（毕业论文 字数：13351 页数：36）摘 要：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。然而，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。
本文介绍一种无线遥控鼠标收发控制电路的设计，它是为解决现实中当计算机操作者一旦离开计算机便不能使计算机继续工作的问题而设计的。其特征是：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。它不仅保持了有线鼠标全部功能和结构，而且在不影响有线鼠标工作的前提下，具有长远距离遥控鼠标左右键工作的功能。可广泛用于计算机电化教学、科学应用等远距离使用计算机的场合，也适宜于日常生活和工作领域。

关键词：无线遥控鼠标,收发控制电路,发射模块,接收模块

Abstract :Mouse is used to control the screen cursor have a mobile device, the computer most important external input device, which opportunities for people so the graphics system..And the computer mouse between an alliance and the need for the desktop (mouse pad) for the operation. But, the use of computers and big-screen projectors for multimedia teaching, as the operation to contain the click of a mouse, teaching staff will be restricted activities, teaching is not conducive to the exchanges between the two sides.
This paper introduces a wireless remote control mouse transceiver circuit design, which is to solve the reality when the computer operation once they leave the computer so that the computer will not be able to continue to work the problem and design . It is characterized by : the mechanical mouse moves and rolling around key operations into switching signals Circuit square with the square wave signal to substitute for the original mouse photosensitive sensors within the pulse signal, using the switch can be achieved mouse cursor movement and the mouse double-click a single operation, and the use of transmitting and receiving circuits instead of the mouse line, a remote-control mouse. It will not only maintain the full functionality of the mouse cable and structure, but does not affect the work of the wired mouse premise, with the long distance remote control mouse around the function keys work. It can be widely used computer electronic and scientific applications such as remote access to computer occasions, also suitable for daily life and work.

Keyword: Wireless remote control mouse Transceivers control circuit Transmitter module Receiver Module

目 录
第一章 绪 论 1
1.1 引言 1
1.2 无线遥控技术的应用与发展 1
1.3 论文各章节安排 2
第二章 遥控收发控制电路的基本原理 3
2.1 无线鼠标电路的设计和实现 3
2.1.1 总体方案论证 3
2.1.2 接收摸块和接收模块的电路的实现方案 3
2.1.3 方案比较： 8
2.2 遥控收发控制电路的工作原理 13
2.2.1 摇控发射电路 13
2.2.2 无线接收和译码电路 13
2.2.3 鼠标按键的方案 14
2.2.4 方波电路的设计 14
2.2.5 控制门电路 15
第三章 安装与调试 17
3.1 所用的仪器、仪表： 17
3.2 调试方法和步骤： 17
3.3 调试中出现的故障和解决方法： 17
3.4 Protel绘图： 18
3.5 所用元器件列表： 19
第四章 改进方法 20
4.1 MC145026编码器 21
4.1.1 MC145026引脚图 21
4.1.2 工作时序 22
4.2 MC145027译码器 23
4.2.1 MC145027引脚图 23
4.2.2 译码电路原理 24
4.2.3 编译码器外接阻容振荡元件的选择 25
第五章 总结与展望 28
参考文献 29
致 谢 30


第一章 绪 论
1.1 引言
鼠标英文称MOUSE，是PC的最重要的指点输入设备之一。随着操作系统广泛采用图形界面，鼠标在各种应用程序中起着越来越重要的作用。1968年12月9日，在IEEE会议上第一个鼠标正式露面以来，鼠标从机械到光电，从有线到无线，经历了几十年的发展变化。在鼠标器发明后的30年时间里，人们对鼠标进行了不断的改造和创新，随着电脑在全球范围内的进一步普及和科技的进步，各种款式新颖的鼠标器层出不穷。
对于有特殊要求（无线遥控）的用户，可使用红外或射频(RF)无线鼠标。红外通讯技术是一种点对点的数据传输协议，是传统的设备之间连接线缆的替代。传输速率最快可达16Mbps，通讯介质为波长为900纳米左右的近红外线。但红外线没有穿透能力，发射器和接收器中间不能有任何障碍物，这样就大大降低了无线连接的方便性。此外，红外线的特性也决定其接受信号的范围很小，一般在1米以内，而且角度范围也很小。[1]
先进的蓝牙(Blue tooth)无线技术是由东芝、爱立信、IBM、Intel和诺基亚于1998年5月共同提出的近距离无线数据通讯技术标准。它能够在10米的半径范围内实现单点对多点的无线数据和声音传输，其数据传输带宽可达1Mbps。通讯介质为频率在2.402GHz到2.480GHz之间的电磁波，而且功耗极低，是无线通信的又一解决方案。但其同样不能实现远距离遥控。[1]
本文将介绍一种遥控鼠标收发控制电路的设计，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。

1.2 无线遥控技术的应用与发展
在科学技术不断发展的今天，无线遥控技术应用已经十分广泛，大到人造卫星，小到家用的空调器、电视机、音响等都使用遥控技术来进行操作。遥控技术的发展被认为是一种现代化的标志，它可以充分使人从繁杂的体力劳动中解放出来，随心所欲地从远距离进行控制。如：电视机的遥控可以使人随意地躺坐来变换喜欢的电视节目，使人享受充分的休息。遥控技术的发展使人们享受着科学的魅力。由于遥控技术可以减低劳动强度、提高劳动生产率及提高作业的安全性等方面起着积极的作用，在工业自动化控制中的遥控技术的应用已愈来愈被人们重视。
日常生活中我们使用的无线遥控发射方式多数为红外线型，因其成本低，易于人们接受。但由于该控制方式受发射距离、方向和条件的限制，局限性较大，应用在工业无线控制领域就显不足。而目前广泛用于工业无线控制领域的遥控装置，主流是以无线信号进行传输的方式。[1]

1.3 论文各章节安排
第一章主要介绍鼠标的发展，特别是无线鼠标通过先进的红外，蓝牙技术已得到广泛的应用。已经无线遥控技术的应用与发展。
第二章通过两种方案的比较，得出本文介绍的遥控收发电路设计，这是一种基于普通鼠标改装的五线遥控鼠标，详细介绍了起工作原理以及所用芯片。
第三章为本论文具体实现部分，介绍了整个遥控电路所用到的仪器，仪表；调试步骤与方法；调试中出现的故障以及解决方法。
第四章介绍了一种简单使用的遥控装置，可以在10~120m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。
第五章为总结与展望部分，介绍了未来鼠标的发展趋势。
第二章 遥控收发控制电路的基本原理
2.1 无线鼠标电路的设计和实现
2.1.1 总体方案论证
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2.1所示。


图2.1
2.1.2 接收摸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22cm。[6]
无线射频收发模块简介 ：
1 ）发射模块F05
发射模块F05原理如图2.2所示。F05采用声表谐振器稳频，SMT树脂封装，频率一致性较好，免调试，特别适合多发一收无线遥控及数据传输系统；而一般LC振荡器频率稳定度及一致性较差，即使采用高品质微调电容，误差变化及振动也很难保证已调好的频点不会发生偏移。F05具有较宽的工作电压范围及低功耗特性。当发射电压为3V时，发射电流约为2mA，发射功率较小；12V为最佳工作电压，具有较好的发射效果，发射电流约为5～8mA，大于12V时直流功耗增大，有效发射功率不再明显提高。F05系列采用AM方式调制以降低功耗，数据信号停止发射时发射电流降为零，数据信号与F05之间采用电阻而不能采用电容耦合，否则F05将不能正常工作。数据信号电平应接近F05的实际工作电压以获得较高的调制效果，F05对过宽的调制信号易出现调制效率下降、收发距离变近的现象。当脉冲高电平宽度在0.08～1ms时发射效果较好，大于1ms时效率开始下降；当脉冲低电平宽度大于10ms时，接收到的数据第一位极易被干扰（即零电平干扰）而引起不解码。如采用CPU编译码，可在数据识别位前加一些乱码以抑制零电平干扰；如采用通用编解码器，可调整振荡电阻使每组码中间的低电平区小于10ms以抑制零电平干扰。F05输入端平时应处于低电平状态，输入的数据信号应是正逻辑电平，幅度最高不应超过F05的工作电压。[10]
F05天线长度可在0～250mm之间调节，也可无天线发射，但发射效率下降。F05C为改进型，体积更小，内含隔离调制电路以消除输入信号对射频电路的影响，信号直接耦合，性能更加稳定。F05应垂直安装在抑制板边部，并应离开周围器件5mm以上，以免受分布参数影响而停振。F05发射距离与调制信号频率及幅度、发射电压及电流容量、发射天线、接收机灵敏度及收发环境有关。F05采用PT2262编码器加240mm小拉杆天线发射时，在开阔区最大发射距离约250m，在障碍区相对要近，由于折射反射会形成一些死区及不稳定区域，不同的收发环境会有不同的收发距离。如需要远的可靠距离，可在F05的输出端增加一级射频功率放大器。[10]
PT2262编码器采用COMS工艺，与PT2272配套使用。它的编码数据和地址以串行方式并且通过RF或IR调制方式发射。PT2262最多采用12条三态地址线，可以提供531441种地址编码。因此，最大程度上避免了编码的冲突。
2 ) 接收模块J05C
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，如图2.3所示。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，可直接接至标准解码器或CPU解码器，适合与ASK方式的发射器配套使用，适用于各种遥控报警器及单片机短距离数据传输设备。[10]
J05C接收频率分为315MHz及433.92MHz两种，并具有较好的频宽及温度补偿特性，可与一般精度的声表谐振器稳频的发射机及LC发射机配套使用而不需要调整接收频率，较宽的工作温度范围可适应各种工作环境。J05C对电源要求不太苛刻，可以使用开关电源，并具有较宽的工作电压范围及低功耗特性，2V时只消耗约2mA电流，3V消耗约2.5mA电流，但5V以下供电接收灵敏度要下降3～5dBm，5V供电可处于最佳接收灵敏度状态。[10]
J05C模块具有休眠功能，当芯片9脚为高电平（VDD-3V以上）时，接收机可处于休眠状态，此时耗电约25μA。通常芯片9脚已接为低电平（0.8V以下），处于正常接收状态，若需休眠功能可自行改动。 图2 J05C接收天线的长度为接收频率的1/4波长，约22cm，阻抗约37Ω，为最佳匹配天线，但在实际应用中会受到各种条件限制，具本需试验确定。当信号较弱而干扰点又引起信号不稳时，可将天线剪去5cm也许会有所改善。也可采用螺旋天线或将天线直接做在PCB板上，甚至无天线接收，当然接收灵敏度要下降。匹配良好的收发天线能使收发模块性能达到最佳状态，而匹配不良的收发天线会使收发距离变得很近。[10]
J05C最大数据传输速度为5kbps，调整内部电容值可达到20kbps，但过高的数据速率会降低接收灵敏度及增大误码率。如用于一般遥控报警器，不必使用过高的速率，现在遥控报警器普遍使用性价比较好的PT2262编解码及PT2272解码器，振荡电阻分别采用3.3MΩ和680kΩ即可有较好的收发距离（此电阻值必须精确）。如用于单片机收发系统，速率可取4.8kbps或2.4kbps，同时应兼顾到收射效率。当数据中有连续几个“1”且脉宽超过1ms时，会引起发射效率下降，而且太大的占空比及大低的频率易引起过调制。高电平脉宽在0.1～1ms范围内，收发效果较好。不合适的数据速率同样会影响到收发距离，甚至收不到信号。[10]
J05C输出端可直接与标准解码器及单片机接收。J05C在未收到发射信号时可输出随机噪声，幅度为VDD-0.3V值；当收到信号时，噪声被抑制；当信号变弱时，出现噪声干扰点，此时信号处于不稳定区，若采用PT2272解码器解码仍可维持解码，若采用单片机解码则会因误码率增大而出现数据错误，此时可在数据位前加乱码抑制零电平状态干扰，最好工作在可靠区域以减小误码率。[10]
方案二：是一种红外遥控技术。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2.4所示：

图2.4

编码器VD5026及与它配对的译码器VD5027简介：
VD5026（或ED5025），VD5027（或ED5027）是CMOS大规模数字集成电路（见图1）。前者是编码器，后者是译码器。他们组合应用起来构成一个发射--接收数字编译码系统。
VD5026编码器是一种8位编码发射器。如图2.5所示，它的第1~8脚是编码的输入端，每个输入端可以有3种状态，即“0”、“1”或“开路”，其中“0”表示为低电平，“1”表示为高电平，因此8个脚可以组成38=6561个不同的编码。如果需要更多的编码，可将输入端改为4态连接方式，这时第1脚是第4种状态的公共连接脚，第2脚~第8脚与第1脚连接时为第4种状态。所以第2脚~第8脚都可以有4种状态，即“0”、“1”、“开路”、“接1脚”。在这种情况下可以组成47=16384个编码。第10脚~第13脚也可作为编码地址线，与第1~第8脚联合起来组成12位编码地址线，这时编码数可高达411=4194304个。本文要介绍的是VD5026与VD5027配合应用，VD5026的第10~第13脚用作数据输入线，根据需要这几个脚可以置“0”或置“1”。第14脚是发射指令端，当此脚接地时，VD5026输出端则发出一组编码脉冲。第15脚、第16脚是一个内置振荡器，外接几十到几百千欧的电阻即可产生振荡，振荡频率为fosc=1600/R（KHz），式中R为外接电阻，单位为千欧。第17脚是编码输出端，第18脚、第9脚分别是电源的正、负极。[2]
VD5027接收解码器有相应于VD5026的12位信息。第1脚~第8脚是地址线。当VD5026发出的地址编码与VD5027预置的编码相同时，则在VD5027的第10脚~13脚有数据输出，该输出信息与VD5026的第10~第13脚所置的数据相同。第14脚为输入端，第15脚、第16脚是振荡器，外接电阻值应与VD5026完全相同。第17脚是输出端。编码器VD5026发射时，如果密码相同，VD5027就会输出高电平。[2]