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鼠标的结构及工作原理

鼠标的结构及工作原理
鼠标器(Mouse)是一种相当普通的、廉价的点输入设备(Pointing Device)。

随着Windows 的日益流行,鼠标对于大多数的PC机用户来说已必不可少。

较之其他的点设备(如跟踪球、数字化仪、光笔、触摸屏等),它更为便宜和方便,所以鼠标在PC机上的应用相当普及。

鼠标器按与电脑连接的方式(即接口)分为:通过串行口与电脑建立连接的串口鼠标,及通过PS/2口与电脑建立连接的过PS/2鼠标。

当鼠标器在平面上移动时,随着移动的方向和快慢的变化,会产生两个在高低电平之间不断变化的脉冲信号,主机接收这两个脉冲信号,并对其计数。

根据接收到的这两个脉冲信号的个数,来控制电脑屏幕上的鼠标器指针在横(X)轴、纵(Y)轴两个方向上移动距离的大小。

按照该方式,即可以控制鼠标器指针在屏幕上随意地移动。

脉冲信号是由鼠标器内的半导体光敏器件产生的。

根据结构的不同,鼠标器主要可分为机电式鼠标和光电式鼠标。

机电式鼠标的底部有一个实心的橡胶球,内部有两个互相垂直的滚轴靠在橡胶球上。

在两个滚轴的顶端,各装有一个开有径向槽(或开窗格)的光栅轮。

光栅轮的两侧分别安装着由发光二极管和光敏三极管构成的光电检测电路。

当移动鼠标器,橡胶球滚动时,带动滚轴及其上的光栅轮旋转。

因为光栅轮开槽处透光,使得光敏三极管接收到由发光二极管发出的光线时断时续,从而产生不断变化的高低电平,形成脉冲电信号。

互相垂直的两个轴对应着屏幕平面上的横(X)轴、纵(Y)轴两个方向。

脉冲信号的数量对应着位移的大小。

机电式鼠标一般用摩擦滚动球的方法来进行操作,所以使用极为方便,价格也便宜。

但是,这类鼠标则容易因轻微的振动,包括滚动球的跳动及滚动球与X、Y传感滚柱之间的相对位置的变化等因素而影响其精度,而且其重复定位精度也较差。

由于有滚动球、传感滚柱、辅助滚柱等机械部件,故机电式鼠标器也容易因机械故障而失灵。

光电式鼠标器没有橡胶球和带光栅的轮的滚轴。

这类鼠标器内的两对光电检测器互相垂直,光敏三极管检测发光二极管照射到鼠标器下面垫板上产生的反射光来进行工作,因此,光电式鼠标器工作时需要上面画有黑白相间格子的专用垫板。

当发光二极管发出的光线照到黑格上,光线被吸收而无反射光;若光线照到白格上,则有反射光。

光敏三极管据此而产生高低电平,形成脉冲信号。

光电式鼠标没有机械部件,主要用光电位移传感器取代滚动球,所以不会出现机械故障的可能。

这类传感器需要带有特制条纹或点状图案的垫子配合使用,因此光电式鼠标器有一个专用的光电极(反射板)。

这类鼠标器的重定位精度较高,将鼠标从一个地点移到另一个地点再返回来,屏幕上的光标也将会精确地回到原来的位置。

光电式鼠标的主要缺点是价格较贵,使用要受制于光电板的位置的局限。

优点是精度高和故障率低。

此外,还有一种称为轨迹球的鼠标器。

它的工作原理与机电式鼠标器相同,内部结构也类似。

差别是轨迹球鼠标器工作时球在上面,直接用手拨动,而球座固定不动。

故轨迹球鼠标器占用的空间小,多用于便携机上。

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