CN1452122A - 一种按键式鼠标的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种按键式鼠标的控制方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)确定鼠标操作键功能的步骤；(2)以及根据鼠标操作键功能，调节鼠标光标移动速度的步骤；(3)合成鼠标操作码对计算机进行操作。本发明采用调速的办法消除了像按键这样缺少移动信号的鼠标运行的间断感，使鼠标移动得以平滑地运行，并可迅速地移动到指定位置；用多方向按键使一个或两个按键移动鼠标到任何位置成为可能，从而减少了按键数目方便了使用者的操作；用鼠标快速定位键进一步提高了操作效率，用本发明的方法可有效地解决在遥控按键和有线按键这样的缺少移动信号的情况下，操作计算机的不适应感。

Description

一种按键式鼠标的控制方法

本发明涉及一种计算机鼠标的控制方法，特别涉及一种按键式鼠标在显示屏幕上位置移动的控制方法。

通常在使用计算机中，鼠标是不可缺少的外部操作设备，一般是使用机械或光电的方法检测鼠标移动的速度和方向，使人们可以迅速移动鼠标光标到所要求的位置，对计算机进行操作；但在有些场合，如目前手持手柄遥控操作，按键操作等没有移动信息的时候，以及在用按键来模拟移动鼠标光标的时候，鼠标光标却难以按人们的意志来进行平滑移动，并迅速到达指定位置，以至于使用十分困难，并产生令使用者难以忍受的运行间断感。

另外，在用按键模拟、或遥控按键模拟鼠标光标的移动时，一般一个键对应一个方向，四个方向需要四个键来模拟，这样为了移动光标到一个位置，需要频繁更换手指，不利于操作者使用。

在现成的鼠标器中没有提供一步快速移动到指定位置的鼠标，从而使鼠标的操作，总是从起步到目标，没有快捷的路可走。

本发明的主要目的是在没有移动信号的情况下，提供一种按键式鼠标的控制方法，该方法能有效地解决按键鼠标运行的间断感，可以平滑迅速地移动鼠标到指定位置，该方法还可以一步将鼠标移动到指定位置，并可以用一个按键去操作鼠标向多个方向移动。

根据上述目的，本发明提供了一种按键式鼠标的控制方法，该控制方法中鼠标光标的移动速度是由计算得出的，而不是跟踪鼠标的移动快慢直接得到的，它所采用的调速算法的过程是：光标在起步阶段以低速运行，超过一定范围加速运行，加到一定速度时，保持速度运行，符合人们移动光标的过程，是一个不断反馈调节过程。人们观察光标离目标的远近，在近目标时，让其移动得慢一点，在远离目标时，让其移动得快一点，这样才能快速准确地到达目标，用机械和光电鼠标操作时，可以根据人们手中鼠标移动的快慢，调节鼠标的移动速度。而在按键操作中，由于无法提供根据人们意志的移动信息，为了更好地移动到目标，而不是一步一动地移动，采用的方法是进行鼠标移动的速度调节，为了进行速度调节，本发明对鼠标每个方向的移动配有一个连续运行计数器，通过对其不断地进行标定计数，从而立刻可以知道在这次移动操作过程中，用户已用了多长时间，以此作为估计用户要达到的目标在哪里的基础，为了使光标能够配合用户迅速到达目标，本发明提出了调节鼠标速度的概念，提出的一个具体调节的方法是：在起步阶段以低速运行，再以加速运行，最后保持速度运行。这样运行的好处是：因为在开始时，光标可能离目标很近或也可能很远，而这只有用户很清楚，如是近目标，用户很快会停止，相对于程序，由于时间短，这时光标还处于低速，或刚加速，由于移动得慢，用户很容易控制就使光标停在需要的位置。如目标远，当用户按下移动键时，光标运动后由于用户按压时间长，没有松手，是连续运行的，这样很快就过了设定的条件，开始加速，鼠标运行速度很快提升，迅速向目标运行，这时可能是以保持速度接近目标，用户松开按键，可能不及时会过冲或不到位就停止，这时由于按键松开，一切又从头开始，但因目标已近，而对近目标，可重复前面的过程，几次调节，很容易就可达到目标。

本发明对鼠标移动方向采用总体上合成的方法运行，因此当按下垂直键的同时按左右键，其总体向着合成的方向前进。还同时使用屏蔽的方法，使得在使用中，用户在按下一个方向的移动键，同时又按下另一方向的移动键时，自动屏蔽在先按下的移动键，向反方向前进，当反方向键一松开，原来方向又被解除屏蔽，获得运行权，这样可以使用户在按下一个方向的移动键的同时，可以用反方向键来调节运行方向；当反方向键按下时，向反方向运行，当反方向键抬起时，立刻原方向起步运行。这样，有利于在目标位置附近，迅速调节光标到达指定位置。

在实际移动鼠标作中，图标的位置是相对固定的，如像四个角点、中心及偏心点附近存有操作图标，大量的操作发生在这些点附近，所以考虑设置快速键可迅速定位，方便进行操作，同时可能有用户需要特殊使用的位置图标，要求迅速到达，本发明给出了用户可根据需要来重新设置这些鼠标快速到达的位置的方法。

本发明中还可以用一个按键代表两个方向，如上下运动方向，另一键代表左右运行方向，用这两个按键来模拟四个方向的移动，其方法是：如假设要到达的方向在现鼠标光标的右上方，当先按下代表上下移动的按键时，光标以一个设定的方向如向上运行，当人们观察鼠标光标的移动，发现与要到达的方向相同时，保持按键连续按下不动，如鼠标光标超过了该位置，这时松开，鼠标停止，再按下按键，则向反向向下运行，如超过目标松开按键，再按下时，又向上。由于，起步时速度慢，又可松开按键使光标停止运行，这样通过反复按压该按键，调节光标与目标位置上下对齐。如在按压过程中，发现光标运行方向与要到达的位置方向相反，立即松开，再压时即向目标趋近的方向运行。同样，另一键可对左右位置完成对准操作。从而，用两键来代表四个方向的运行，达到用两键移动光标到任何位置的目的。

用一个按键代表四个方向的移动方法和原理是：当按键按下时，如不松开，则以一个方向一直运行，如松开一次，则变一次方向，如松开时依次进行上、右、下、左这样的方式反复运行，如设要移到的目标在现光标的右上方，距离D1，则当人们按下键，观察鼠标光标的移动向上，是要到的方向，则不松开，当其接近，或超过时，为叙述方便起见设其超过时，松开按键，这时目标在现光标的右下方，但由于停止时间合理，现光标离目标的距离D2＜D1，现按下按键时，光标向右运行，超过了要到达的位置，松开按键，这时，目标位置在现光标的左下方，只要停止及时，则有D3＜D2，再按下键时，光标向下运行，依次这样进行，即可使光标逐步逼近要到达的位置。由于依靠该键控制，人们只要控制向四个方向运行的距离长短，即可使目标到达指定的位置。这样，即可用一键来进行四个方向的运行，移动光标到任何位置的目的。

本发明采用调速的办法消除了像按键这样缺少移动信号的鼠标运行的间断感，使鼠标移动得以平滑地运行，并可迅速地移动到指定位置；用多方向按键使一个或两个按键移动鼠标到任何位置成为可能，从而减少了按键数目，减少手指横向运动次数；如把完成鼠标基本操作的五个按键分别置于五指下面，五指只需做上下移动即可完成操作，不需做平面移动，极大方便了使用者的操作；用鼠标快速定位键进一步提高了操作效率，用本发明的方法可有效地解决在遥控按键和有线按键这样的缺少移动信号的情况下，操作计算机的不适应感。

下面结合附图并通过优选的实施例，来详细说明本发明。

图1是应用本发明方法的按键式鼠标器的一个实例。

图2是图1所示按键式鼠标器的电路图。

图3为鼠标器按键分布的一个实例。

图4为按键断开情况下检测处理流程图。

图5为按键闭合情况下检测处理流程图。

图6为鼠标操作键第一次扫描处理流程图。

图7为鼠标操作键第二次扫描处理流程图。

图8为鼠标操作键第三次扫描处理流程图。

图9为鼠标速度调节流程图。

图10为多方向键由一个方向转下一个方向的流程图。

图11是预设的快速键到达位置示意图。

图12是屏幕分辨率及速度、加速度校准流程图。

图13是起步步数设定流程图。

图14是按键方向标识码及方向范围码、断开状态计数器最大值调整流程图。

图15是快速键位置设定流程图。

图16是转一个参数为消息发计算机流程图。

图17是通过计算机发消息修改参数流程图。

如图1所示，为本发明一个实例的原理方框图，单片机的I/O脚接有按键、电可擦写存储器及鼠标接口，由鼠标接口提供电源，使用本发明方法的程序在单片机中。如图2所示，为本发明一个实例的硬件电路，它包括一个单片机89C2051，SW1～SW7共7个按键，和一个串行电可擦写存储器24CL16，通过单片机的2、3脚连接到计算机鼠标接口，电源由计算机鼠标接口引入。单片机内存储有预先编好的控制鼠标移动的程序，电可擦写存储器中存储有预置的初值，方向范围码，屏幕分辨率、保持速度，加速度、断开状态计数器最大值。在七个按键中，第一按键设为左键、第二按键设为左方向键，第三按键设为上、下双方向键，第四按键设为右方向键，第五按键设为右键。第六按键为设定快速定位键，第七按键作为功能设定键。

在单片机程序中，为第一按键存有方向标识码为4，方向范围码为0，设为左键。第二按键存有方向标识码为3，方向范围码为1，设为左方向键。第三按键方向标识码为0，方向范围码为2，设为上、下双方向键。第四按键方向标识码为1，方向范围码为1，设为右方向键。第五按键方向标识码为5，方向范围码为0，设为右键。第六按键方向标识码为7，方向范围码为5，为设定的5个位置的快速定位键。第七按键作为功能设定键，设为与其它按键组合代表一个功能：第七按键加第一按键有效表示为进入屏幕分辨率校准；第七按键加第二按键有效表示为进入速度加速度调整；第七按键加第三按键有效进入起步步数设定，第七按键加第四按键有效，进入按键方向调整，第七按键加第五按键有效进入断开状态计数器最大值修改；

使用给按键配置的方向标识码和方向范围码，可方便地确定一个按键性质。

图3为鼠标器按键分布的一个实例，第一至第五按键分别对应右手的拇指、食指、中指、无名指和小指，经常用到的方向键——第二至第四按键，置于相对较灵活的食指、中指、无名指下，而第六和第七键是相对用到较少的键，则置于别的位置如掌心处。

本发明中控制鼠标移动的步骤是：

第一步，确定鼠标操作键功能：

在单片机程序内部对每个按键设置有按键断开状态计数器，取值范围是：无效值0，有效值范围是从初始值1至设定的最大值，当处于无效值时，表示的状态是按键处于闭合状态，处于初始值时，表示按键从闭合到断开已完成，当是最大值时，表示断开已超过了指定时间，初始化时，按键断开状态计数器置于最大值；

单片机程序对按键进行周期性检测，根据按键现在状态和断开状态计数器的值确定操作功能标志：

参见图4，如果操作键是断开的，且断开状态计数器值是无效的，则状态上一周期是闭合的，现断开，是从闭合到断开状态的初态，如果是方向键，则使屏蔽无效，如果该键是多方向键，则使其功能标识码转为下一值，为下一操作准备方向，断开状态计数器值置初值，反映这一状态已完成。

如果在检测到的操作键是断开的情况下，断开状态计数值是有效的：则状态是本周期前按键已是断开的，现周期也是，在断开状态计数器值是最大值时，则按键断开超过了指定时间，应保持此值，此值反映了按键断开已超过了指定时间，不是最大，按键无效计数器加1，为断开时间计数；

如图5所示，在检测到的操作键是闭合的情况下，如果断开状态计数值是最大值，表示按键断开超过了指定时间后再闭合，是闭合的初始态，这时要置断开状态计数器值无效，是多方向键要调整方向功能标识码为设定初始值，调整方法为如多方向有向上的方向，则设初始值为向上方向，如没有向上的方向，则设为向左的方向，以保证在断开超过一定的时间后，有一个确定的方向，从而使用户无需记忆该键断开超过一定的时间后的起步方向，在闭合的初始态，恢复运行计数器的判别值为正常值，以保持给定的加速时刻，最后根据方向标识码，转换该键为对应的鼠标操作码。

如在按键闭合：断开状态计数值不是最大值，在这种情况下，增加运行计数器的判别值为设定判别值的一倍，以延迟给定的加速时刻，这样保证在间断小的情况下，延长起步时间，以利于对近目标的调节，置断开状态计数器值无效，根据方向标识码转换该键对应的鼠标操作码有效。

在单片机程序中，为一个按键配置有方向标识码，取值范围为0，1，2，3，分别代表上移、右移、下移、左移方向，方向范围码取值2、4分别代表两方向、四方向的范围，按键的操作移动鼠标的方向依据方向标识码决定，方向范围码决定了按键变化范围，如下值：

设定方向范围码取值2：方向标识码取初值0，则该键对应垂直的上、下方向，即0，2两个数范围变化，如方向标识码初值选为2，则该键对应水平的右、左方向，即1，3两个数范围变化，设定方向范围码取值4，对应方向标识码在上、右、下、左四方向状态之间变化，即方向标识码在0，1，2，3四个方向变化；如方向范围码是0，则方向标识码是4，5，6分别代表左、中、右键；快速定位键方向标识码初值选为7，取值范围大于等于7，以其作为索引快速位置的索引值，方向范围码取1以上，表示快速定位个数；

第二步，确定鼠标运行速度：

为了确定鼠标的运行速度，在单片机程序中为每一个鼠标操作键设置有连续运行计数值：其取值范围被限定为：无效值，初始值至最大值，在初始化时其取为无效值，还为每一个方向设有方向屏蔽码，屏蔽有效，该方向被屏蔽，初始时屏蔽无效。

为进行速度调节，首先对鼠标操作键的连续运行计数值标定，参见图6至图8：

第一遍扫描对无效操作码进行处理，有效的暂不处理，对整个操作码处理一遍，且只对无效操作码进行处理，如果一个方向操作码无效，则要解除反方向的运行屏蔽；同时置本方向操作码的运行计数值无效，

这样做是因为在上一次如果被反方向屏蔽，在这一次反方向无效的情况下，该方向屏蔽被解除。

第二遍扫描对有效操作码情况进行处理：如果运行计数值有效，且为最大值保持，不为最大值，则加1，表示运行计数在增加；

在运行计数值无效时，有两种情况，一种是上次被屏蔽掉，一种是相应操作码是由刚闭合的按键产生的，刚闭合的按键，则因断开已使屏蔽无效，如没有被屏蔽，即屏蔽无效的情况则置运行计数值为初值；

第三遍扫描，进行屏蔽检查，即防止出现两个相反方向的操作码同时有效时，互相竞争的出现，对应使用用户在已闭合一个方向的按键时，再闭合反方向的按键，以新闭合的有效，这样在可以在按一键不动的情况下，点压另一反方向键，不断地改变方向，以迅速逼近目标。总是用新到的方向操作码屏蔽旧的，即判运行计数值大的方向，屏蔽该方向，且置其运行计数值无效，该方向对速度无贡献；

在特殊情况，一个扫描周期内，同时两个键从断开到闭合，出现两计数值相等，则设定如是上、下方向，则屏蔽向下的，如是左、右的方向，则屏蔽向右的方向的，并置相应的计数值无效。

其次，根据连续运行计数值，对鼠标运行速度进行调节。

如图9所示，鼠标运行速度调节是这样实现的：

如果某方向对应运行计数值是无效值：速度为0，该方向不移动；

如果运行计数值有效，小于运行计数器预设定起步步数值(简称起步步数)，鼠标保持最小速度运行；

如果运行计数值大于等于起步步数，进入加速阶段，设置鼠标加速运行，如果加速到最大值速度，保持最大值速度，并设置运行计数值为最大值；

运行计数值为最大值：进入匀速阶段，保持速度运行；

这样，对应于从按键断开到闭合，鼠标光标运行的特点是起步低速运行，然后，进行加速运行，最后，保持速度运行。

在本步骤中，也可以预先把鼠标运行速度值编成表存入电可擦写存储器中，然后根据鼠标操作键的连续运行计数值查表，确定鼠标运行速度；所述鼠标运行速度值表也可以在使用中通过单片机与计算机的双向通讯来进行修改。

最后，合成鼠标操作码对计算机进行操作。

如图10所示，为多方向键由一个方向转下一个方向的流程图。如果方向范围码是2，则使方向标识码加2，如果是方向范围码是4，则方向标识码加1，如果大于或等于4，则再用4减去，均能准确地迁移到下一状态。如在双方向键的上下，其取值应为0，2；如初始是上方向，值是0，则0+2＝2从上方向迁移到下方向，如初始是下方向2，2+2＝4，4-4＝0，准确地调整到下方向，其它情况类似。

本发明中快速鼠标键控制步骤：

单片机程序内设置有垂直和水平方向走步累计和计数器，其值分别记忆鼠标光标在上下、及左右两方向走步值和，初始置0，其最大值的绝对值等于各自方向屏幕分辨率的一半，向上的走步为正，向下的走步为负，向左的走步为负，向右的走步为正，累计求和，至最大绝对值时还继续增加时保持该值，保证走步值走到边框继续前进时，走步累计和自动被校准。当程序检测到快速键时，找到存贮的目标位置值，比较累计走步和与其差值，确定移动方向，设置鼠标移动速度，使累计走步和等于目标值停止。

在上述步骤中，也可以在找到目标位置后，先移动鼠标到一角，以自动校准累计走步和，再从该位置出发，设置鼠标移动速度，使累计走步和等于目标值停止。

如图11所示，显示了在快速定位过程中，只要按下快速键，鼠标就可迅速到达指定的区域，使鼠标光标的位置与目标的距离迅速接近，从而使操作更加便利，为了节省键盘，使用一键五次轮换，同样也可达到快速到位的目的。如图所示，屏幕分辨率为800×600，设定快速定位初始值为(0，0)，(200，150)，(200，-150)，(-200，-150)，(-200，150)，快速键的方向标识码初值7，方向范围码5。当启动快速键时，光标可依次快速到达上述的五个位置。

为了用户使用方便，本发明还有屏幕分辨率标定、走步累计和校准及速度加速度、起步步数、按键方向、快速键位置设定。

如图12进入屏幕分辨率及走步累计和值校准状态：

由用户移动鼠标光标到底部，按确认键，取垂直走步累计和值为初值：

由用户移动鼠标光标到顶部，按确认键，取垂直走步累计和值为终值；

以两者之差的绝对值作为垂直屏幕的分辨率；

取该绝对值的一半，作为此时的垂直走步累计和值；

由用户移动鼠标光标到左部，按确认键，取水平走步累计和值为初值；

由用户移动鼠标光标到顶部，按确认键，取水平走步累计和值为终值；

以两者之差的绝对值作为水平屏幕的分辨率；

取该绝对值的一半，作为此时的水平走步累计和值；

保留得到屏幕分辨值；

如图12进入速度加速度调整状态：

取此时的垂直和水平方向的走步计数值为初值；

由用户移动光标，按确认键，取此时垂直和水平走步累计和值为终值；

取垂直和水平各自两者之差的绝对值分别为垂直和水平方向的保持速度值；

取此时的垂直和水平方向的走步累计和值为初值；

由用户移动光标，按确认键，取此时垂直和水平走步累计和值为终值；

取垂直和水平各自两者之差的预定比例，分别为垂直和水平方向的加速度值；

保留上述结果；

如图13进入起步步数设定状态：

取此时的垂直和水平方向的走步累计和值为初值；

由用户移动光标，按确认键，取此时垂直和水平走步累计和值为终值；

取垂直和水平各自两者之差的绝对值分别为垂直和水平方向的起步值；

保留上述结果；

如图14进入按键方向调整状态：由用户按一个键表示要设置的键，再按键1设置方向范围码为4，按键2设置方向范围码2；按键3设置方向范围码为0；按键4设置初值，按一次变化一次。

如图14进入断开状态最大值设置，取此时的垂直累计走步和为初值；

由用户移动光标，按确认键，取此时垂直垂直累计走步和为终值；

取两者之差的绝对值为断开状态最大值设置；

保留上述结果。

如图15进入快速键位置设定状态：由程序移动光标到一角，确信校准走步累计和，用户移动光标，到指定位置，按确认键，取此时垂直和水平走步累积和，保留结果，做为第一快速点，再由程序移动光标到一角，重复以上步骤，按退出键退出时置其方向范围码为选定个数值。

如图16所示，为转一个参数为消息发计算机的流程图。进入功能参数设定时可由计算机启动应用程序，单片机程序把参数转为鼠标消息给计算机，计算机接收后把鼠标消息解释为相应参数显示；参数设置结束后，单片机把设定后的参数转为鼠标消息给计算机，计算机接收后把鼠标消息解释为相应参数显示。其方法是：向上运行的步数不同表示的参数类型不同，向右运行的步数不同，表示该参数值的大小不同，向下、左运行同样的步数，该参数值输出结束。

如图17所示，所有参数的设定还可以通过计算机与单片机的双向通讯来实现。

由计算机启动应用程序单片机发来消息，单片机收到消息后，判别消息内容如是设置速度表则清接收缓冲区，发接收准备好，接收完毕进行存储，如果是设置参数，则同样清接收缓冲区，发接收准备好，接收完毕进行存储，如是进行参数显示，则把参数发给计算机显示。如果是计算机发来的位置消息，则根据其位置调节速度和校准累计走步和。

Claims (10)

1.一种按键式鼠标的控制方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(1)确定鼠标操作键功能的步骤；以及

(2)根据鼠标操作键功能，调节鼠标光标移动速度的步骤，

该步骤包括：

a.对鼠标操作键的连续运行计数值标定；

b.依据标定的鼠标操作键的连续运行计数值确定光标移动速度；

(3)合成鼠标操作码对计算机进行操作。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于所述的步骤(1)包括单片机程序对按键进行周期性检测以及根据按键现在状态和断开状态计数器的值确定操作功能标志的步骤。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于所述的步骤a中须依次对无效操作码进行处理、对有效操作码情况进行处理、进行屏蔽检查。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于在所述的屏蔽检查中总是用后到的方向操作屏蔽先到的方向操作。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于所述的步骤b中：

当连续运行计数值是无效值时速度为0；

当连续运行计数值有效且小于运行计数器预设定起步步数值时鼠标保持最小速度运行；

当连续运行计数值大于等于运行计数器预设定起步步数值时进入加速阶段，鼠标加速运行，如果加速到最大值速度，保持最大值速度，并设置连续运行计数值为最大值；

当连续运行计数值为最大值时进入匀速阶段，保持速度运行。

6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于它还包括一步将鼠标移动到指定位置的步骤。

7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于它还包括用一个按键去操作鼠标向多个方向移动的步骤。

8.根据权利要求1或3所述的控制方法，其特征在于它还包括有屏幕分辨率标定、走步累计和校准及速度加速度、起步步数、按键方向、快速键位置、断开状态最大值设定。

9.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于其中所述的所有参数可转为鼠标消息发给计算机显示。

10.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于其中所述的所有参数的设定还可以通过计算机与单片机的双向通讯来实现。

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