紅外線遙控鼠標器
鼠標器是用來產生控制屏幕光標移動的一種裝置,是計算機最重要的外部輸入設備之一,可用于人機會話的圖形系統。鼠標器和計算機之間有一根連線,并且需要在桌面(鼠標墊)上進行操作。在使用計算機和大屏幕投影機作多媒體教學時,由于鼠標器操作的牽制,會使教員的教學活動受到限制,不利于教學雙方的交流。本文介紹的一種紅外遙控鼠標器,用紅外線取代了鼠標器和計算機之間的連線,用按鍵控制光標的移動,解決了上述鼠標器使用不便的問題。
機械式鼠標器的工作原理
為了說明紅外線遙控鼠標器的工作原理,有必要先講一下普通鼠標器的工作原理。
鼠標器按其工作原理可分為機械式和光電式兩種,最常見的是機械式鼠標器。現在的機械鼠標器實際上是光機鼠標器,即將滾輪的機械轉動轉換成光信號,再變?yōu)殡娦盘?。下面以這種鼠標器為例說明其工作原理。
在機械式鼠標器底部有一個露出一部分的塑膠小球,當鼠標器在操作桌面上移動時,小球隨之轉動,在鼠標器內部裝有三個滾軸與小球接觸,其中有兩個分別是X軸方向和Y軸方向滾軸,用來分別測量X軸方向和Y軸方向的移動量,另一個是空軸,僅起支撐作用。拖動鼠標器時,由于小球帶動三個滾軸轉動,X軸方向和Y軸方向滾軸又各帶動一個轉軸(稱為譯碼輪)轉動。譯碼輪(見圖1)的兩側分別裝有紅外發(fā)光二極管和光敏傳感器,組成光電耦合器。光敏傳感器內部沿垂直方向排列有兩個光敏晶體管A和B,如圖2所示。由于譯碼輪有間隙,故當譯碼輪轉動時,紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線時而照在光敏傳感器上,時而被阻斷,從而使光敏傳感器輸出脈沖信號。光敏晶體管A和B被安放的位置使得其光照和阻斷的時間有差異,從而產生的脈沖A和脈沖B有一定的相位差,利用這種方法,就能測出鼠標器的拖動方向。也就是說,脈沖A比脈沖B的相位提前時,表示一個移動方向;反之,脈沖B比脈沖A的相位提前時,表示另一個移動方向。同時,脈沖信號周期也能反映出移動速度。檢測到的X軸方向和Y軸方向移動的合成即代表了鼠標器的移動方向。將上述電信號重新編碼后形成串行信號,再通過串行口COM1或COM2輸入計算機,計算機即可判斷鼠標器的移動方向。由以上的敘述可以得出結論:如果給X軸方向和Y軸方向光敏傳感器的輸出端送入兩組脈沖信號,控制每一組脈沖的相位差即能達到與拖動鼠標器相同的作用。本文介紹的紅外線遙控鼠標器正是根據這一原理設計的。
紅外線遙控鼠標器的工作原理
紅外線遙控鼠標器由紅外發(fā)射器和紅外接收器兩部分組成,其原理方框圖如圖3所示。
紅外發(fā)射器電路如圖4所示。IC1為編碼器集成電路VD5026,和它配對的譯碼器集成電路為VD5027或VD5028。VD5026的①~⑧腳為地址端A0~A7,⑩~腳為數據端D0~D3(和VD5028配合使用時可作地址端A8~A11),腳為編碼信號輸出端,其輸出信號對IC2A、IC2B等組成的40kHz脈沖發(fā)生器的信號進行調制。調制后的脈沖信號經IC2C、IC2D后由VT1推動紅外發(fā)光二極管VD5、VD6發(fā)射紅外線。IC2C、IC2D有緩沖和整形的作用。R5為編碼器VD5026的振蕩電阻,它和配對的解碼器VD5027的振蕩電阻應該取相同的阻值,以保證時鐘頻率一致,否則將不能譯碼。數據端D0~D3的電平決定了鼠標器的移動方向和左、右鍵的工作狀態(tài),其電平受S1~S6的控制,其中S1、S2控制X軸方向的正向和反向移動,S3、S4控制Y軸方向的正向和反向移動,S5、S6分別為鼠標器的左、右控制鍵。所按的鍵同D0~D3電平和工作狀態(tài)的關系見附表。
附表
按鍵 | D0 | D1 | D2 | D3 | 工作狀態(tài) |
S1 | 1 | 0 | 0 | 0 | X軸正方向移動 |
S2 | 0 | 1 | 0 | 0 | X軸負方向移動 |
S3 | 0 | 0 | 1 | 0 | Y軸正方向移動 |
S4 | 0 | 0 | 0 | 1 | Y軸負方向移動 |
S1、S3 | 1 | 0 | 1 | 0 | X軸正方向移動、Y軸正方向移動 |
S1、S4 | 1 | 0 | 0 | 1 | X軸正方向移動、Y軸負方向移動 |
S2、S3 | 0 | 1 | 1 | 0 | X軸負方向移動、Y軸正方向移動 |
S2、S4 | 0 | 1 | 0 | 1 | X軸負方向移動、Y軸負方向移動 |
S5 | 1 | 1 | 0 | 0 | 鼠標器左鍵 |
S6 | 0 | 0 | 1 | 1 | 鼠標器右鍵 |
由表1可以看出,通過按鍵即可對鼠標器進行各種操作,例如要使鼠標器向左上方移動,可先按S2向左移動,再按S3向上移動,也可以同時按S2、S3直接向左上方移動。
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