無線鼠標(biāo)的設(shè)計與實現(xiàn)

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1、無線鼠標(biāo)的設(shè)計與實現(xiàn)摘要：將機械鼠標(biāo)的滾動動作和左右鍵的操作轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號，用方波電路產(chǎn)生的方波信號代替原鼠標(biāo)內(nèi)光敏傳感器的脈沖信號，用相應(yīng)的開關(guān)動作可以實現(xiàn)鼠標(biāo)光標(biāo)移動和鼠標(biāo)的單雙擊操作！而用發(fā)射和接收電路代替原來的鼠標(biāo)線，可以實現(xiàn)鼠標(biāo)的遙控。設(shè)計任務(wù)和要求：實現(xiàn)鼠標(biāo)的長距離（1—50米）遙控。其中的電路設(shè)計包括發(fā)射模塊（含編碼電路）、接收模塊（含解碼電路）、方波發(fā)生電路和開關(guān)電路等等電路的設(shè)計及它們之間的連接、匹配。一．無線鼠標(biāo)電路的設(shè)計和實現(xiàn)1．總體方案論證：方案一：在鼠標(biāo)與電腦接口間用發(fā)射和接收電路

2、代替了鼠標(biāo)線，本方案除了要考慮發(fā)射和接收模塊外，還要考慮接口協(xié)議，如下圖。考慮到時間和難度的問題，沒有選擇此方案。方案二：用遙控器控制鼠標(biāo)，即用遙控器的按鍵信號控制鼠標(biāo)的上下左右移動方向和左右鍵。只需要考慮發(fā)射和接收電路，不需要考慮接口協(xié)議，如下圖。選擇此方案。2．發(fā)射模塊和接收模塊的電路的實現(xiàn)方案:方案一：發(fā)射模塊F05和接受模塊J05C的應(yīng)用。F05采用聲表諧振器穩(wěn)頻，工作頻率為315MHZ，以AM方式調(diào)制，采用PT2262編碼器240mm小拉桿天線發(fā)射信號；J05C由超外差電路結(jié)構(gòu)IC芯片和溫度補償電

3、路構(gòu)成，具有較高的接收靈敏度及穩(wěn)定性。芯片內(nèi)含低噪聲射頻放大器、混頻器、本地振蕩器、中頻放大器、濾波器及限幅比較器，輸出為數(shù)據(jù)電平信號，直接接至PT2272解碼器進行解碼，接收天線約22cm。1方案二：利用紅外線技術(shù)實現(xiàn)紅外信號的發(fā)射和接收。發(fā)射部分，利用單片機AT89C2051檢測坐標(biāo)位移和按鍵動作，經(jīng)過處理按一定的編碼輸出到發(fā)射電路。接收部分使用紅外遙控用專用接收管，如IRM8608S，對紅外信號接收和解調(diào)，并輸出TTL電平；TTL電平的數(shù)據(jù)流送給單片機進行處理，單片機把該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為符合PS/2鼠標(biāo)規(guī)范

4、的數(shù)據(jù)報告，發(fā)送給計算機。如圖：方案三：利用無線遙控方式實現(xiàn)鼠標(biāo)的遙控。原理與上述方案二的原理一樣，只是具體的發(fā)射和接收電路有所不同。無線接收電路采用的是超再生式調(diào)頻解調(diào)電路，解調(diào)后的信號經(jīng)過運算放大器放大、三極管整形后輸出為TTL電平的信號，再由單片機處理。方案四：也是一種紅外遙控技術(shù)，但是不涉及到單片機的應(yīng)用。采用編碼器集成電路VD5026以及與它配對的譯碼器集成電路VD5027或者VD5028。接收電路采用紅外遙控接收集成電2路CX20106。如圖：方案五：nRF24E1芯片的應(yīng)用。nRF24E1是最

5、新開發(fā)的工作在2.4GHZ上的射頻芯片，其內(nèi)嵌有：一8051兼容單片機，一個9個通道的A/D轉(zhuǎn)換控制器和一2.4GHZ的無線收發(fā)模塊，適合用電池供電。用于無線鼠標(biāo)的原理是：鼠標(biāo)移動的信號輸出接到nRF24E1的I/O口上，通過nRF24E1內(nèi)部的51兼容單片機控制，采集此信號，再將此信號通過射頻模塊發(fā)射出去。鼠標(biāo)的按鍵操作檢測也類似，其信號接在nRF24E1的I/O口上，通過其內(nèi)的單片機檢測按鍵操作（軟件進行按鍵去抖處理），然后通過射頻發(fā)射出按鍵信息。天線采用1/4單極天線，布在印制板上。如下圖：方案比較：

6、方案一的收發(fā)模塊價格便宜、傳輸距離較遠(yuǎn)，可靠性高，特別適用低成本的無線通信設(shè)備。但是調(diào)試較難，而且電路受外界溫度環(huán)境影響較大，并且障礙物也會影響信號的接收，且目前在武漢市我們還沒有找到該模塊的出售處。方案二紅外遙控電路技術(shù)的理論比較成熟，但是，紅外線遙控技術(shù)無法突破障礙物這一3關(guān)，也就是，如果在發(fā)射和接收模塊中間有障礙物的話，接收就會受阻。所以為了完善無線鼠標(biāo)的設(shè)計我們放棄了方案二和方案四。方案二、方案三還存在軟件設(shè)計的過程，包括單片機程序的編寫、紅外傳輸協(xié)議、PS/2鼠標(biāo)規(guī)范、寄存器、定時器、中斷周期的設(shè)

7、定等等，因為我們小組三人對軟件方面的知識都不是很精通，所以放棄方案三。至于方案五，因為是新技術(shù)，我們很想嘗試著做一下，但是目前市場還沒有此芯片的出售，所以我們只好放棄。最后，我們綜合上述各種方案，確定了我們的發(fā)射接收模塊：四路無線電遙控發(fā)射和接收電路，PT2262編碼和PT2272解碼電路。如下圖分別為發(fā)射、編碼電路和接收、譯碼電路：工作原理：（1）遙控發(fā)射電路。A3為編碼集成電路PT2262，和它配對的譯碼器集成電路PT2272。PT2262的1~8腳為地址端A0~A7，10~13腳為數(shù)據(jù)端D0~D3。1

8、7腳為編碼信號輸出端，其輸出信號為調(diào)制振蕩器提供開關(guān)信號。信號經(jīng)9018使LC振蕩電路起振。振蕩器中心的頻率的調(diào)整，主要靠調(diào)整微調(diào)電容V2的值來實現(xiàn)，該電容容量可變范圍為2~10VPF，振蕩器頻率可變范圍約為260~300MHZ。由于振蕩器工作頻率較高，所以LC并聯(lián)諧振回路中的電感很小，L1的電感量僅為納亨級，加工和使用起來容易因外界因素引起電感量的變化，而造成振蕩器頻率不穩(wěn)定。調(diào)制振蕩器是靠編碼器提供開關(guān)信號的