自修復(fù)光電鼠標(biāo)的探索研究

任艷沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院信息與控制工程系

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自修復(fù)光電鼠標(biāo)的探索研究

任艷
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院信息與控制工程系

摘要：為避免資源的浪費(fèi)，以節(jié)能、環(huán)保為出發(fā)點，分析了傳統(tǒng)鼠標(biāo)的不足之處，研究了USB通信原理，USB接口技術(shù)等知識，對自修復(fù)光電鼠標(biāo)進(jìn)行研究與探索。

關(guān)鍵詞：自修復(fù)光電鼠標(biāo)；研究；探索

隨著這信息技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機(jī)已經(jīng)成為人們?nèi)粘９ぷ鳌W(xué)習(xí)必不可少的工具。其中，鼠標(biāo)作為計算機(jī)的一種外設(shè)，它能夠控制計算機(jī)屏幕的光標(biāo)移動，代替了鍵盤某些命令的繁瑣輸入，使計算機(jī)的操作更加簡便靈活。

從1968年12月9日至2005年9月鼠標(biāo)的發(fā)展從光機(jī)鼠標(biāo)、無線鼠標(biāo)、光電鼠標(biāo)，總結(jié)的鼠標(biāo)發(fā)展簡史，不難發(fā)現(xiàn)兩點：一、隨著技術(shù)的快速革新，鼠標(biāo)的更新?lián)Q代越來越快。從光電鼠標(biāo)的出現(xiàn)，到主導(dǎo)市場僅用了短短的4年時間。二、從鼠標(biāo)最初設(shè)計的初衷來看，光電鼠標(biāo)的更新?lián)Q代，到以微軟的IE4和羅技的MX系列為代表的“上一代”光電鼠標(biāo)上市，鼠標(biāo)的設(shè)計已經(jīng)基本具備一款完美鼠標(biāo)所應(yīng)該具備的絕大部分特性。新一代鼠標(biāo)的研發(fā)進(jìn)入一個“休整期”。

一、研究意義

盡管鼠標(biāo)的設(shè)計已經(jīng)近乎完美，但任何鼠標(biāo)在使用一段時間后，都會因各種原因出現(xiàn)故障，甚至不能使用。出現(xiàn)這種情況后，大多數(shù)的用戶會選擇更換一個新的鼠標(biāo)，舊的鼠標(biāo)則被當(dāng)垃圾扔掉很少有人會想到去把鼠標(biāo)維修一下，繼續(xù)使用。造成這種現(xiàn)行的主要原因有以下幾點：一是，部分用戶對鼠標(biāo)認(rèn)識不足，，認(rèn)為鼠標(biāo)一旦出現(xiàn)故障，只能更換一個鼠標(biāo)。二是，部分用戶試圖修理鼠標(biāo)再用，但維修費(fèi)用幾乎就可以購買一個新鼠標(biāo)，維修后的鼠標(biāo)使用時間是個未知數(shù)，還不如換一個新鼠標(biāo)劃算。三是，部分用戶想自己維修鼠標(biāo)，但苦于沒有專業(yè)的檢測維修工具、專業(yè)知識，只能放棄。這使一部分具有維修價值的鼠標(biāo)、通過更換一個或幾個鼠標(biāo)元器件就能繼續(xù)使用的鼠標(biāo)被當(dāng)成廢品丟棄，在這種無可奈何的情況下，無意當(dāng)中就會產(chǎn)生很大的浪費(fèi)，這與當(dāng)今社會所提倡“厲行節(jié)儉，反對浪費(fèi)”背道而馳，對環(huán)境也會造成一定的污染。

通過研究鼠標(biāo)的工作原理和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，我們發(fā)現(xiàn)，鼠標(biāo)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常簡單，所使用的與器件種類和數(shù)量也非常有限。構(gòu)成鼠標(biāo)的器件主要有，一個光學(xué)感應(yīng)器、一個接口控制芯片、一組光學(xué)透鏡組件、一個發(fā)光二極管、三個輕觸式按鍵、一套滾輪組件、一個滾輪照明燈、電容、二極管、電阻、外殼，USB接口總線。更具已損壞的程度可以分為易損件，如光學(xué)感應(yīng)器、接口控制芯片、輕觸按鍵、電容、電阻、二極管。費(fèi)易損件，如光學(xué)透鏡組件、外殼、USB接口總線，管輪。而鼠標(biāo)出現(xiàn)故障往往是，其中某個易損件損壞，非易損件件很難造成鼠標(biāo)故障、不能使用。如果因為一個元器件的損壞而更換一個新鼠標(biāo)，不但會對用戶造成一定的經(jīng)濟(jì)損失，更是對鼠標(biāo)制造元器件資源的一種大大的浪費(fèi)，大幅度的降低了鼠標(biāo)元器件的有效利用率。

因此，為了減少不必要的浪費(fèi)和環(huán)境和污染，降低用戶不必要的經(jīng)濟(jì)損失、提高鼠標(biāo)元件資源的有效利用率，研究設(shè)計一款不受維修成本、專業(yè)知識、維修工具的限制的鼠標(biāo)，用戶愿意而且能夠方便快捷排除故障、修復(fù)的鼠標(biāo)——具備“自修復(fù)”功能的鼠標(biāo)，是十分有必要的。

二、研究內(nèi)容及具體實施

（一）、搜集與USB技術(shù)相關(guān)資料，學(xué)習(xí)研究USB通信原理，USB接口技術(shù)、USB與計算機(jī)的通信協(xié)議等。搜集光電鼠標(biāo)相關(guān)資料，學(xué)習(xí)研究光電鼠標(biāo)的原理與內(nèi)部結(jié)構(gòu)。研究不同光電鼠標(biāo)所應(yīng)用的元器件區(qū)別。

圖1　鼠標(biāo)芯片電路原理圖[1]

（二）、現(xiàn)有光電鼠標(biāo)購買、拆卸、分析階段。對現(xiàn)在市場上比較流行的鼠標(biāo)按原理和內(nèi)部結(jié)構(gòu)、制造廠家進(jìn)行分類，并按分類購買不同類型的鼠標(biāo)。拆卸不同類別的鼠標(biāo)，對其內(nèi)部元器件進(jìn)行分析、匯總出不同鼠標(biāo)硬件組成方面的異同。

（三）、根據(jù)上述分類、分析、匯總的資料，購買電路板、元器件、元器件插槽選擇，焊接插槽電路板、安裝元器件、連接PC機(jī)進(jìn)行調(diào)試。開發(fā)現(xiàn)有光電鼠標(biāo)“公用”電路板。制作一個完整可以正常使用的USB技術(shù)自修復(fù)光電鼠標(biāo)。

三、創(chuàng)新之處

在資源利用率方面，鼠標(biāo)因維修需要一定的專業(yè)知識、維修工具等方面的原因，導(dǎo)致出現(xiàn)故障的鼠標(biāo)很少有進(jìn)行維修的。在一定程度上造成了資源的浪費(fèi)。USB技術(shù)自修復(fù)光電鼠標(biāo)突破了傳統(tǒng)焊接式鼠標(biāo)維修需要一定的專業(yè)知識、維修工具的限制，只要通過用戶自己以插拔方式更換鼠標(biāo)元器件，就能排除鼠標(biāo)的故障，修復(fù)鼠標(biāo)，從而避免了鼠標(biāo)元器件的浪費(fèi)，提高了資源的利用率。

在經(jīng)濟(jì)方面，現(xiàn)在更換一只新鼠標(biāo)，需要十幾元甚至上百元。鼠標(biāo)的損壞往往是鼠標(biāo)的某一個元器件的，更換一個元器件只需要零點幾元就可以修復(fù)鼠標(biāo)。價格上相差幾十倍甚至上百倍。USB技術(shù)自修復(fù)光電鼠標(biāo)能夠?qū)崿F(xiàn)用戶自己更換元器件的方式修復(fù)鼠標(biāo)，甚至用戶可以利用鼠標(biāo)生產(chǎn)廠家配備的備份元器件來修復(fù)鼠標(biāo)，購買一張自修復(fù)光電鼠標(biāo)，相當(dāng)于購買了相當(dāng)數(shù)量的“N個”鼠標(biāo)，對于用戶來說是非常節(jié)約開支的一種鼠標(biāo)。

在技術(shù)方面，USB技術(shù)自修復(fù)光電鼠標(biāo)采用的原理和能不結(jié)構(gòu)基本一致，只是把鼠標(biāo)元器件傳統(tǒng)的“焊接式”安裝改為“插拔式”安裝。

在生產(chǎn)制造方面，現(xiàn)有鼠標(biāo)生產(chǎn)廠家的鼠標(biāo)生產(chǎn)線完全可以繼續(xù)使用，只要把原有的鼠標(biāo)元件焊接式安裝方式添加上插槽，就能實現(xiàn)自修復(fù)鼠標(biāo)的生產(chǎn)。

四、結(jié)束語

首先光電鼠標(biāo)的工作原理已經(jīng)十分成熟，能不硬件所使用元器件大同小異。現(xiàn)有的很多微處理器，如單片機(jī)都是采用幾座安裝方式，如果微處理器一旦損壞，可以隨時更換新的器件，使產(chǎn)品被修復(fù)。把傳統(tǒng)的焊接式鼠標(biāo)元器件安裝方式改為插拔式基座安裝是完全可行的。在市場占有率方面，USB技術(shù)自修復(fù)光電鼠標(biāo)完全具備傳統(tǒng)“焊接式”鼠標(biāo)的所用功能，而且具備了“插拔式”自修復(fù)功能，因此，USB技術(shù)自修復(fù)光電鼠標(biāo)會很快占領(lǐng)鼠標(biāo)市場。

參考文獻(xiàn)：

[1]李少澤，喬文文.光電鼠標(biāo)在機(jī)器人定位中的應(yīng)用[J].單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用.2012(10).

作者簡介：任艷（1982-），女，遼寧沈陽人，沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院信息與控制工程系，電氣教研室主任（講師），碩士研究生，研究方向：多媒體音視頻同步。