 转串口芯片介绍一文。图 7 笔者制作的 PL2303HX 做的 USB 转 UART 模块

6、软件设计软件设计 鼠标的工作模式有四种，分别为 Reset 模式，Wrap 模式，Remote 模式和 Stream 模式。前两种作为测试用，Remote 模式为主机有需要时，发送命令使鼠 标回送位移数据，Stream 模式是上电的初始模式，每当鼠标产生位置或者按键 状态的改变就自动发送数据。显而易见，第四种模式是最合适的。在正常读取 鼠标数据前只需发送命令（0xF4）,此命令告知鼠标，主机已经准备完毕，可以 接受位移数据。PS/2 鼠标与主机间履行一种双向同步串行数据帧协议，每帧为 11-12Bit，如图 7 所示：图 8 串行数据帧 图 9 标准鼠标数据包 按照标准的三键鼠标的数据包有效数

7、据为 3 个字节，如图 8 所示：Mega8 将读取的鼠标位移数据通过 315M 发射接收模块传送至 PC 后，需鼠标位移数据进行处理，笔者利用 VS2005 的 C#编写了一个简单的串口小程序。该程序将收到的数据进行解释并转换为鼠标运动的轨迹。经笔者使用，效果良好。 无线鼠标软件流程如下：(1)Mega8 自身初始化，并通过 0xF4 命令告知 PS2 鼠标准备完毕；(2)等待 PS2 鼠标回送位移数据：Mega8 利用中断按 Bit 进行数据读取，每读取一个数据包，进行正确性验证，然后根据无线发射模块的发射特性，在数据包头尾分别添加 0xAA 与 0x55 封装成新的数据包，并通过 UAR

8、T 端口将位移数据进行发送；(3)接收模块接收的数据通过三极管反相，将数据传送至串口，PC 软件进行解释并转换为鼠标的运动轨迹。 至此，相信读者对该无线鼠标设计理念已经有了大致的印象，具体代码在 此就不进行详细展开，详见本文的附录代码。 制作方法制作方法 本无线鼠标的制作方法与要点： 1、 由于单片机串口不发送数据时为高电平，按图 3 发射模块的电路连接后在串口不发送时也将持续发送无线信号，因此，笔者将模块中的 Q2(一般是两个中比较小的一个贴片三级管)改为 PNP 型三极管，例如 8550、9012 等。经这样改造后，发射模块仅在发送低电平数据时才产生 315M 的调制信号，尤其是符合了串口

9、低电平起始位的特点，并且节省了相当一部分的功耗；发射模块全貌图 发射模块背部修改处2、笔者发现部分接收模块的输出信号总在 1/2VDD 附近，这样的信号必然不能被单片机的串口所正确接收，通过分析，笔者将 LM358 后一级放大器的 IN+与 IN-之间的电阻(R11)去掉，效果就比较满意了：没有接收信号时为低电平，接收到信号时为高电平。当然，不同接收模块的性能不尽相同，如果读者在制作时候遇到此类现象，不妨可以试试笔者的方法；接收模块全貌图 接收模块焊去电阻处3、发射模块和接受模块的天线可以选用(1/4)23.8 cm 左右的硬质的铜线，在铅笔上缠成螺旋形并适当拉长即可。天线有一定的方向性，这与

10、接收到的信号强弱有很大的关系；4、由于本代码未涉及精确的延时，对 AVR 熔丝位编程时选择使用内部 RC 振荡 8M 即可。AVR 系列单片机与 51 系列的单片机端口结构不同，它的输入输出的转换需要通过修改寄存器（DDRx）来实现，因此读写时需分清端口的方向。在本电路中，笔者只用了 PD3(接 PS2 的 CLK)和PD4（接 PS2 的 DATA）两个端口，利用 PD3 检测 PS2 的时钟下降沿产生中断，并按 Bit 读取 PS2 的串行数据。当然读者也可以进行修改以适用更加小巧的 AVR 单片机甚至贴片封装的单片机。5、笔者的 PC 端软件采用 C#开发，属于.net 环境下的应用程序

11、。考虑到该鼠标制作的简易性，笔者对数据处理时并未采取驱动开发的方式，而是采用了简单易懂的鼠标 API 控制函数对鼠标进行控制，能够较好地满足鼠标控制的需求。软件界面如下：图 10 无线鼠标 PC 端软件部分读者遇到双击提示错误无法运行的情况时，可以尝试安装微软的 FrameWork 2.0 环境，其下载地址为： http:/ 4362-4B0D-8EDD-AAB15C5E04F5&displaylang=zh-cn；6、如果有需要用到 PL2303HX 代替 MAX232 芯片，则需在 PC 上安装驱动，详情请参照本刊 2008 年 5月刊中的常用 USB 转串口芯片介绍一文。 制作的图片如下

12、所示： 发射部分电路 接收部分电路发射电阻组装完成 接收电路组装完成综述综述 本文利用 Mega8 完成了鼠标移动数据的读取与 PC 机通信数据的传送，其实 质为 PS/2 到 TTL232 协议的转换，有兴趣的读者可以使用更加小巧、低电压的 芯片进行改造，使结构更加合理，外观更加美观。笔者将包含鼠标定位点的串 口数据包使用无线收发模块为媒介，实现了无线数据传送和接受，从而完成了 无线鼠标的制作，从通用性和易用性上说，具有广泛的应用价值。然而笔者的 设计仍然有诸多不完善的地方，有兴趣的读者可以发送邮件bsgd_hhxy_一起进行讨论研究。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

13、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

14、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

15、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。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 VD