### 一种红外线遥控鼠标的设计
#### 摘要：
本文介绍了一种创新设计——红外线遥控鼠标。该设计基于个人计算机（PC）中的PS/2接口原理，能够接收普通红外线遥控器信号，并通过PS/2接口将信号转换为鼠标输入传输至计算机。这一设计无需安装额外的驱动程序，具有成本低廉、性能稳定可靠的特点，同时具备良好的可扩展性，便于改装为其他类型的PS/2接口输入设备。
#### 关键词：
- PS/2接口
- 遥控鼠标
- 单片机
- 红外线
#### 设计背景：
从鼠标的发展历程来看，经历了机械式、光电机械式以及光电式等多个阶段。在接口技术方面，鼠标也从最初的串行接口逐步演进到了PS/2接口甚至USB接口。尽管如此，从性价比和使用的便捷性角度考量，当前市场上大部分鼠标仍然采用PS/2接口。随着计算机技术的进步，鼠标的应用形式也在不断变化，例如无线鼠标就是一种新兴形态。然而，市面上多数无线鼠标使用的是电磁波通信技术，不仅成本较高，还容易受到干扰。
针对这些问题，本文提出了一种低成本且稳定的红外线遥控鼠标设计方案。该方案可以完全替代现有的PS/2接口鼠标，并且兼容所有版本的Windows操作系统。
#### 硬件设计：
整个系统的硬件架构十分简洁，主要包括一片8902051单片机和一个一体化的红外接收头。一体化红外接收头负责接收遥控器发射的调制信号，并从中解调出TTL电平的地址和数据信号。单片机的复位机制采用简单的上电复位方式，晶振频率可以选择12MHz或其他较低频率。具体电路原理图如下：
**图1：基于8902051的PS/2鼠标电路原理图**
- P3.0：串行时钟线CLOCK
- P3.1：串行数据线DATA
此外，还可以在单片机的其他I/O口上增加一些扩展功能，例如使用LED指示灯显示鼠标的工作状态，或者利用P1口的部分引脚作为手动鼠标的功能按键。
为了提高抗干扰能力，部分一体化红外接收头需要额外的抗干扰电路设计。一种可行的方案是在电源端添加电阻R1（1kΩ，0.5W）和电容C1（0.1μF）、C2（22pF），用于滤除高频和低频干扰。实际调试过程中，需要根据光电接收管的具体参数调整R1的阻值范围（10Ω-500Ω），以达到最佳接收效果和接收距离。此外，还需要从软件层面进行抗干扰设计，主要是防止外部干扰信号触发中断。
**图2：红外接收抗干扰原理图**
#### 通信协议：
鼠标与计算机之间的通信遵循特定的串行协议，每帧数据包含n位信息。具体通信时序如下：
- 当时钟线为高电平时，数据线的状态发生变化。
- 在时钟信号下降沿处锁定数据状态，此时的数据即为计算机读取的有效数据。
与之相反，计算机向鼠标发送数据的过程略有不同：
1. **抑制通讯**：通过拉低时钟线CLOCK至少loops时间来抑制通讯。
2. **请求发送**：接下来，通过拉低数据线DATA发出请求发送信号，之后释放时钟线。
在此基础上，每帧数据除了包含11位的串行协议数据之外，还会多出一位设备应答位。
通过以上介绍可以看出，该红外线遥控鼠标的设计方案不仅实现了低成本、高性能的目标，而且具有较好的兼容性和扩展性，为用户提供了更加灵活和实用的选择。
