CN114035697A - 一种低辐射抗电磁干扰的键盘鼠标模拟装置及方法 - Google Patents

一种低辐射抗电磁干扰的键盘鼠标模拟装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114035697A
CN114035697A CN202111418143.0A CN202111418143A CN114035697A CN 114035697 A CN114035697 A CN 114035697A CN 202111418143 A CN202111418143 A CN 202111418143A CN 114035697 A CN114035697 A CN 114035697A
Authority
CN
China
Prior art keywords
keyboard
mouse
chip
simulation
serial port
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202111418143.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114035697B (zh
Inventor
朱赛
项道才
陈梅双
叶畅
崔强
王酣
张强
付君
蔡利花
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Electronics Standardization Institute
Original Assignee
China Electronics Standardization Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Electronics Standardization Institute filed Critical China Electronics Standardization Institute
Priority to CN202111418143.0A priority Critical patent/CN114035697B/zh
Publication of CN114035697A publication Critical patent/CN114035697A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114035697B publication Critical patent/CN114035697B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/038—Control and interface arrangements therefor, e.g. drivers or device-embedded control circuitry
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/14—Handling requests for interconnection or transfer
    • G06F13/20—Handling requests for interconnection or transfer for access to input/output bus
    • G06F13/28—Handling requests for interconnection or transfer for access to input/output bus using burst mode transfer, e.g. direct memory access DMA, cycle steal
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/40—Bus structure
    • G06F13/4063—Device-to-bus coupling
    • G06F13/4068—Electrical coupling
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2213/00—Indexing scheme relating to interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F2213/0042—Universal serial bus [USB]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Input From Keyboards Or The Like (AREA)

Abstract

本发明公开了一种低辐射抗电磁干扰的键盘鼠标模拟装置，包括由MCU控制芯片、串口转键盘鼠标芯片、USB键盘鼠标转串口芯片、电源供电电路、电磁干扰滤波及防护电路、MicroSD卡存储器、液晶显示模块、矩阵按键模块、实时时钟电路、蜂鸣器电路、键盘鼠标输入接口、键盘鼠标输出接口、金属机壳，本发明为电磁兼容测试和低辐射抗电磁干扰要求情况下模拟键盘鼠标操作开展自动测试、自动控制等全面自动化提供一种有效可行的装置和方法，具有功能全面、数据存储结构合理、低辐射抗电磁干扰的优点。

Description

一种低辐射抗电磁干扰的键盘鼠标模拟装置及方法
技术领域
本发明属于计算机外围设备和电磁兼容交叉技术领域，提供了一种低辐射抗电磁干扰的键盘鼠标模拟装置及方法。
背景技术
现有技术方案：一种基于以太网的键盘鼠标模拟装置、一种PS/2键盘鼠标模拟器、一种基于PCI的键盘和鼠标模拟系统，需要以以太网接口、RS232接口、PCI接口与主控计算机通信来实现键盘鼠标的模拟，其自身无法独立完成键盘鼠标的模拟，对于像电磁兼容测试、低辐射抗电磁干扰要求情况下，是不允许额外增加主控计算机的，因此，上述装置是不适用于电磁兼容测试及低辐射抗电磁干扰要求的。
其次，现有技术方案：一种鼠标键盘模拟设备、一种智能鼠标键盘设备，虽然两者均配备了MCU控制芯片，但由于其不具备存储功能，无法进行键盘鼠标数据存储，因此，上述设备仍需额外增加主控计算机来实现键盘鼠标的模拟。
另外，现有技术方案，键盘和鼠标输入操作的数据记录和模拟装置及方法，虽然该装置配备了存储器，但由于其存储容量有限，无法实现较长时间的键盘鼠标数据存储，且其仅用一个字节存储键盘数据，导致其每次仅能存储一个按键数据，无法应对多个按键同时按下的情况，其仅用三个字节存储鼠标数据，其存储横向和纵向位置数据范围无法覆盖整个屏幕，且其无法存储鼠标按键值及滚轮滚动数值，且存储介质通用性不强，数据备份需要使用专用软件才可以完成，该装置在存储数据的同时无法正常输出数据，且该装置不具备测试时经常使用的基础键盘鼠标输出功能，例如：绘制圆形、矩形、Z字形轨迹等，循环输出数字、字母、特殊字符等。
最后，现有上述技术方案均不具备低辐射和抗电磁干扰的功能，且均不具备实时时钟。因此需要一种低辐射抗电磁干扰的键盘鼠标模拟装置及方法。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种通过其内置的实时操作系统与硬件的有机结合，可以记录USB键盘和USB鼠标的输入数据为通用数据文件并存储至Micro SD卡存储器内，解决低辐射抗电磁干扰问题的低辐射抗电磁干扰的键盘鼠标模拟装置及方法。
本发明包括机壳，所述机壳内设置有MCU控制芯片、串口转键盘鼠标芯片、USB键盘鼠标转串口芯片、电源供电电路、电磁干扰滤波及防护电路、Micro SD卡存储器、液晶显示模块、矩阵按键模块、实时时钟电路、蜂鸣器电路、键盘鼠标输入接口和键盘鼠标模拟输出接口，所述键盘鼠标输入接口与所述USB键盘鼠标转串口芯片的端口连接，所述USB键盘鼠标转串口芯片的数据端口与所述MCU控制芯片的数据端口连接，所述键盘鼠标模拟输出接口与所述串口转键盘鼠标芯片的端口连接，所述串口转键盘鼠标芯片的数据端口与所述MCU控制芯片的数据端口连接，所述MCU控制芯片的数据端口与液晶显示模块数据端口连接，所述矩阵按键模块的输出端与所述MCU控制芯片的输入端连接，所述MCU控制芯片的输出端与所述蜂鸣器电路的输入端连接，所述Micro SD卡存储器的数据存储端口与所述MCU控制芯片的数据端口连接，所述MCU控制芯片上设置有实时时钟电路。
进一步地，所述键盘鼠标模拟输出接口和所述键盘鼠标输入接口的输出端均设置有电磁干扰滤波及防护电路，所述电磁干扰滤波及防护电路包括保险丝、静电防护器件、磁珠、滤波电容、共模电感和共模电容，所述键盘鼠标模拟输出接口的输出端和所述串口转键盘鼠标芯片之间依次串联连接有保险丝、磁珠和共模电感，所述键盘鼠标模拟输出接口的出口端设置有静电防护器件，所述串口转键盘鼠标芯片的输出端设置有所述共模电容，所述磁珠上设置有所述滤波电容。
进一步地，所述机壳采用金属材质，所述液晶显示模块采用屏蔽玻璃防护，所述键盘的通信线缆采用屏蔽线缆。
进一步地，所述MCU控制芯片的PCB板采用4层板，顶层和底层均为地层，顶层与底层之间通过四周的过孔带连接，中间两层分别为电源层和信号层，电源层采用负片工艺分隔电源，信号层的差分信号线按差分对的形式布线。
进一步地，所述MCU控制芯片的电源管脚增加去耦电容。
一种低辐射抗电磁干扰的键盘鼠标模拟方法，包括
以下步骤：
S1键盘鼠标模拟装置上电后USB键盘鼠标转串口芯片和串口转USB键盘鼠标芯片自动完成初始化，MCU控制芯片各功能硬件进行配置及初始化，并初始化内部变量，显示界面标志变量、编码标志变量、解码标志变量的初始值均为0，接着，MCU控制芯片通过中断方式判断矩阵按键是否有按键按下，如果有按键按下则使显示界面标志变量、编码标志变量、解码标志变量的值发生变化；如果显示界面标志变量的值变化则显示界面同步显示对应的内容；如果编码标志变量值为1则进入到编码流程；如果解码标志变量值为1则进入到解码流程；
S2当判断模拟装置进入到编码流程后，该模拟装置进入循环判断是否开始以直接存储器访问(DMA)的形式向串口转键盘鼠标芯片实时输出来自USB键盘鼠标转串口芯片的键盘和鼠标码或是否退回至模拟装置的初始化状态，在循环判断的过程中，如果判断到开始DMA传输，则该模拟装置进入DMA传输的状态，如果判断到退回至初始化状态，则该模拟装置退回至初始化状态；当模拟装置开始DMA传输后，该模拟装置进入循环判断是否开始存储编码的状态，如果判断到开始存储编码，该模拟装置新建并打开一个二进制文件，然后进入循环记录键盘和/或鼠标输入数据的状态；并在键盘和/或鼠标发送数据经USB键盘鼠标转串口芯片编码处理成键盘和/或鼠标码后的串口中断中，解析键盘和/或鼠标码，并记录各键盘和/或鼠标码的时间戳，然后将记录到的键盘码和/或鼠标码及相邻操作之间的时间间隔经过编码处理后存入该模拟装置内的Micro SD卡存储器中；同时，在循环记录键盘和/或鼠标输入数据的过程中，如果判断到“停止存储编码”后，该模拟装置将关闭二进制文件，然后返回到循环判断是否停止DMA传输的状态；如果判断到“停止DMA传输”后，该模拟装置将返回到循环判断是否开始DMA传输或退回至模拟装置的初始化状态；
S3当判断模拟装置进入到解码流程后，该模拟装置进入循环判断以何种方式模拟键盘和/或鼠标的状态，包括：仅模拟鼠标、仅模拟键盘、同时模拟键盘和鼠标、自定义模拟，如果判断到仅模拟鼠标，则该模拟装置进入特定鼠标轨迹模拟的状态，鼠标轨迹包括但不限于：圆形轨迹、椭圆形轨迹、矩形轨迹、三角形轨迹、Z字型轨迹等，即模拟装置内的MCU控制芯片通过运行算法并结合用户输入的轨迹参数向串口转键盘鼠标芯片发送鼠标码，经其解码后输出鼠标数据；如果判断到仅模拟键盘，则该模拟装置进入特定键盘码模拟的状态，特定键盘码包括但不限于：特定字符、字母循环、数字循环、全字符循环等，即模拟装置内的MCU控制芯片通过运行算法并结合用户输入的键盘码参数向串口转键盘鼠标芯片发送键盘码，经其解码后输出键盘数据；如果判断到同时模拟键盘和鼠标，则该模拟装置进入特定鼠标轨迹和特定键盘码同时模拟的状态，鼠标轨迹同仅模拟鼠标的状态，键盘码同仅模拟键盘的状态，即模拟装置内的MCU控制芯片通过运行算法并结合用户输入的鼠标轨迹参数和键盘码参数向串口转键盘鼠标芯片发送键盘和鼠标码，经其解码后输出键盘和鼠标数据；如果判断到自定义模拟，则该模拟装置进入自定义模拟的状态，该模拟装置根据用户选择打开一个二进制文件，然后将该二进制文件中存储的键盘和/或鼠标的数据流按照时间顺序解析后发送至串口转键盘鼠标芯片，经其解码后输出键盘和/或鼠标数据；在模拟装置模拟键盘和/或鼠标的状态下，如果判断到“停止模拟”后，该模拟装置将返回到循环判断以何种方式模拟键盘和/或鼠标的状态或退回至模拟装置的初始化状态。
进一步地，所述二进制文件为键盘和鼠标数据存储文件，以每11个字节为一组，每组代表一个键盘或鼠标操作码。
进一步地，所述键盘或鼠标操作码的时间间隔占用3个字节，以ms为单位，键盘码占用1个字节，其值为0x02时该组数据为键盘的操作码，其值为0x04时该组数据为鼠标的操作码。
本发明的有益效果在于：
本发明通过其内置的实时操作系统与硬件的有机结合，可以记录USB键盘和USB鼠标的输入数据为通用数据文件并存储至Micro SD卡存储器内，还可以将将特定鼠标轨迹数据、特定键盘码数据和已记录的键盘鼠标数据在不同操作系统中模拟键盘鼠标输出数据。
本发明通过金属机壳、电磁干扰滤波及防护电路、PCB信号完整性设计、液晶屏屏蔽玻璃、薄膜按键及屏蔽通信线缆等电磁兼容防护措施，保障键盘和鼠标模拟装置的低辐射抗电磁干扰性能。
本发明可用于电磁兼容测试、低辐射抗电磁干扰要求时模拟键盘鼠标操作开展自动测试、自动控制等全面自动化提供一种有效可行的装置和方法，具有功能全面、数据存储结构合理、低辐射抗电磁干扰的优点。
附图说明
图1本发明键盘和鼠标模拟装置的结构框图；
图2本发明电磁干扰滤波及防护电路结构示意图；
图3本发明键盘鼠标解码进程流程图；
图4本发明键盘鼠标编码进程流程图；
图5本发明程序主流程；
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
为了说明本发明的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
如图1所示，本发明的键盘和鼠标模拟装置由四部分组成，一部分是键盘鼠标解码部分，一部分是键盘鼠标编码部分，一部分是基本显控部分，一部分是附件部分。
本发明包括机壳，所述机壳内设置有MCU控制芯片、串口转键盘鼠标芯片、USB键盘鼠标转串口芯片、电源供电电路、电磁干扰滤波及防护电路、Micro SD卡存储器、液晶显示模块、矩阵按键模块、实时时钟电路、蜂鸣器电路、键盘鼠标输入接口和键盘鼠标模拟输出接口，所述键盘鼠标输入接口与所述USB键盘鼠标转串口芯片的端口连接，所述USB键盘鼠标转串口芯片的数据端口与所述MCU控制芯片的数据端口连接，所述键盘鼠标模拟输出接口与所述串口转键盘鼠标芯片的端口连接，所述串口转键盘鼠标芯片的数据端口与所述MCU控制芯片的数据端口连接，所述MCU控制芯片的数据端口与液晶显示模块数据端口连接，所述矩阵按键模块的输出端与所述MCU控制芯片的输入端连接，所述MCU控制芯片的输出端与所述蜂鸣器电路的输入端连接，所述Micro SD卡存储器的数据存储端口与所述MCU控制芯片的数据端口连接，所述MCU控制芯片上设置有实时时钟电路。
键盘鼠标编码部分由USB键盘鼠标转串口芯片、电磁干扰滤波及防护电路1、电磁干扰滤波及防护电路2、键盘鼠标输入接口1和键盘鼠标输入接口2组成。
键盘鼠标解码部分由串口转键盘鼠标芯片、电磁干扰滤波及防护电路3和键盘鼠标输出接口组成。
基本显控部分包括MCU控制芯片、Micro SD卡存储器、液晶显示模块、矩阵按键模块和电源供电电路。
附件部分由实时时钟电路、蜂鸣器电路组成。
电磁干扰滤波及防护电路由保险丝、静电防护器件、磁珠、滤波电容、共模电感、共模电容组成，电路结构示意图如图2所示。
其中，USB接口器件可以为键盘鼠标输入接口1、键盘鼠标输入接口2和键盘鼠标模拟输出接口，键盘鼠标处理芯片可以为USB鼠标转串口芯片和串口转键盘鼠标芯片。当USB接口器件为键盘鼠标输入接口1时，键盘鼠标处理芯片为USB鼠标转串口芯片，此时电磁干扰滤波及防护电路为电磁干扰滤波及防护电路1；当USB接口器件为键盘鼠标输入接口2时，键盘鼠标处理芯片为USB鼠标转串口芯片，此时电磁干扰滤波及防护电路为电磁干扰滤波及防护电路2；当USB接口器件为键盘鼠标模拟输出接口时，键盘鼠标处理芯片为串口转键盘鼠标芯片，此时电磁干扰滤波及防护电路为电磁干扰滤波及防护电路3。
MCU控制芯片通过UART接口分别与USB键盘鼠标转串口芯片、串口转键盘鼠标芯片相连接，通过8路GPIO与矩阵按键模块相连，通过UART、SPI或I2 C接口与液晶显示屏模块相连，通过SPI或SD卡通信接口与Micro SD卡存储器相连，通过1路GPIO驱动蜂鸣器电路，通过VBAT管脚和32kHz时钟管脚分别与纽扣电池和外部32.768kHz晶振相连。
一种低辐射抗电磁干扰的键盘鼠标模拟方法，包括以下步骤：
S1键盘鼠标模拟装置上电后USB键盘鼠标转串口芯片和串口转USB键盘鼠标芯片自动完成初始化，MCU控制芯片各功能硬件进行配置及初始化，并初始化内部变量，显示界面标志变量、编码标志变量、解码标志变量的初始值均为0，接着，MCU控制芯片通过中断方式判断矩阵按键是否有按键按下，如果有按键按下则使显示界面标志变量、编码标志变量、解码标志变量的值发生变化；如果显示界面标志变量的值变化则显示界面同步显示对应的内容；如果编码标志变量值为1则进入到编码流程；如果解码标志变量值为1则进入到解码流程；
S2当判断模拟装置进入到编码流程后，该模拟装置进入循环判断是否开始以直接存储器访问(DMA)的形式向串口转键盘鼠标芯片实时输出来自USB键盘鼠标转串口芯片的键盘和鼠标码或是否退回至模拟装置的初始化状态，在循环判断的过程中，如果判断到开始DMA传输，则该模拟装置进入DMA传输的状态，如果判断到退回至初始化状态，则该模拟装置退回至初始化状态；当模拟装置开始DMA传输后，该模拟装置进入循环判断是否开始存储编码的状态，如果判断到开始存储编码，该模拟装置新建并打开一个二进制文件，然后进入循环记录键盘和/或鼠标输入数据的状态；并在键盘和/或鼠标发送数据经USB键盘鼠标转串口芯片编码处理成键盘和/或鼠标码后的串口中断中，解析键盘和/或鼠标码，并记录各键盘和/或鼠标码的时间戳，然后将记录到的键盘码和/或鼠标码及相邻操作之间的时间间隔经过编码处理后存入该模拟装置内的Micro SD卡存储器中；同时，在循环记录键盘和/或鼠标输入数据的过程中，如果判断到“停止存储编码”后，该模拟装置将关闭二进制文件，然后返回到循环判断是否停止DMA传输的状态；如果判断到“停止DMA传输”后，该模拟装置将返回到循环判断是否开始DMA传输或退回至模拟装置的初始化状态；
S3当判断模拟装置进入到解码流程后，该模拟装置进入循环判断以何种方式模拟键盘和/或鼠标的状态，包括：仅模拟鼠标、仅模拟键盘、同时模拟键盘和鼠标、自定义模拟，如果判断到仅模拟鼠标，则该模拟装置进入特定鼠标轨迹模拟的状态，鼠标轨迹包括但不限于：圆形轨迹、椭圆形轨迹、矩形轨迹、三角形轨迹、Z字型轨迹等，即模拟装置内的MCU控制芯片通过运行算法并结合用户输入的轨迹参数向串口转键盘鼠标芯片发送鼠标码，经其解码后输出鼠标数据；如果判断到仅模拟键盘，则该模拟装置进入特定键盘码模拟的状态，特定键盘码包括但不限于：特定字符、字母循环、数字循环、全字符循环等，即模拟装置内的MCU控制芯片通过运行算法并结合用户输入的键盘码参数向串口转键盘鼠标芯片发送键盘码，经其解码后输出键盘数据；如果判断到同时模拟键盘和鼠标，则该模拟装置进入特定鼠标轨迹和特定键盘码同时模拟的状态，鼠标轨迹同仅模拟鼠标的状态，键盘码同仅模拟键盘的状态，即模拟装置内的MCU控制芯片通过运行算法并结合用户输入的鼠标轨迹参数和键盘码参数向串口转键盘鼠标芯片发送键盘和鼠标码，经其解码后输出键盘和鼠标数据；如果判断到自定义模拟，则该模拟装置进入自定义模拟的状态，该模拟装置根据用户选择打开一个二进制文件，然后将该二进制文件中存储的键盘和/或鼠标的数据流按照时间顺序解析后发送至串口转键盘鼠标芯片，经其解码后输出键盘和/或鼠标数据；在模拟装置模拟键盘和/或鼠标的状态下，如果判断到“停止模拟”后，该模拟装置将返回到循环判断以何种方式模拟键盘和/或鼠标的状态或退回至模拟装置的初始化状态。
本发明的键盘和鼠标模拟装置的软件由实时操作系统、文件系统、应用程序、硬件驱动程序组成。其中，实时操作系统用于各任务进程调度，文件系统用于文件的读写处理，应用程序用于实现键盘鼠标模拟装置的功能，应用程序包括3个进程。
进程1：显示进程，根据显示界面标志变量不断轮询，显示特定软件界面；
进程2：键盘鼠标解码进程，不断轮询解码标志变量，根据不同的解码标志变量输出不同的键盘和/或鼠标码至串口转键盘鼠标芯片；
进程3：键盘鼠标编码进程，通过UART中断接收来自USB键盘鼠标转串口芯片的键盘和/或鼠标码，然后，不断轮询编码标志变量，判断是否开始或结束以DMA(直接存储器访问)的形式向串口转键盘鼠标芯实时输出键盘和/或鼠标码，判断是否开始或结束存储键盘和/或鼠标码。
键盘鼠标解码进程(进程2)的流程图如图3所。
键盘鼠标编码进程(进程3)的流程图如图4所。
本发明的键盘和鼠标的模拟和记录实现思路如下所示。
本发明的键盘鼠标模拟装置上电后，USB键盘鼠标转串口芯片和串口转USB键盘鼠标芯片自动完成初始化，MCU控制芯片各功能硬件进行配置及初始化，其次，创建任务进程，进程包括：显示进程、键盘鼠标解码进程和键盘鼠标编码进程，然后，启动任务调度器，任务开始执行，最后，显示进程、键盘鼠标解码进程、键盘鼠标编码进程和中断处理函数等共同实现键盘鼠标模拟装置的功能。具体流程如图5所示。
在本实施例子中，键盘和鼠标数据采用二进制(.bin)文件进行存储，文件以每11个字节为一组，每组代表一个键盘或鼠标操作码，键盘的操作码格式如下所示：
Figure BDA0003376365980000111
时间间隔占用3个字节，以ms为单位，低字节在前，高字节在后，可以表示的最大时间间隔为2^(8*3)ms≈280分钟；键盘码占用1个字节，其值为0x02时该组数据为键盘的操作码；控制键占用1个字节，每个位表示一个按键，1表示该键按下，0表示该键释放或未按下，具体如键盘操作码控制键格式所示。
Figure BDA0003376365980000121
普通按键值占用6个字节，每个字节表示一个按键，最多可以表示6个按键按下，如果无按键按下则填写0x00。
鼠标(模拟绝对鼠标)的操作码格式如鼠标操作码格式所示。
Figure BDA0003376365980000122
Figure BDA0003376365980000131
时间间隔数据格式同键盘操作码的时间间隔，鼠标码占用一个字节，其值为0x04时该组数据为鼠标的操作码；按键值占用一个字节，最低3位每位表示一个按键，1表示该键按下，0表示该键释放或未按下，具体如鼠标操作码按键值格式所示。
BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0
0 0 0 0 0 中键 右键 左键
X轴坐标值和Y轴坐标值各占用2个字节，低字节在前，高字节在后；齿轮滚动齿数占用1个字节，其值为0x00表示齿轮无滚动，其值在0x01～0x7F范围内表示齿轮向上滚动对应的齿数，其值在0x81～0xFF范围内表示齿轮向下滚动(值-0x80)的齿数；保留占用一个字节，其值为0x00，其目的是使鼠标的操作码的长度与键盘的操作码的长度相等。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种低辐射抗电磁干扰的键盘鼠标模拟装置，包括机壳，其特征在于，所述机壳内设置有MCU控制芯片、串口转键盘鼠标芯片、USB键盘鼠标转串口芯片、电源供电电路、电磁干扰滤波及防护电路、Micro SD卡存储器、液晶显示模块、矩阵按键模块、实时时钟电路、蜂鸣器电路、键盘鼠标输入接口和键盘鼠标模拟输出接口，所述键盘鼠标输入接口与所述USB键盘鼠标转串口芯片的端口连接，所述USB键盘鼠标转串口芯片的数据端口与所述MCU控制芯片的数据端口连接，所述键盘鼠标模拟输出接口与所述串口转键盘鼠标芯片的端口连接，所述串口转键盘鼠标芯片的数据端口与所述MCU控制芯片的数据端口连接，所述MCU控制芯片的数据端口与液晶显示模块数据端口连接，所述矩阵按键模块的输出端与所述MCU控制芯片的输入端连接，所述MCU控制芯片的输出端与所述蜂鸣器电路的输入端连接，所述Micro SD卡存储器的数据存储端口与所述MCU控制芯片的数据端口连接，所述MCU控制芯片上设置有实时时钟电路。
2.如权利要求1所述低辐射抗电磁干扰的键盘鼠标模拟装置，其特征在于，所述键盘鼠标模拟输出接口和所述键盘鼠标输入接口的输出端均设置有电磁干扰滤波及防护电路，所述电磁干扰滤波及防护电路包括保险丝、静电防护器件、磁珠、滤波电容、共模电感和共模电容，所述键盘鼠标模拟输出接口的输出端和所述串口转键盘鼠标芯片之间依次串联连接有保险丝、磁珠和共模电感，所述键盘鼠标模拟输出接口的出口端设置有静电防护器件，所述串口转键盘鼠标芯片的输出端设置有所述共模电容，所述磁珠上设置有所述滤波电容。
3.如权利要求1所述低辐射抗电磁干扰的键盘鼠标模拟装置，其特征在于，所述机壳采用金属材质，所述液晶显示模块采用屏蔽玻璃防护，所述键盘的通信线缆采用屏蔽线缆。
4.如权利要求1所述低辐射抗电磁干扰的键盘鼠标模拟装置，其特征在于，所述MCU控制芯片的PCB板采用4层板，顶层和底层均为地层，顶层与底层之间通过四周的过孔带连接，中间两层分别为电源层和信号层，电源层采用负片工艺分隔电源，信号层的差分信号线按差分对的形式布线。
5.如权利要求4所述低辐射抗电磁干扰的键盘鼠标模拟装置，其特征在于，所述MCU控制芯片的电源管脚增加去耦电容。
6.一种低辐射抗电磁干扰的键盘鼠标模拟方法，其特征在于，包括：
S1键盘鼠标模拟装置上电后USB键盘鼠标转串口芯片和串口转USB键盘鼠标芯片自动完成初始化，MCU控制芯片各功能硬件进行配置及初始化，并初始化内部变量，显示界面标志变量、编码标志变量、解码标志变量的初始值均为0，接着，MCU控制芯片通过中断方式判断矩阵按键是否有按键按下，如果有按键按下则使显示界面标志变量、编码标志变量、解码标志变量的值发生变化；如果显示界面标志变量的值变化则显示界面同步显示对应的内容；如果编码标志变量值为1则进入到编码流程；如果解码标志变量值为1则进入到解码流程；
S2当判断模拟装置进入到编码流程后，该模拟装置进入循环判断是否开始以直接存储器访问(DMA)的形式向串口转键盘鼠标芯片实时输出来自USB键盘鼠标转串口芯片的键盘和鼠标码或是否退回至模拟装置的初始化状态，在循环判断的过程中，如果判断到开始DMA传输，则该模拟装置进入DMA传输的状态，如果判断到退回至初始化状态，则该模拟装置退回至初始化状态；当模拟装置开始DMA传输后，该模拟装置进入循环判断是否开始存储编码的状态，如果判断到开始存储编码，该模拟装置新建并打开一个二进制文件，然后进入循环记录键盘和/或鼠标输入数据的状态；并在键盘和/或鼠标发送数据经USB键盘鼠标转串口芯片编码处理成键盘和/或鼠标码后的串口中断中，解析键盘和/或鼠标码，并记录各键盘和/或鼠标码的时间戳，然后将记录到的键盘码和/或鼠标码及相邻操作之间的时间间隔经过编码处理后存入该模拟装置内的Micro SD卡存储器中；同时，在循环记录键盘和/或鼠标输入数据的过程中，如果判断到“停止存储编码”后，该模拟装置将关闭二进制文件，然后返回到循环判断是否停止DMA传输的状态；如果判断到“停止DMA传输”后，该模拟装置将返回到循环判断是否开始DMA传输或退回至模拟装置的初始化状态；
S3当判断模拟装置进入到解码流程后，该模拟装置进入循环判断以何种方式模拟键盘和/或鼠标的状态，包括：仅模拟鼠标、仅模拟键盘、同时模拟键盘和鼠标、自定义模拟，如果判断到仅模拟鼠标，则该模拟装置进入特定鼠标轨迹模拟的状态，鼠标轨迹包括但不限于：圆形轨迹、椭圆形轨迹、矩形轨迹、三角形轨迹、Z字型轨迹等，即模拟装置内的MCU控制芯片通过运行算法并结合用户输入的轨迹参数向串口转键盘鼠标芯片发送鼠标码，经其解码后输出鼠标数据；如果判断到仅模拟键盘，则该模拟装置进入特定键盘码模拟的状态，特定键盘码包括但不限于：特定字符、字母循环、数字循环、全字符循环等，即模拟装置内的MCU控制芯片通过运行算法并结合用户输入的键盘码参数向串口转键盘鼠标芯片发送键盘码，经其解码后输出键盘数据；如果判断到同时模拟键盘和鼠标，则该模拟装置进入特定鼠标轨迹和特定键盘码同时模拟的状态，鼠标轨迹同仅模拟鼠标的状态，键盘码同仅模拟键盘的状态，即模拟装置内的MCU控制芯片通过运行算法并结合用户输入的鼠标轨迹参数和键盘码参数向串口转键盘鼠标芯片发送键盘和鼠标码，经其解码后输出键盘和鼠标数据；如果判断到自定义模拟，则该模拟装置进入自定义模拟的状态，该模拟装置根据用户选择打开一个二进制文件，然后将该二进制文件中存储的键盘和/或鼠标的数据流按照时间顺序解析后发送至串口转键盘鼠标芯片，经其解码后输出键盘和/或鼠标数据；在模拟装置模拟键盘和/或鼠标的状态下，如果判断到“停止模拟”后，该模拟装置将返回到循环判断以何种方式模拟键盘和/或鼠标的状态或退回至模拟装置的初始化状态。
7.如权利要求6所述低辐射抗电磁干扰的键盘鼠标模拟方法，其特征在于，所述二进制文件为键盘和鼠标数据存储文件，以每11个字节为一组，每组代表一个键盘或鼠标操作码。
8.如权利要求7所述低辐射抗电磁干扰的键盘鼠标模拟方法，其特征在于，所述键盘或鼠标操作码的时间间隔占用3个字节，以ms为单位，键盘码占用1个字节，其值为0x02时该组数据为键盘的操作码，其值为0x04时该组数据为鼠标的操作码。
CN202111418143.0A 2021-11-26 2021-11-26 一种低辐射抗电磁干扰的键盘鼠标模拟装置及方法 Active CN114035697B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111418143.0A CN114035697B (zh) 2021-11-26 2021-11-26 一种低辐射抗电磁干扰的键盘鼠标模拟装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111418143.0A CN114035697B (zh) 2021-11-26 2021-11-26 一种低辐射抗电磁干扰的键盘鼠标模拟装置及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114035697A true CN114035697A (zh) 2022-02-11
CN114035697B CN114035697B (zh) 2023-10-03

Family

ID=80145630

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111418143.0A Active CN114035697B (zh) 2021-11-26 2021-11-26 一种低辐射抗电磁干扰的键盘鼠标模拟装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114035697B (zh)

Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992009038A1 (en) * 1990-11-13 1992-05-29 Wang Laboratories, Inc. Computer with separate display plane and user interface processor
FI956005A0 (fi) * 1995-12-14 1995-12-14 Salcomp Oy Tastaturstruktur som minskar elektromagnetisk stoerning
CN1119304A (zh) * 1994-03-18 1996-03-27 国际商业机器公司 具有两个游戏棒和带缺省模板的触摸板的输入设备
CN1119297A (zh) * 1994-03-18 1996-03-27 国际商业机器公司 在一双壳壳体中键盘—触摸垫的组合
US5608895A (en) * 1992-06-13 1997-03-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Method for providing mouse functionality using either an internal or external mouse input device
CA2264167A1 (en) * 1996-08-28 1998-03-05 Via, Inc. Touch screen systems and methods
US20030011576A1 (en) * 2000-03-30 2003-01-16 Sandbach David Lee Data processing apparatus with replacement keyboard
CN1501265A (zh) * 2002-11-12 2004-06-02 联想(北京)有限公司 键盘和鼠标输入操作的数据记录和模拟装置及方法
CN1591336A (zh) * 2003-08-25 2005-03-09 联想(北京)有限公司 模拟计算机键盘或鼠标操作的方法
CN1667551A (zh) * 2004-03-08 2005-09-14 明基电通股份有限公司 可使用多个按键的电子装置
US20060193437A1 (en) * 2005-01-31 2006-08-31 Dieter Boeing Method and apparatus for controlling an imaging modality
US20120075187A1 (en) * 2010-09-24 2012-03-29 Yuan-Chan Lee Method for simulating a mouse device with a keyboard and input system using the same
CN205005030U (zh) * 2015-09-17 2016-01-27 龚攀 一种电子信息抗干扰电路
CN106598264A (zh) * 2017-01-16 2017-04-26 高晓军 用于电脑的多功能集成操控平台垫
CN208255832U (zh) * 2018-06-21 2018-12-18 广东视腾电子科技有限公司 一种键鼠同步器
US20190155451A1 (en) * 2017-11-22 2019-05-23 Egalax_Empia Technology Inc. Touch Sensitive Keyboard System and Processing Apparatus and Method Thereof
CN209517078U (zh) * 2019-04-16 2019-10-18 常州市多极电磁环境技术有限公司 键鼠组合信号滤波器
CN110766925A (zh) * 2018-12-31 2020-02-07 北京安天网络安全技术有限公司 一种单向远程传输键盘鼠标信号的电路及系统
CN111669533A (zh) * 2020-06-04 2020-09-15 北京隆鑫泰业科技有限公司 一种信号分配设备
WO2020195473A1 (ja) * 2019-03-27 2020-10-01 Tdk株式会社 電磁波測定点算出プログラム及び放射妨害波測定装置

Patent Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992009038A1 (en) * 1990-11-13 1992-05-29 Wang Laboratories, Inc. Computer with separate display plane and user interface processor
US5608895A (en) * 1992-06-13 1997-03-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Method for providing mouse functionality using either an internal or external mouse input device
CN1119304A (zh) * 1994-03-18 1996-03-27 国际商业机器公司 具有两个游戏棒和带缺省模板的触摸板的输入设备
CN1119297A (zh) * 1994-03-18 1996-03-27 国际商业机器公司 在一双壳壳体中键盘—触摸垫的组合
FI956005A0 (fi) * 1995-12-14 1995-12-14 Salcomp Oy Tastaturstruktur som minskar elektromagnetisk stoerning
CA2264167A1 (en) * 1996-08-28 1998-03-05 Via, Inc. Touch screen systems and methods
US20030011576A1 (en) * 2000-03-30 2003-01-16 Sandbach David Lee Data processing apparatus with replacement keyboard
CN1501265A (zh) * 2002-11-12 2004-06-02 联想(北京)有限公司 键盘和鼠标输入操作的数据记录和模拟装置及方法
CN1591336A (zh) * 2003-08-25 2005-03-09 联想(北京)有限公司 模拟计算机键盘或鼠标操作的方法
CN1667551A (zh) * 2004-03-08 2005-09-14 明基电通股份有限公司 可使用多个按键的电子装置
US20060193437A1 (en) * 2005-01-31 2006-08-31 Dieter Boeing Method and apparatus for controlling an imaging modality
US20120075187A1 (en) * 2010-09-24 2012-03-29 Yuan-Chan Lee Method for simulating a mouse device with a keyboard and input system using the same
CN205005030U (zh) * 2015-09-17 2016-01-27 龚攀 一种电子信息抗干扰电路
CN106598264A (zh) * 2017-01-16 2017-04-26 高晓军 用于电脑的多功能集成操控平台垫
US20190155451A1 (en) * 2017-11-22 2019-05-23 Egalax_Empia Technology Inc. Touch Sensitive Keyboard System and Processing Apparatus and Method Thereof
CN208255832U (zh) * 2018-06-21 2018-12-18 广东视腾电子科技有限公司 一种键鼠同步器
CN110766925A (zh) * 2018-12-31 2020-02-07 北京安天网络安全技术有限公司 一种单向远程传输键盘鼠标信号的电路及系统
WO2020195473A1 (ja) * 2019-03-27 2020-10-01 Tdk株式会社 電磁波測定点算出プログラム及び放射妨害波測定装置
CN209517078U (zh) * 2019-04-16 2019-10-18 常州市多极电磁环境技术有限公司 键鼠组合信号滤波器
CN111669533A (zh) * 2020-06-04 2020-09-15 北京隆鑫泰业科技有限公司 一种信号分配设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN114035697B (zh) 2023-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104516862B (zh) 一种选择读取目标文档的编码格式的方法及其系统
CN102203716A (zh) 按键显示方式的更新方法及无线手持设备
CN100391173C (zh) 基于fpga和dsp的无线通信仿真装置
CN110246506A (zh) 人声智能检测方法、装置及计算机可读存储介质
CN114035697A (zh) 一种低辐射抗电磁干扰的键盘鼠标模拟装置及方法
CN108986809B (zh) 一种便携式设备及其唤醒方法和装置
CN109686135A (zh) 一种中英文对照益智软件及使用方法
CN202976538U (zh) 一种图像点读播放系统
CN101930474A (zh) 汉字简易笔划检索方法
CN101206533A (zh) 具有移动存储功能和手写输入功能的鼠标
CN206097775U (zh) 组合数码
CN107122067A (zh) 物理介质表面位置编解码的方法、装置和可读存储介质
CN105551450A (zh) 一种段式液晶显示屏显示驱动方法与装置
CN103365895A (zh) 网页资源监测方法和装置
CN105373598A (zh) 作弊站点识别方法及装置
CN103390055A (zh) 一种文件传输方法及系统
CN101989219B (zh) 硬件侦错调试码信息输出方法、装置及系统
CN205788403U (zh) 基于彩票终端机的带反馈的自动出票设备
CN108205444A (zh) 一种高效ctp程序烧录测试处理系统
CN106023024B (zh) 一种课堂点名系统及方法
CN106570404A (zh) 一种防止意外修改lcd设置的方法及系统
CN103716655A (zh) 一种字幕转换的方法和设备
CN204721395U (zh) 多态手机体系
CN103744646B (zh) 支持用户自定义过滤条件和统计算法的系统及其运行方法
CN102520337A (zh) 访问寄存器的方法、装置及自动测试机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant