CN108089734A

CN108089734A - 一种具有光标加速移动功能的全按键式工业鼠标

Info

Publication number: CN108089734A
Application number: CN201711438880.0A
Authority: CN
Inventors: 曹井龙; 李建民; 李光远; 邓坤; 孙健
Original assignee: Changchun Blue Boat Technology Co Ltd; Changchun Wisdom And Intelligent Packaging Equipment Co Ltd; Changchun North Chemical Filling Equipment Co Ltd
Current assignee: Changchun Blue Boat Technology Co Ltd; Changchun Wisdom And Intelligent Packaging Equipment Co Ltd; Changchun North Chemical Filling Equipment Co Ltd
Priority date: 2017-12-27
Filing date: 2017-12-27
Publication date: 2018-05-29

Abstract

本发明涉及一种具有光标加速移动功能的全按键式工业鼠标，硬件电路部分包括按键组、输入电路、鼠标逻辑电路和单片机电路；其特征在于，所述按键组包括方向按键，在所述单片机电路控制下，当短时间按下方向按键时，产生的正交脉冲频率较低，鼠标的光标移动速度慢，实现精准操作光标位置；当持续按下方向按键的时间超过设定值时，正交脉冲的频率提高，光标的移动速度提高，光标快速接近目标位置；方向按键释放后，再次按下，则恢复光标的慢速移动，实现快慢配合。本发明更适合工业现场对计算机进行操作，且十分符合工业现场，工人的操作习惯；能广泛应用到易燃、易爆等危险场合。

Description

一种具有光标加速移动功能的全按键式工业鼠标

技术领域

本发明涉及一种全按键式鼠标，具体为一种具有光标加速移动功能的全按键式工业鼠标。

背景技术

鼠标（或滑鼠），作为计算机的通用输入设备，在计算机操作中具有重要作用。但通常的鼠标以滑动方式操作，非常适合办公场所使用，但在工业环境中，尤其很多工厂的生产加工设备中，却不是很方便。

1、鼠标的产生与使用

鼠标是计算机的一种输入设备，是1964年发明，因外形似老鼠而得名，类似功能的外设还有滑鼠和轨迹球。

鼠标的基本功能主要有接受滑动和点击操作。滑动鼠标可以操作显示器上的光标位置；点击左、右键键，可以根据光标处显示内容的不同，输入各种命令，有的鼠标还有滚轮等操作。由于鼠标操作的便捷性及功能的多样性，已成为计算机的标准输入设备。

2、鼠标在工业应用中的不足

但通常的鼠标以滑动方式操作，非常适合办公场所使用，但在工业环境中，尤其很多工厂的生产加工设备中，却不是很方便，主要表现在：

（1）操作平台问题

鼠标操作，需要一定大小的操作平台，甚至要旋转鼠标垫，但很多工业设备，尤其是工人站立操作的设备，是没有专门的鼠标操作平台的。而本发明只需操作按键，不需要移动平台、鼠标垫等配合

（2）清洁卫生问题

鼠标工作，需要相对清洁的环境，而工业现场通常粉尘、油污等较多，经常导致鼠标操作不灵活的情况发生。轨迹球虽然能解决操作平台的问题，但卫生问题更加严重。

而本发明的外露部分只有几个按键，抗粉尘、油污能力强，且容易清理

（3）操作便利性

在工业现场，很多设备所需的操作相对简单，更适合用按键操作，且按键式操作更符合工人的操作习惯，甚至戴手套也能方便使用。

（4）防爆处理

通常鼠标（轨迹球）为非防爆设备，不能直接用在易燃、易爆等危险场所，而对鼠标进行隔爆处理相对较难；

而本发明为全按键式操作，经简单的防爆处理用在易燃、易爆等危险场所。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷，本发明提供一种具有光标加速移动功能的全按键式工业鼠标，与传统的滑动方式操作方式有本质的不同，本发明使用方向按键操作鼠标的光标位置，该鼠标的所有操作，包括光标和移动，均以操作按键的方式实现，更适合工业现场对计算机进行操作。本发明因其不再需要鼠标垫、操作平台等配合，且十分符合工业现场，工人的操作习惯；而且这种鼠标的全按键式操作，只要对按键进行防爆处理，就能应用到易燃、易爆等危险场合。

本发明具体方案如下。

一种具有光标加速移动功能的全按键式工业鼠标，硬件电路部分包括按键组、输入电路、鼠标逻辑电路和单片机电路；其特征在于，所述按键组包括方向按键，在所述单片机电路控制下，当短时间按下方向按键时，产生的正交脉冲频率较低，鼠标的光标移动速度慢，实现精准操作光标位置；当持续按下方向按键的时间超过设定值时，正交脉冲的频率提高，光标的移动速度提高，光标快速接近目标位置；方向按键释放后，再次按下，则恢复光标的慢速移动，实现快慢配合。

进一步地，按键组中方向按键包括上移、下移、左移和右移按键。

进一步地，按键组还包括左键和右键，左键、右键直接对应鼠标的左键和右键。

进一步地，当按下移动光标的方向按键并保持超过一定时间时，能够加快光标的移动速度。

进一步地，选配按键为滚轮的上滚、下滚或鼠标中键。

进一步地，所述按键为符合防爆要求的本安型按键。

进一步地，所述按键布置在显示器边。

进一步地，鼠标逻辑电路接口功能包括左、中、右键接口，X、Y、Z方向的正交脉冲接口。

进一步地，X、Y、Z信号各由A、B 两路脉冲信号构成的正交脉冲给定，正交脉冲由相位差90º的两路方波信号构成。

进一步地，在正交脉冲中，相位表示鼠标滑动方向，而脉冲数量表示鼠标滑动中距离。

本发明主要解决防爆设备中，计算机的鼠标操作问题，具有以下优点：

1、与传统鼠标的移动方式相比，采用左、右、上、下方向按键操作屏幕上光标位置，采用左键、右键实现鼠标左键、右键功能，是一种全新的鼠标的操作模式，更符合设备的操作习惯；

2、按键放到显示器边，便于操作；

3、光标加速移动技术，兼顾移动光标的快速性和精确性这对矛盾，提高计算机的操作效率；

4、与软键盘配合，以借助鼠标，用软键盘代替键盘，实现计算机全部信息的输入，解决计算机在防爆场所的输入问题；

5、按键方式更容易进行防爆处理，并用在防爆场所，也可以在一般工业场所使用，稳定可靠；

6、兼容性好，新鼠标的接口与原计算机鼠标接口兼容，在使用时可以直接替换，不需在计算机中安装特殊驱动。

附图说明

附图1为本发明的硬件系统结构图；

附图2为本发明的鼠标逻辑电路功能图；

附图3为正交脉冲图；

附图4为USB鼠标电路框图；

附图5为正交脉冲产生程序流程图中主程序；

附图6为正交脉冲产生程序流程图中中断程序。

具体实施方式

下面通过具体实施方式并结合附图对本发明作进一步详细的描述。

实施例1

如图1所示，一种具有光标加速移动功能的全按键式工业鼠标，其硬件电路部分主要有按键组、输入电路、鼠标逻辑电路、单片机电路和辅助电源等，计算机及显示器可选用通用型号。各部分的功能及配置说明如下。

1.按键组

所述按键选常规按键，上述按键一般布置在显示器边，满足计算机的基本操作，并且操作方便。按键组通常设有上移、下移、左移、右移、左键、右键共6个按键。其中上移、下移、左移、右移4 个按键用于操作光标移动；左键、右键直接对应鼠标的左键和右键。若有必要，可以增设滚轮的上滚、下滚、鼠标中键等选配按键。

2.输入电路

输入电路的主要功能是将按键接通与断开状态转换成单片机能接收的电平信号，属常规电路。

3.鼠标逻辑电路

鼠标逻辑电路可以选取鼠标专用芯片，按计算机与鼠标的接口标准，实现鼠标与计算机的通讯。

鼠标与计算机的接口目前主要有USB和PS2，串行口鼠标已基本淘汰。鼠标逻辑芯片电路具体型号很多（如GL603USB、EM84510等），但其接口功能主要有：左、中、右键接口；X、Y、Z方向的正交脉冲接口；PS2或USB计算机接口，如图2所示。

其中：

（1）L、M、R分别为鼠标的左、中、右键键接口，可以直接连接按键，低电平有效，也可以连接单片机输出口；

（2）X、Y、Z（滚轮）信号各由A、B 两路脉冲信号构成的正交脉冲给定。正交脉冲由相位差90º的两路方波信号构成，如图3所示。

在正交脉冲中：相位表示鼠标滑动方向，而脉冲数量表示鼠标滑动中距离。如图3所示，正交脉冲脉的A脉冲相位超前B脉冲90º，如果这时表示“正”方向，则B相位超前A表示“负”方向，X、Y、Z（滚轮） 3个方向含意相同。

在一般的鼠标中，当鼠标滑动时，通过机械滚珠或光电解码电路产生相应的正交脉冲。在按键式工业鼠标中，一般只用到X、Y两个方向，其正交脉冲由单片机根据按键操作情况分别给出。

（3）计算机接口电路一般有USB和PS2两种，有的芯片这两种接口是兼容和自识别的，只需按各自的接口标准配备插头即，有的芯片是指定某一种的，可以根据需要选择。

4.单片机电路

电路框图如图4所示。单片机电路的主要功能是采样方向按键的输入情况，并相应地产生正交脉冲，送给鼠标逻辑电路。本发明对单片机资源要求不高，其输入主要有：常用方向按键有左、右、上、下4个方向按键，依次对应为X-、X+、Y+、Y-；输出主要有X、Y两路正交脉冲信号，即XA、XB和YA、YB；鼠标的左、右键键可以直接与鼠标逻辑电路相边。

工作时，以X方向为例，当按下X+时，产生XA相伴超前XB的正交脉冲信号；相反，当按下X-时，产生XA相伴滞后XB的正交脉冲信号。Y方向与X方向相同。

单片机部分的另一个功能是实现光标移动加速，当短时间按下方向按键时，产生的正交脉冲频率较低，这时鼠标的光标移动速度较慢，便于精准操作光标位置；如果持续按下方向按键的时间超过一定的设定值时，提高正交脉冲的频，进而提高光标的移动速度，使光标快速接近目标位置；方向按键释放后，再次按下，则恢复光标的慢速移动，实现快慢配合。

设计单片机程序并调试，其中产生正交脉冲，并改变其频率的程序可以如图5所示的流程图。其原理为：

（1）设定一个定时器，按一定周期（频率）周期性工作，相当于时钟；

（2）对定时信号进行0、1、2、3循环计数；

（3）当计数值为0或2时对A信号取反，计数为1或3时对B信号取反；

（4）改变正交脉冲频率，可以通过改变定时器周期实现；

（5）设固定采样周期，当某按键连续处于按下状态达到一定次数数，提高脉冲频率，一旦按键抬起，恢复原频率。

5.辅助电源

鼠标电路一可以通过USB或PS2口直接供电。

实施例2

如图1所示，一种具有光标加速移动功能的全按键式工业鼠标，应用在具有防爆要求的场合，其硬件电路部分主要有按键组、安全栅、输入电路、鼠标逻辑电路、单片机电路和辅助电源等，计算机及显示器可选用通用型号。其中按键组布置在防爆盒的面板上；显示器安装在防爆盒内，通过透明窗口显示；安全栅等电路与计算机一般安装在正压防爆柜内。各部分的功能及配置说明如下。

1.按键组

按键布置在显示器边，以便于操作。为满足计算机的基本操作，按键组通常设有上移、下移、左移、右移、左键、右键共6个按键。其中上移、下移、左移、右移4 个按键用于操作光标移动；左键、右键直接对应鼠标的左键和右键。若有必要，可以增设滚轮的上滚、下滚、鼠标中键等选配按键。

按键应选符合防爆要求的本安型按键。

2.输入电路

输入电路的主要功能是将按键接通与断开状态转换成单片机能接收的电平信号，属常规电路。接口电路应满足防爆要求。

3.鼠标逻辑电路

其中：

4.单片机电路

单片机电路的主要功能是采样方向按键的输入情况，并相应地产生正交脉冲，送给鼠标逻辑电路。本发明对单片机资源要求不高，其输入主要有：常用方向按键有左、右、上、下4个方向按键，依次对应为X-、X+、Y+、Y-；输出主要有X、Y两路正交脉冲信号，即XA、XB和YA、YB；鼠标的左、右键键可以直接与鼠标逻辑电路相边。

其电路框图如图4所示。

按照如图5所示的流程图调试单片机程序，产生正交脉冲，并改变其频率。其原理为：

（2）对定时信号进行0、1、2、3循环计数；

（4）改变正交脉冲频率，可以通过改变定时器周期实现；

5.辅助电源

鼠标电路一可以通过USB或PS2口直接供电，若安全栅电路所需电流超过USB或PS2的最大值，可以考虑单独供电。

Claims

1.一种具有光标加速移动功能的全按键式工业鼠标，硬件电路部分包括按键组、输入电路、鼠标逻辑电路和单片机电路；其特征在于，所述按键组包括方向按键，在所述单片机电路控制下，当短时间按下方向按键时，产生的正交脉冲频率较低，鼠标的光标移动速度慢，实现精准操作光标位置；当持续按下方向按键的时间超过设定值时，正交脉冲的频率提高，光标的移动速度提高，光标快速接近目标位置；方向按键释放后，再次按下，则恢复光标的慢速移动，实现快慢配合。

2.如权利要求1所述的一种具有光标加速移动功能的全按键式工业鼠标，其特征在于，按键组中方向按键包括上移、下移、左移和右移按键。

3.如权利要求1或2所述的一种具有光标加速移动功能的全按键式工业鼠标，其特征在于，按键组还包括左键和右键，左键、右键直接对应鼠标的左键和右键。

4.如权利要求4所述的一种具有如权利要求1或2所述的一种具有光标加速移动功能的全按键式工业鼠标，其特征在于，当按下移动光标的方向按键并保持超过一定时间时，能够加快光标的移动速度。

5.光标加速移动功能的全按键式工业鼠标，其特征在于，所述选配按键为滚轮的上滚、下滚或鼠标中键。

6.如权利要求1或2所述的一种具有光标加速移动功能的全按键式工业鼠标，其特征在于，所述按键为一般工业按键或符合防爆要求的本安型按键。

7.如权利要求1或2所述的一种具有光标加速移动功能的全按键式工业鼠标，其特征在于，所述按键布置在显示器边。

8.如权利要求1或2所述的一种具有光标加速移动功能的全按键式工业鼠标，其特征在于，所述鼠标逻辑电路接口功能包括左、中、右键接口，X、Y、Z方向的正交脉冲接口。

9.如权利要求8所述的一种具有光标加速移动功能的全按键式工业鼠标，其特征在于，X、Y、Z信号各由A、B 两路脉冲信号构成的正交脉冲给定，正交脉冲由相位差90º的两路方波信号构成。

10.如权利要求8或9所述的一种具有光标加速移动功能的全按键式工业鼠标，其特征在于，在正交脉冲中，相位表示鼠标滑动方向，而脉冲数量表示鼠标滑动中距离。