计算机鼠标工作原理
鼠标的发展简介 鼠标的内部结构 鼠标的诞生 鼠标接口 光电鼠标 光电鼠标的精度 无线鼠标 配对和安全性 蓝牙鼠标 为什么叫蓝牙？ 射频鼠标 多媒体鼠标和遥控器鼠标 游戏鼠标 鼠标的横纵滚轮
鼠标的发展简介
1984年，随着Apple Macintosh的推出，鼠标也一同跃上舞台。从此在它们的帮助下，计算机的使用方法得以彻底重新定义。
在您计算机使用生涯的每一天，只要想移动光标或者激活某些内容，您都会伸出手使用鼠标。鼠标感知您的手部移动和单击并将它们发送给计算机，使计算机能够做出相应的响应。
这款微软智能鼠标利用了光学技术。
在本文中，我们将揭开人机界面这一重要部分的神秘面纱并了解它的工作原理。
鼠标的诞生
鼠标的简单与高效令人赞叹。同样令人吃惊的是鼠标变成日常生活的一部分经历了漫长的时间。考虑到人们在讲述之前会自然而然地先指向相关物体，一种出色的指针设备经历了如此漫长的发展过程真是令人惊讶。尽管在上世纪60年代就已经存在对鼠标的初步构思，但直到过了几十年之后鼠标才成为主流。
在初期，由于计算机使用类似于电传打字机或穿孔卡的粗糙界面进行数据输入，因而不需要进行指向。早期的文本终端只是在模仿电传打字机（将屏幕替换为纸），因此经过许多年（上世纪整个60年代到70年代）箭头键才出现在多数终端上。全屏幕编辑器首次真正地利用光标键，它们为人类提供了第一种指向方法。
光笔很多年来在各种机器上作为指针设备。图形输入板、操纵杆及其他各种设备也在上世纪70年代大行其道。然而，这些设备实际上都没有作为选择的指针设备受到普遍欢迎。
当鼠标连接到Mac计算机并登上舞台时便一举成功。鼠标的某些方面是非常自然的。与绘图式屏幕相比，鼠标非常便宜并且仅占用一点儿桌面空间。在PC世界中，由于缺乏操作系统的支持，鼠标用了较长的时间才得以普及。在 Windows 3.1使图形用户界面（GUI）成为标准后，鼠标很快成为了所选的人机接口方式。<-- Page Break -->
鼠标的内部结构
所有鼠标的主要目的都是将手部运动转换为计算机可以读取的信号。让我们来看一下轨迹球鼠标的内部结构，从而了解其工作原理：
鼠标的内部部件
- 鼠标内部的滚球接触桌面并在鼠标移动时滚动。
鼠标逻辑板的底面：滚球露出的一部分与桌面接触。
- 鼠标内部的两根辊轴与滚球接触。一根辊轴定向为可检测X方向的运动，另一根辊轴与第一根辊轴成90度，可以检测Y方向的运动。当滚球转动时，一根或两根辊轴也会转动。下图显示了此鼠标中的两根白色的辊轴：
与滚球接触的辊轴检测X方向和Y方向的运动。 - 每根辊轴都与一个轴连接，该轴旋转一个上面有孔的圆盘。当辊轴滚动时，与其连接的轴和圆盘也会旋转。下图显示了圆盘：
典型的光学译码盘：此圆盘的外边缘周围有36个孔。 - 圆盘的一侧有一个红外线LED，另一侧有一个红外线传感器。圆盘中的孔使LED发出的光束中断，因此红外线传感器可以感应到光线脉冲。脉冲频率与鼠标移动的速度和距离直接相关。
跟踪鼠标运动的光学译码盘的特写：圆盘的一侧有一个红外线 LED（透明），另一侧有一个红外线传感器（红色）。请注意红外线传感器（红色）与译码盘之间的那块塑料。 - 板上处理器芯片读取来自红外线传感器的脉冲并将它们转换为计算机可以理解的二进制数据。该芯片通过鼠标线缆将二进制数据发送给计算机。
编码器芯片在鼠标的逻辑部分占有重要地位，这种小型处理器读取来自红外线传感器的脉冲并将它们转换成发送到计算机的字节。您还可以看到两个用来检测单击活动的按钮（在线缆连接器的两侧）。
在这种光学机械布局内，圆盘做机械运动，光学系统对光线脉冲计数。在这个鼠标中，滚球的直径为21毫米，辊轴的直径为7毫米。译码盘上有36个孔。因此，如果鼠标移动25.4毫米（1英寸），编码器芯片就会检测到41个光线脉冲。
您可能已经注意到，每个译码盘有两个红外线LED和两个红外线传感器，译码盘的一侧有两个红外线LED，另一侧有两个红外线传感器，这样鼠标内部就有四对LED/传感器。通过这种布局，处理器能够检测到圆盘的转动方向。译码盘与每个红外线传感器之间有一块塑料，其上有一个精确定位的小孔。
红外线传感器通过这块塑料上的开口可以“看到”光线。圆盘一侧开口的位置略高于另一侧开口的位置，准确地讲是高出译码盘上孔的高度的一半。这种差异使得两个红外线传感器在略微不同的时间看到光线脉冲。有些时候，一个传感器可以看到光线脉冲而另一个传感器看不到，反之亦然。本页对如何确定方向进行了详细介绍。
鼠标接口
目前，市场中的多数鼠标都使用USB接头连接到计算机上。USB是一种将各种类型的外围设备（包括打印机、数码相机、键盘和鼠标）连接到计算机的标准方式。有关这项技术的更多信息，请参见USB端口工作原理。
一些现在还在使用的老式鼠标会有一个PS/2型接头，如下所示：
典型的PS/2接头。
还有其他一小部分老式鼠标使用一种串行接头与计算机相连，而不是使用PS/2接头。
光电鼠标
光电鼠标由安捷伦科技开发并于1999年底问世。这种鼠标实际上采用了一个每秒钟可以拍摄几千张图片的微型相机。
多数光电鼠标几乎可以在任何表面上工作而不需要使用鼠标垫，它们采用一个小型的红色发光二极管（LED）向鼠标工作表面发出光线，光线反射到互补金属氧化物半导体（CMOS）传感器上。除LED外，最近的一项创新是基于激光的光电鼠标，与LED技术相比这种鼠标可以检测到更多鼠标底部表面的细节。这样较之于LED鼠标，基于激光的鼠标可在更多表面上使用。
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