无线鼠标的设计与实现发布者： 发布时间：2010-9-9 阅读：59次 摘要：将机械鼠标的滚动动作和左右键的操作转换成开关信号，用方波电路产生的方波信号代替原鼠标内光敏传感器的脉冲信号，用相应的开关动作可以实现鼠标光标移动和鼠标的 单双击操作！而用发射和接收电路代替原来的鼠标线，可以实现鼠标的遥控设计任务和要求： 实现鼠标的长距离（1—50米）遥控其中的电路设计包括发射模 块（含编码电路）、接收模块（含解码电路）、方波发生电路和开关电路等等电路的设计及它 们之间的连接、匹配一．无线鼠标电路的设计和实现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，如下图考虑到时间和难度的问题，没有选择此方案只需要考虑发射和接收电路，不需要考虑接口协议，如下图选择此方案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。
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22cmNIXIA VDHF VEE VIRFDATARX33IOA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：-> AT8HC205I 总PS/Sg □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：HZ上的丿射频芯编码—调制—方案五：nRF24E1芯片的应用nRF24E1是最新开发丫的工 嵌有：一 8051兼容单片机，一个9个通道的A/D转换控制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天线采用1/4单极天线， 布在印制板上如下图：时”TH ；；：: iWLiF Lm iira> E STK Ms 催lhj ■』 "而N-KICTOPM.hklj fll-C”传输距离较远-可靠性高，特别适用低成本的无T-AtEPinvpa 呦小AKtE工2受外界温度环境影响较大，并且障碍物也会影响信号皿；科fliTCT两» ■・：・■・ W bTWfPKlir -—MPTOWMO 曲 m Myii]_xnwoi：i M41W1I !f|IXLB)片旳卩開-ELI眄⑷ -ft— VSSI* VDO PA方案比较：方案一的收i KI 1 线通信设备。
但是调试较难，而且 的接收，且目前在武汉市询卅厂— voe f A IMF UVDCC ?!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-,1接收就会受阻「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，因为我们小组三人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，所以我们只好放弃最后，我们综合上述各种方案，确定了我们的发射接收模块： 四路无线电遥控发射和 接收电路， PT2262 编码和 PT2272 解码电路如下图分别为发射、编码电路和接收、译码 电路：^LO316A3VDE；nnA VE虑R4C15 v3P —L_11 To TTn nRIO■CO18M l|>-■ 宁R510EL.2UHZ1*4.7 VTO1T41483P9018R1100K^^1UFC7A0VTA1VDDA2CSOA3A4CS1A5D3A6D2A7D1VSSD0MEPT2252100KLM358TO2r4148当CM寸—1UF8.2UHQ29014A0VTAlVDDA2CSOA3A4CS1A5D3A6D2A7DIVSSDOPT2272NE^―Jtt8-R16-R20 2.2K工作原理:（1） 遥控发射电路。
A3为编码集成电路PT2262,和它配对的译码器集成电路PT2272PT2262的1〜8脚为地址端A0〜A7, 10〜13脚为数据端D0〜D317脚为编码信号输出端，其输出信号为调制振荡器提供开关信号信号经9018使LC振荡电路起振振荡器中心的频 率的调整，主要靠调整微调电容V2的值来实现，该电容容量可变范围为2〜10VPF，振荡器 频率可变范围约为260〜300MHZ由于振荡器工作频率较高，所以LC并联谐振回路中的电感很小， L1 的电感量仅为纳亨级，加工和使用起来容易因外界因素引起电感量的变化，而 造成振荡器频率不稳定调制振荡器是靠编码器提供开关信号的，如果编码器的输出的信号 脉冲周期太短，将会严重影响高频振荡器的起振频率所以要注意编码器的选择编码集成电路PT2262数据端D0~D3的电平决定鼠标的移动方向和左右键的工作状态, 其电平受K1〜K4的控制，其中A0、D0控制X轴方向的正向和反向移动，B0、C0控制Y 轴方向的正向和反向移动，A0、D0同时控制鼠标的左键，B0、C0控制鼠标的右键 （2）无线接收和译码电路 无线接收电路由超再生接受模块实现，它由超再生载波接收电路、三极管检波电路、信 号放大与整形电路组成。
超再生式是利用再生式收音机的工作原理，适量地引入正反馈，使 接收电路处于微弱的间歇振荡状态，控制电路的间歇振荡的信号电压（也称熄火电压），熄 火电压如果是间歇振荡器自行产生的数字编码信号经 LM358 放大，送入解码集成电路PT2272进行解码，由解码电路将解码的数据从相应的数据端口 D0—D3输出，去控制鼠标,从而完成全部遥控过程3．鼠标按键的方案:鼠标的移动方向和左右键的工作状态，其电平受K1〜K4的控制，其中A、D控制X轴方向的正向和反向移动，B、C控制Y轴方向的正向和反向移动，A、D同时控制鼠标的左 键， B、 C 控制鼠标的右键如下表所示：按键D0D1D2D3工作状态A1000X轴正方向移动D0100X轴负方向移动C0010Y轴正方向移动B0001Y轴负方向移动AD1100鼠标器左键BC0011鼠标器右键4．方波电路的设计： 经编码电路编码后，操作鼠标的动作变成了开关信号，我们采用方波电路产生的移位信 号作为驱动鼠标光标移动的信号源，相应的开关闭合就实现了鼠标左右键操作和移动鼠标光 标的操作方波电路的频率选取是否适当决定了鼠标光标能否移动，因此应当选择适当的频率据 我们了解，在芯片为RSM84510的鼠标电路中，方波频率在1—100HZ时，频率的大小跟鼠 标的移动速度成正比。
所以，方波的频率应该在1—100HZ的范围内我们的方波电路采用的是六反向器CD4096，由它构成方波信号发生器电路中，R1是补偿电阻，我们选取30K，用于改善由于电源电压的变化而引起的振荡频率不稳定电路的振荡是通过电容C1的充放电完成的，其振荡频率为：f=1/2.2RC方波产生原理图如下：图示电路的最大频率为：fmax=1/[2.2*(R2+MIN(VR1))*C]=1/ (2.2*2.2*1000*2.2*0.000001)=93.91Hz 最小频率为：fmin=1/[2.2*(R2+MAX(VR1))*C]=1/ (2.2*4.3*1000*2.2*0.000001)=9.31HZ由于元件的误差，实际值会稍有差 异但远远可以满足鼠标电路的频率范围 (1〜100HZ)的要求为了避免影响其它的电路，其它多余的反向器的输入端接地5．控制门电路：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若以IC3的⑥脚输出脉冲为基 准，则⑧脚输出脉冲相位超前，⑩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①、②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，③、④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，⑤、⑥脚接鼠标器的左、右 键的接点，连接电路如图所示：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 I 当发射器按下A后，接收器IC2 的 DO端输出高电平，使“与非”门IC4D的13脚为 高电平，而IC2的D1端为低电平，使丄C.5D.1.1.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③、④脚输出给鼠标器的脉冲信号为④脚相位 超前，光标向X轴正方向移动；同理，如果按下发射器D键，则接收器P1的③、④脚输出 给鼠标器的脉冲信号为④脚相位滞后，光标向X轴负方向移动当A、D均不按下时，IC2 的DO、D1端均为低电平，IC5D的脚为低电平，P1的④脚没有脉冲信号输出，虽然这时P1 的③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。
如果同时按下发射器的A、D,则接收器IC2的DO、D1同时输出高电平，IC5A的③ 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DO、D1均为高电平，IC4C 的脚、IC4D的脚输出相位相。