專利名稱：多功能鼠標(biāo)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電子產(chǎn)品的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種既可以作計(jì) 算機(jī)的一個外圍設(shè)備一一鼠標(biāo)器，又可以用作人體健康狀態(tài)信息探測 儀器的多功能的裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在通常用的鼠標(biāo)，只是計(jì)算機(jī)的一個外圍設(shè)備，它的功能是單 一的、只是操作計(jì)算機(jī)的一個工具。鼠標(biāo)技術(shù)是對傳統(tǒng)鍵盤輸入技術(shù) 的一項(xiàng)重要變革，是向多媒體化的人與計(jì)算機(jī)交換信息方式跨出的重要一步。在WINDOWS和其它圖形化的搡作系統(tǒng)中，雖然鍵盤暫時還不 能完全被淘汰，但由于有了鼠標(biāo)，我們已經(jīng)不需要輸入一大串的字符 命令，只需要移動鼠標(biāo)到顯示屏上的需要選項(xiàng)，輕輕點(diǎn)擊一下，即可 以實(shí)現(xiàn)對計(jì)算機(jī)的控制，這無疑大大簡化和方便了計(jì)算機(jī)的使用和普 及。因此，目前在每一臺電腦中，鼠標(biāo)已經(jīng)和鍵盤一樣，成了不可缺 少的配置?，F(xiàn)有的鼠標(biāo)器由外殼、由鼠標(biāo)的左鍵和右鍵構(gòu)成的功能鍵、 與計(jì)算機(jī)連接的傳輸信息的電纜線、以及其內(nèi)的把鼠標(biāo)相對的位置移 動信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字的坐標(biāo)位置信息并"告訴"給計(jì)算機(jī)的光、電裝置 組成。目前使用的鼠標(biāo)只具有方便操作計(jì)算機(jī)的功能，并不具備其他功能。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是，將采集人體信息的傳感器、轉(zhuǎn) 換裝置，與現(xiàn)有的鼠標(biāo)器集成一體，同時完成鼠標(biāo)的功能和人體信息 的釆集與處理，實(shí)現(xiàn)對計(jì)算機(jī)搡作者人體健康狀況的即時監(jiān)測。本實(shí)用新型的目的是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。 一種多功能鼠標(biāo)器，包括現(xiàn)有鼠標(biāo)器的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)還包括有安 裝在鼠標(biāo)器外殼上的紅光到近紅外光的發(fā)射接受裝置、安裝在鼠標(biāo)器外殼內(nèi)的自動增益放大電路、單片機(jī)電路以及連接計(jì)算機(jī)USB接口 的傳輸線、穩(wěn)流穩(wěn)壓源；所述的發(fā)射接受裝置有紅外發(fā)射管Dl和傳 感器D2兩部分；所述的自動增益放大電路由自動增益放大器兼濾波 電路U4構(gòu)成；所述的單片機(jī)電路主要是8051單片機(jī)；所述的穩(wěn)流 穩(wěn)壓源由穩(wěn)壓電源U1、參考電源U2、穩(wěn)流電源U3構(gòu)成；紅外發(fā)射 管Dl與穩(wěn)流電源U3連接，為紅外發(fā)射管Dl的工作電流源；傳感 器D2與自動增益放大器兼濾波電路U4連接；參考電源U2與自動 增益放大器兼濾波電路U4連接；自動增益放大器兼濾波電路U4與 單片機(jī)電路連接，經(jīng)自動增益放大器兼濾波電路U4放大濾波的人體 信息的模擬信號輸出給單片機(jī)電路，經(jīng)單片機(jī)電路A/D轉(zhuǎn)換傳輸給 計(jì)算機(jī)；所述的傳輸線中裝有鼠標(biāo)器與計(jì)算機(jī)通訊的電纜，以及單片 機(jī)U6與計(jì)算機(jī)通訊的電纜。本實(shí)用新型的信息采集處理電路、鼠標(biāo)電路可獨(dú)立為兩部分，也 可合二為一。合二為一時，傳輸線與鼠標(biāo)器的電纜線通過一個USB 哈駁電路U5使用一條電纜線與計(jì)算機(jī)的USB接口連接。所述的USB哈駁電路U5由貼片集成電路USB2512、接線器J2和晶體振蕩器CRY1組成；USB哈駁電路U5與計(jì)算機(jī)、鼠標(biāo)器、單 片機(jī)U6連接；由穩(wěn)壓電源U1提供工作電壓；晶體振蕩器CRY1為 貼片集成電路USB2512提供穩(wěn)定的時鐘信號。本實(shí)用新型的工作原理是手握鼠標(biāo)進(jìn)行常規(guī)操作，置于鼠標(biāo)內(nèi) 的光電傳感器即開始接受人體信息。這些被接收的信息，是由置于本 鼠標(biāo)器內(nèi)的光發(fā)射器所發(fā)射的特定光波發(fā)射到手的循環(huán)系統(tǒng)而反射 回來的。這些信息攜帶著大量的人體健康狀態(tài)，本發(fā)明利用數(shù)字、模 擬混合濾波技術(shù)和信號轉(zhuǎn)換技術(shù)實(shí)時地把有用信號變成數(shù)字信號傳 送給PC;再通過計(jì)算機(jī)實(shí)時地在電腦屏幕上看到操作者自己的身心 狀態(tài)，還可以實(shí)時地把被測信息傳到監(jiān)護(hù)中心或伙伴或工作單位，監(jiān) 護(hù)你的喜怒哀樂、疲勞程度、健康狀態(tài)等。本實(shí)用新型將人體信息的采集、轉(zhuǎn)換裝置與鼠標(biāo)集成一體，同時 完成鼠標(biāo)的功能和人體信息的釆集與處理。這樣，就不用另置一套專 門設(shè)備去采集人體信息，使用本實(shí)用新型的多功能鼠標(biāo)就可以在使用 計(jì)算機(jī)的同時，獲得操作者的健康情況。本實(shí)用新型采用優(yōu)化信號處 理電路，使之抗干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定可靠，小型化；系統(tǒng)的基礎(chǔ)放 大倍數(shù)能達(dá)到200倍，帶寬為0.1-20Hz，傳感器信號傳輸范圍5 -80mVpp，失真度小于1%。


圖l是本實(shí)用新型的原理框圖。圖2是本實(shí)用新型的穩(wěn)壓電源U1的電路圖。圖3是本實(shí)用新型的自動增益放大電路的電路圖。圖4是本實(shí)用新型的USB哈駁及鼠標(biāo)線路、接線器J2的接線電 路圖。圖5是本實(shí)用新型的單片機(jī)電路的電路圖。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步的說明。 實(shí)施例1本實(shí)用新型的多功能鼠標(biāo)器的總體結(jié)構(gòu) 圖l是本實(shí)用新型的原理框圖。圖1中，l為發(fā)射接受裝置，包 括紅外發(fā)射管D1和傳感器D2; 2為自動增益放大電路，由自動增益 放大器兼濾波電路U4、參考電源U2構(gòu)成，選用數(shù)控運(yùn)算放大器 AD8556可以實(shí)現(xiàn)信號放大、濾波兩種功能；3為單片機(jī)電路，選用 8051單片機(jī)，能集單片機(jī)、存儲器、CPU、 A/D變換、USB接口為 一體，是理想的信號處理與通訊器件；4為傳輸線；5為穩(wěn)流穩(wěn)壓源， 為各部分電路提供3.3V/1.8V/20mA工作用電;6為鼠標(biāo)器。整個系統(tǒng)使用反射式近紅外傳感器，釆集的人體信息經(jīng)帶有濾波 功能的自動增益放大器進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換，由單片機(jī)讀取數(shù)據(jù)后，通過 USB傳輸給計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)和單片機(jī)之間也可以通過USBHUB傳輸命 令及數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)與鼠標(biāo)器6之間也可以通過USBHUB傳輸命令及數(shù) 據(jù)；單片機(jī)的人體信息與鼠標(biāo)器的指令就能夠使用一條電纜線與計(jì)算 機(jī)的USB接口連接。實(shí)施例2 穩(wěn)流穩(wěn)壓源(5)穩(wěn)流穩(wěn)壓源(5)由穩(wěn)壓電源Ul、參考電源U2、穩(wěn)流電源U3 構(gòu)成。穩(wěn)壓電源U1如圖2所示。穩(wěn)壓電源U1是3.3V的穩(wěn)壓電源，由 貼片三端集成穩(wěn)壓電路AH33構(gòu)成，電容C1連接在AH33的輸出端 3腳與接地端2腳之間，進(jìn)一步降低紋波。AH33的輸入端1腳通過 接線器J2從計(jì)算機(jī)USB接口取電；AH33的輸出端3腳與USB哈駁 U5連接給U5供電；AH33的2腳接地(GED)。穩(wěn)流電源U3見圖3的左下部分，穩(wěn)流電源U3由貼片三端集成 穩(wěn)壓電路AH33構(gòu)成，將穩(wěn)壓電源接成穩(wěn)流形式，經(jīng)電阻R1輸出再 經(jīng)接線器Jl的2腳連接紅外發(fā)射管Dl，為Dl提供20mA的穩(wěn)定電 流。電容C3連接在AH33的輸出端1腳與接地端2腳之間，進(jìn)一步 降低紋波。本實(shí)用新型的貼片三端集成穩(wěn)壓電路AH33也可以用其他型號 的集成電路，例如7803、 H5503等替代。參考電源U2給自動增益放大器兼濾波電路U4提供參考電壓。 實(shí)施例3自動增益放大電路(2)圖3給出了本實(shí)用新型的自動增益放大電路(2)的電路圖。圖 3中，除20mA穩(wěn)流電源U3、參考電源U2夕卜，包括自動增益放大器 兼濾波電路U4。 Jl是接線器，是傳感器D2與自動增益放大器兼濾 波電路U4之間、紅外發(fā)射管D1與穩(wěn)流電源U3之間的連接點(diǎn)。參考電源U2由髙精度集成穩(wěn)壓電路AME8800構(gòu)成，其輸入端 2腳通過接線器J2接受計(jì)算機(jī)供電，其輸出端3腳接自動增益放大器 兼濾波電路U4。自動增益放大器兼濾波電路U4由數(shù)控運(yùn)算放大器AD8556組成。AD8556的反相端4腳接受來自傳感器D2的信息，D2的信息經(jīng) 接線器J2的3腳進(jìn)來，經(jīng)嵌位電路R2、 R16及耦合電容C4接到 AD8556的4腳；取自單片機(jī)電斷3 )的自動增益控制信號由AD8556 的3腳輸入；經(jīng)自動增益放大器兼濾波電路U4放大濾波的人體信息 的模擬信號由AD8556的7腳輸出，接到單片機(jī)電路(3 )的一個輸 入端；AD8556的同相端5腳連接1.8V參考電源U2的3腳，由參考 電源U2給AD8556提供參考電壓。圖3中VDD是單片機(jī)電路(3 ) 的輸出的穩(wěn)定電壓。自動增益放大器兼濾波電路U4也可以用AD8556同 一系列的其 他型號組成，例如8555，但需要另加抗干擾電路或措施。實(shí)施例4 USB哈駁(USB-HOB )圖4給出本實(shí)用新型的USB哈駁及鼠標(biāo)線路、接線器J2的接線 電路圖。接線器J2負(fù)責(zé)多功能鼠標(biāo)與計(jì)算機(jī)的連接。接線器J2的4腳連 接計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)供電給參考電源U2的2腳、穩(wěn)壓電源Ul的1 腳、穩(wěn)流電源U3的3腳以及鼠標(biāo)器、單片機(jī)。USB哈駁電路的核心部件是四路USB哈駁U5，可選用型號為 USB2512的貼片集成電路。貼片集成電路U5上游經(jīng)30、 31腳分別 接J2的3、 2腳，與計(jì)算機(jī)通訊；貼片集成電路U5下游分別經(jīng)3、 4 腳和鼠標(biāo)器通訊；貼片集成電路U5的1、 2腳與單片機(jī)電路(3)通 訊，亦即與健康信息檢測通訊；貼片集成電路U5的工作電源取自圖 2中穩(wěn)壓電源U1的3腳。圖4中CRY1為晶體振蕩器，給貼片集成電路U5提供穩(wěn)定的時鐘信號。該電路也可以用其他集成USB哈駁，例如GL850、 USB2502、 M9254等，但它們的功耗較髙。實(shí)施例5單片機(jī)電路(3)圖5是單片機(jī)電路(3)，電路的核心部件是單片機(jī)U6，型號可 以是C8051F320，該型號的單片機(jī)集單片機(jī)、存儲器、CPU、 A/D變 換、USB接口為一體，是理想的信號處理與通訊器件。單片機(jī)U6的 24腳與自動增益放大器兼濾波電路U4的3腳連接，為自動增益放 大器兼濾波電路U4提供自動增益控制信號；自動增益放大器兼濾波 電路U4的7腳經(jīng)R4、 C6低通連接單片機(jī)U6的25腳，使人體信息 的模擬信號由圖3中數(shù)控運(yùn)算放大器AD8556的7腳進(jìn)入單片機(jī)U6 的25腳；經(jīng)單片機(jī)U6處理的數(shù)據(jù)經(jīng)3、 4腳接到圖4中的四路USB 哈駁U5的1、 2腳；單片機(jī)176的6腳提供3.3￥穩(wěn)定電壓接圖3的 VDD,同時經(jīng)R14、 C10低通接本單片機(jī)U6的參考端9腳；7、 8腳 自圖4中接線器J2的4腳取電；單片機(jī)U613、 14腳在寫入程序時用。單片機(jī)電路(3)的核心部件C8051F320也可以用本系列的其他 型號代替，例如C8051F340等。圖2至圖5中所有GND都連在一起，所有V33都連接在一起。
權(quán)利要求1、一種多功能鼠標(biāo)器，其特征在于，結(jié)構(gòu)還包括有安裝在鼠標(biāo)器(6)外殼上的紅光到近紅外光的發(fā)射接受裝置(1)、安裝在鼠標(biāo)器(6)外殼內(nèi)的自動增益放大電路(2)、單片機(jī)電路(3)以及連接計(jì)算機(jī)USB接口的傳輸線(4)、穩(wěn)流穩(wěn)壓源(5)；所述的發(fā)射接受裝置(1)有紅外發(fā)射管D1和傳感器D2兩部分；所述的自動增益放大電路(2)由自動增益放大器兼濾波電路U4構(gòu)成；所述的單片機(jī)電路(3)主要是805 1單片機(jī)；所述的穩(wěn)流穩(wěn)壓源(5)由穩(wěn)壓電源U1、參考電源U2、穩(wěn)流電源U3構(gòu)成；紅外發(fā)射管D1與穩(wěn)流電源U3連接，為紅外發(fā)射管D1的工作電流源；傳感器D2與自動增益放大器兼濾波電路U4連接；參考電源U2與自動增益放大器兼濾波電路U4連接；自動增益放大器兼濾波電路U4與單片機(jī)電路(3)連接，經(jīng)自動增益放大器兼濾波電路U4放大濾波的人體信息的模擬信號輸出給單片機(jī)電路(3)，經(jīng)單片機(jī)電路(3)A/D轉(zhuǎn)換傳輸給計(jì)算機(jī)；所述的傳輸線(4)中裝有鼠標(biāo)器(6)與計(jì)算機(jī)通訊的電纜，以及單片機(jī)U6與計(jì)算機(jī)通訊的電纜。
2、 按照權(quán)利要求1所述的多功能鼠標(biāo)器，其特征在于，傳輸線 (4)與鼠標(biāo)器(6)的電纜線通過一個USB哈駁電路U5使用一條電纜線與計(jì)算機(jī)的USB接口連接；所述的USB哈駁電路U5由貼片 集成電路USB2512、接線器J2和晶體振蕩器CRY1組成；USB哈駁 電路U5與計(jì)算機(jī)、鼠標(biāo)器(6)、單片機(jī)U6連接；由穩(wěn)壓電源U1 提供工作電壓；晶體振蕩器CRY1為貼片集成電路USB2512提供時 鐘信號。
3、 按照權(quán)利要求1或2所述的多功能鼠標(biāo)器，其特征在于，所 述的穩(wěn)流電源U3，由貼片三端集成穩(wěn)壓電路AH33構(gòu)成，將穩(wěn)壓電 源接成穩(wěn)流形式，經(jīng)電阻Rl輸出再經(jīng)接線器Jl的2腳連接紅外發(fā)射 管D1;電容C3連接在AH33的輸出端1腳與接地端2腳之間。
4、 按照權(quán)利要求1或2所述的多功能鼠標(biāo)器，其特征在于，所 述的自動增益放大器兼濾波電路U4，由數(shù)控運(yùn)算放大器AD8556組 成；AD8556的反相端4腳接受來自傳感器D2的信息，D2的信息經(jīng) 接線器J2的3腳進(jìn)來，經(jīng)嵌位電路R2、 R16及耦合電容C4接到 AD8556的4腳；取自單片機(jī)電路(3 )的自動增益控制信號由AD8556 的3腳輸入；經(jīng)自動增益放大器兼濾波電路U4放大濾波的人體信息 的模擬信號由AD8556的7腳輸出，接到單片機(jī)電路(3)的一個輸 入端；AD8556的同相端5腳連接1.8V參考電源U2的3腳。
5、 按照權(quán)利要求1或2所述的多功能鼠標(biāo)器，其特征在于，所 述的單片機(jī)電路(3),核心部件是單片機(jī)U6，型號是C8051F320; 單片機(jī)U6的24腳與自動增益放大器兼濾波電路U4的3腳連接， 為自動增益放大器兼濾波電路U4提供自動增益控制信號；自動增益 放大器兼濾波電路U4的7腳經(jīng)R4、C6低通連接單片機(jī)U6的25腳； 經(jīng)單片機(jī)U6處理的數(shù)據(jù)經(jīng)3、4腳接到四路USB哈駁U5的1、2腳； 單片機(jī)U6的參考端9腳經(jīng)R14、 C10低通接地；單片機(jī)U6的7、 8 腳自接線器J2的4腳取電。
專利摘要本實(shí)用新型的多功能鼠標(biāo)器屬于電子產(chǎn)品的技術(shù)領(lǐng)域。結(jié)構(gòu)包括現(xiàn)有鼠標(biāo)器(6)，安裝在鼠標(biāo)器(6)外殼上的發(fā)射接受裝置(1)、安裝在鼠標(biāo)器(6)內(nèi)的自動增益放大電路(2)、單片機(jī)電路(3)以及連接計(jì)算機(jī)USB接口的傳輸線(4)、穩(wěn)流穩(wěn)壓源(5)；所述的自動增益放大電路(2)由AD8556組成；所述的單片機(jī)電路(3)是8051單片機(jī)。本實(shí)用新型將人體信息的采集、轉(zhuǎn)換裝置與鼠標(biāo)集成一體，可以在使用計(jì)算機(jī)的同時，獲得操作者的健康情況。本實(shí)用新型采用優(yōu)化信號處理電路，使之抗干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定可靠，小型化。
文檔編號A61B5/00GK201107744SQ20072009432
公開日2008年8月27日 申請日期2007年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月10日
發(fā)明者唐元廣, 鴻 常, 成懷暢, 苗鐵軍 申請人:成懷暢