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键盘与鼠标是怎样的内部构造原理.doc

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键盘与鼠标是怎样的内部构造原理.doc
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鼠标是怎样的内部构造原理光电鼠标的内部构造工作原理 光电鼠标与机械式鼠标最大的不同之处在于其定位方式不同。 光电鼠标的工作原理是:在光电鼠标内部有一个发光二极管,通过该发光二极管发出的光线,照亮光电鼠标底部表面(这就是为什么鼠标底部总会发光的原因)。然后将光电鼠标底部表面反射回的一部分光线,经过一组光学透镜,传输到一个光感应器件(微成像器)内成像。这样,当光电鼠标移动时,其移动轨迹便会被记录为一组高速拍摄的连贯图像。最后利用光电鼠标内部的一块专用图像分析芯片(DSP,即数字微处理器)对移动轨迹上摄取的一系列图像进行分析处理,通过对这些图像上特征点位置的变化进行分析,来判断鼠标的移动方向和移动距离,从而完成光标的定位。 光电鼠标通常由以下部分组成:光学感应器、光学透镜、发光二极管、接口微处理器、轻触式按键、滚轮、连线、PS/2 或 USB 接口、外壳等。下面分别进行介绍: 光学感应器 光学感应器是光电鼠标的核心,目前能够生产光学感应器的厂家只有安捷伦、微软和罗技三家公司。其中,安捷伦公司的光学感应器使用十分广泛,除了微软的全部和罗技的部分光电鼠标之外,其他的光电鼠标基本上都采用了安捷伦公司的光学感应器。 光电鼠标的控制芯片 控制芯片负责协调光电鼠标中各元器件的工作,并与外部电路进行沟通(桥接)及各种信号的传送和收取。我们可以将其理解成是光电鼠标中的“管家婆”。 这里有一个非常重要的概念大家应该知道,就是 dpi 对鼠标定位的影响。dpi 是它用来衡量鼠标每移动一英寸所能检测出的点数,dpi 越小,用来定位的点数就越少,定位精度就低;dpi 越大,用来定位点数就多,定位精度就高。 通常情况下,传统机械式鼠标的扫描精度都在 200dpi 以下,而光电鼠标则能达到 400 甚至 800dpi,这就是为什么光电鼠标在定位精度上能够轻松超过机械式鼠标的主要原因。 光学透镜组件 光学透镜组件被放在光电鼠标的底部位置,从图 5 中可以清楚地看到,光学透镜组件由一个棱光镜和一个圆形透镜组成。其中,棱光镜负责将发光二极管发出的光线传送至鼠标的底部,并予以照亮。 圆形透镜则相当于一台摄像机的镜头,这个镜头负责将已经被照亮的鼠标底部图像传送至光学感应器底部的小孔中。通过观看光电鼠标的背面外壳,我们可以看出圆形透镜很像一个摄像头通过试验,笔者得出结论:不管是阻断棱光镜还是圆形透镜的光路,均会立即导致光电鼠标“失明”。其结果就是光电鼠标无法进行定位,由此可见光学透镜组件的重要性。 发光二极管 光学感应器要对缺少光线的鼠标底部进行连续的“摄像”,自然少不了“摄影灯”的支援。否则,从鼠标底部摄到的图像将是一片黑暗,黑暗的图像无法进行比较,当然更无法进行光学定位了。 通常,光电鼠标采用的发光二极管(如图 7)是红色的(也有部分是蓝色的),且是高亮的(为了获得足够的光照度)。发光二极管发出的红色光线,一部分通过鼠标底部的光学透镜(即其中的棱镜)来照亮鼠标底部;另一部分则直接传到了光学感应器的正面。用一句话概括来说,发光二极管的作用就是产生光电鼠标工作时所需要的光源。 轻触式按键 没有按键的鼠标是不敢想象的,因而再普通的光电鼠标上至少也会有两个轻触式按键。方正光电鼠标的PCB 上共焊有三个轻触式按键(图 8)。除了左键、右键之外,中键被赋给了翻页滚轮。高级的鼠标通常带有 X、Y 两个翻页滚轮,而大多数光电鼠标还是像这个方正光电鼠标一样,仅带了一个翻页滚轮。翻页滚轮上、下滚动时,会使正在观看的“文档”或“网页”上下滚动。而当滚轮按下时,则会使 PCB 上的“中键”产生作用。注意:“中键”产生的动作,可由用户根据自己的需要进行定义。 当我们卸下翻页滚轮之后,可以看到滚轮位置上,“藏”有一对光电“发射/接收”装置。“滚轮”上带有栅格,由于栅格能够间隔的“阻断”这对光电“发射/接收”装置的光路,这样便能产生翻页脉冲信号,此脉冲信号经过控制芯片传送给 Windows 操作系统,便可以产生翻页动作了。 键盘知识 1、什么是机械键盘:电脑键盘五花八门,各式各样,那应该怎样分类比较合理呢?只有按照设计原理与结构分类才不会出现混淆,从设计原理来看,键盘可以简单分为薄膜键盘、静电电容键盘和机械键盘三类。薄膜键盘的薄膜结构机械模组的薄膜键盘结构薄膜键盘就是大家现在最常见的键盘,从十几元的低端产品到上千元的薄膜键盘都有,覆盖面最广。无论是超薄键盘还是非超薄键盘,键帽结构如何复杂,只要是有三层薄膜结构设计的就是薄膜键盘。市场上曾经出现过一些所谓的机械键盘,在薄膜之上采用机械模组,曾经被一些人误认为机械键盘,误导了部分消费者。如上图所示就是采用机械模组的薄膜键盘。静电电容式键盘静电电容内部结构静电电容式键盘,采用这种原理设计的键盘非常特殊,从结构来看,静电电容式内部结构既包含了薄膜键盘中薄
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