专利名称：多功能鼠标器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电子产品的技术领域，特别涉及一种既可以作计 算机的一个外围设备一一鼠标器，又可以用作人体健康状态信息探测 仪器的多功能的装置。
背景技术：
现在通常用的鼠标，只是计算机的一个外围设备，它的功能是单 一的、只是操作计算机的一个工具。鼠标技术是对传统键盘输入技术 的一项重要变革，是向多媒体化的人与计算机交换信息方式跨出的重要一步。在WINDOWS和其它图形化的搡作系统中，虽然键盘暂时还不 能完全被淘汰，但由于有了鼠标，我们已经不需要输入一大串的字符 命令，只需要移动鼠标到显示屏上的需要选项，轻轻点击一下，即可 以实现对计算机的控制，这无疑大大简化和方便了计算机的使用和普 及。因此，目前在每一台电脑中，鼠标已经和键盘一样，成了不可缺 少的配置。现有的鼠标器由外壳、由鼠标的左键和右键构成的功能键、 与计算机连接的传输信息的电缆线、以及其内的把鼠标相对的位置移 动信息转换成数字的坐标位置信息并"告诉"给计算机的光、电装置 组成。目前使用的鼠标只具有方便操作计算机的功能，并不具备其他功能。实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是，将采集人体信息的传感器、转 换装置，与现有的鼠标器集成一体，同时完成鼠标的功能和人体信息 的釆集与处理，实现对计算机搡作者人体健康状况的即时监测。本实用新型的目的是采用如下技术方案实现的。 一种多功能鼠标器，包括现有鼠标器的结构，结构还包括有安 装在鼠标器外壳上的红光到近红外光的发射接受装置、安装在鼠标器外壳内的自动增益放大电路、单片机电路以及连接计算机USB接口 的传输线、稳流稳压源；所述的发射接受装置有红外发射管Dl和传 感器D2两部分；所述的自动增益放大电路由自动增益放大器兼滤波 电路U4构成；所述的单片机电路主要是8051单片机；所述的稳流 稳压源由稳压电源U1、参考电源U2、稳流电源U3构成；红外发射 管Dl与稳流电源U3连接，为红外发射管Dl的工作电流源；传感 器D2与自动增益放大器兼滤波电路U4连接；参考电源U2与自动 增益放大器兼滤波电路U4连接；自动增益放大器兼滤波电路U4与 单片机电路连接，经自动增益放大器兼滤波电路U4放大滤波的人体 信息的模拟信号输出给单片机电路，经单片机电路A/D转换传输给 计算机；所述的传输线中装有鼠标器与计算机通讯的电缆，以及单片 机U6与计算机通讯的电缆。本实用新型的信息采集处理电路、鼠标电路可独立为两部分，也 可合二为一。合二为一时，传输线与鼠标器的电缆线通过一个USB 哈驳电路U5使用一条电缆线与计算机的USB接口连接。所述的USB哈驳电路U5由贴片集成电路USB2512、接线器J2和晶体振荡器CRY1组成；USB哈驳电路U5与计算机、鼠标器、单 片机U6连接；由稳压电源U1提供工作电压；晶体振荡器CRY1为 贴片集成电路USB2512提供稳定的时钟信号。本实用新型的工作原理是手握鼠标进行常规操作，置于鼠标内 的光电传感器即开始接受人体信息。这些被接收的信息，是由置于本 鼠标器内的光发射器所发射的特定光波发射到手的循环系统而反射 回来的。这些信息携带着大量的人体健康状态，本发明利用数字、模 拟混合滤波技术和信号转换技术实时地把有用信号变成数字信号传 送给PC;再通过计算机实时地在电脑屏幕上看到操作者自己的身心 状态，还可以实时地把被测信息传到监护中心或伙伴或工作单位，监 护你的喜怒哀乐、疲劳程度、健康状态等。本实用新型将人体信息的采集、转换装置与鼠标集成一体，同时 完成鼠标的功能和人体信息的釆集与处理。这样，就不用另置一套专 门设备去采集人体信息，使用本实用新型的多功能鼠标就可以在使用 计算机的同时，获得操作者的健康情况。本实用新型采用优化信号处 理电路，使之抗干扰能力强，工作稳定可靠，小型化；系统的基础放 大倍数能达到200倍，带宽为0.1-20Hz，传感器信号传输范围5 -80mVpp，失真度小于1%。
图l是本实用新型的原理框图。图2是本实用新型的稳压电源U1的电路图。图3是本实用新型的自动增益放大电路的电路图。图4是本实用新型的USB哈驳及鼠标线路、接线器J2的接线电 路图。图5是本实用新型的单片机电路的电路图。
具体实施方式
结合附图对本实用新型的结构作进一步的说明。 实施例1本实用新型的多功能鼠标器的总体结构 图l是本实用新型的原理框图。图1中，l为发射接受装置，包 括红外发射管D1和传感器D2; 2为自动增益放大电路，由自动增益 放大器兼滤波电路U4、参考电源U2构成，选用数控运算放大器 AD8556可以实现信号放大、滤波两种功能；3为单片机电路，选用 8051单片机，能集单片机、存储器、CPU、 A/D变换、USB接口为 一体，是理想的信号处理与通讯器件；4为传输线；5为稳流稳压源， 为各部分电路提供3.3V/1.8V/20mA工作用电;6为鼠标器。整个系统使用反射式近红外传感器，釆集的人体信息经带有滤波 功能的自动增益放大器进入A/D转换，由单片机读取数据后，通过 USB传输给计算机。计算机和单片机之间也可以通过USBHUB传输命 令及数据，计算机与鼠标器6之间也可以通过USBHUB传输命令及数 据；单片机的人体信息与鼠标器的指令就能够使用一条电缆线与计算 机的USB接口连接。实施例2 稳流稳压源(5)稳流稳压源(5)由稳压电源Ul、参考电源U2、稳流电源U3 构成。稳压电源U1如图2所示。稳压电源U1是3.3V的稳压电源，由 贴片三端集成稳压电路AH33构成，电容C1连接在AH33的输出端 3脚与接地端2脚之间，进一步降低紋波。AH33的输入端1脚通过 接线器J2从计算机USB接口取电；AH33的输出端3脚与USB哈驳 U5连接给U5供电；AH33的2脚接地(GED)。稳流电源U3见图3的左下部分，稳流电源U3由贴片三端集成 稳压电路AH33构成，将稳压电源接成稳流形式，经电阻R1输出再 经接线器Jl的2脚连接红外发射管Dl，为Dl提供20mA的稳定电 流。电容C3连接在AH33的输出端1脚与接地端2脚之间，进一步 降低紋波。本实用新型的贴片三端集成稳压电路AH33也可以用其他型号 的集成电路，例如7803、 H5503等替代。参考电源U2给自动增益放大器兼滤波电路U4提供参考电压。 实施例3自动增益放大电路(2)图3给出了本实用新型的自动增益放大电路(2)的电路图。图 3中，除20mA稳流电源U3、参考电源U2夕卜，包括自动增益放大器 兼滤波电路U4。 Jl是接线器，是传感器D2与自动增益放大器兼滤 波电路U4之间、红外发射管D1与稳流电源U3之间的连接点。参考电源U2由髙精度集成稳压电路AME8800构成，其输入端 2脚通过接线器J2接受计算机供电，其输出端3脚接自动增益放大器 兼滤波电路U4。自动增益放大器兼滤波电路U4由数控运算放大器AD8556组成。AD8556的反相端4脚接受来自传感器D2的信息，D2的信息经 接线器J2的3脚进来，经嵌位电路R2、 R16及耦合电容C4接到 AD8556的4脚；取自单片机电斷3 )的自动增益控制信号由AD8556 的3脚输入；经自动增益放大器兼滤波电路U4放大滤波的人体信息 的模拟信号由AD8556的7脚输出，接到单片机电路(3 )的一个输 入端；AD8556的同相端5脚连接1.8V参考电源U2的3脚，由参考 电源U2给AD8556提供参考电压。图3中VDD是单片机电路(3 ) 的输出的稳定电压。自动增益放大器兼滤波电路U4也可以用AD8556同 一系列的其 他型号组成，例如8555，但需要另加抗干扰电路或措施。实施例4 USB哈驳(USB-HOB )图4给出本实用新型的USB哈驳及鼠标线路、接线器J2的接线 电路图。接线器J2负责多功能鼠标与计算机的连接。接线器J2的4脚连 接计算机，由计算机供电给参考电源U2的2脚、稳压电源Ul的1 脚、稳流电源U3的3脚以及鼠标器、单片机。USB哈驳电路的核心部件是四路USB哈驳U5，可选用型号为 USB2512的贴片集成电路。贴片集成电路U5上游经30、 31脚分别 接J2的3、 2脚，与计算机通讯；贴片集成电路U5下游分别经3、 4 脚和鼠标器通讯；贴片集成电路U5的1、 2脚与单片机电路(3)通 讯，亦即与健康信息检测通讯；贴片集成电路U5的工作电源取自图 2中稳压电源U1的3脚。图4中CRY1为晶体振荡器，给贴片集成电路U5提供稳定的时钟信号。该电路也可以用其他集成USB哈驳，例如GL850、 USB2502、 M9254等，但它们的功耗较髙。实施例5单片机电路(3)图5是单片机电路(3)，电路的核心部件是单片机U6，型号可 以是C8051F320，该型号的单片机集单片机、存储器、CPU、 A/D变 换、USB接口为一体，是理想的信号处理与通讯器件。单片机U6的 24脚与自动增益放大器兼滤波电路U4的3脚连接，为自动增益放 大器兼滤波电路U4提供自动增益控制信号；自动增益放大器兼滤波 电路U4的7脚经R4、 C6低通连接单片机U6的25脚，使人体信息 的模拟信号由图3中数控运算放大器AD8556的7脚进入单片机U6 的25脚；经单片机U6处理的数据经3、 4脚接到图4中的四路USB 哈驳U5的1、 2脚；单片机176的6脚提供3.3￥稳定电压接图3的 VDD,同时经R14、 C10低通接本单片机U6的参考端9脚；7、 8脚 自图4中接线器J2的4脚取电；单片机U613、 14脚在写入程序时用。单片机电路(3)的核心部件C8051F320也可以用本系列的其他 型号代替，例如C8051F340等。图2至图5中所有GND都连在一起，所有V33都连接在一起。
权利要求1、一种多功能鼠标器，其特征在于，结构还包括有安装在鼠标器(6)外壳上的红光到近红外光的发射接受装置(1)、安装在鼠标器(6)外壳内的自动增益放大电路(2)、单片机电路(3)以及连接计算机USB接口的传输线(4)、稳流稳压源(5)；所述的发射接受装置(1)有红外发射管D1和传感器D2两部分；所述的自动增益放大电路(2)由自动增益放大器兼滤波电路U4构成；所述的单片机电路(3)主要是805 1单片机；所述的稳流稳压源(5)由稳压电源U1、参考电源U2、稳流电源U3构成；红外发射管D1与稳流电源U3连接，为红外发射管D1的工作电流源；传感器D2与自动增益放大器兼滤波电路U4连接；参考电源U2与自动增益放大器兼滤波电路U4连接；自动增益放大器兼滤波电路U4与单片机电路(3)连接，经自动增益放大器兼滤波电路U4放大滤波的人体信息的模拟信号输出给单片机电路(3)，经单片机电路(3)A/D转换传输给计算机；所述的传输线(4)中装有鼠标器(6)与计算机通讯的电缆，以及单片机U6与计算机通讯的电缆。
2、 按照权利要求1所述的多功能鼠标器，其特征在于，传输线 (4)与鼠标器(6)的电缆线通过一个USB哈驳电路U5使用一条电缆线与计算机的USB接口连接；所述的USB哈驳电路U5由贴片 集成电路USB2512、接线器J2和晶体振荡器CRY1组成；USB哈驳 电路U5与计算机、鼠标器(6)、单片机U6连接；由稳压电源U1 提供工作电压；晶体振荡器CRY1为贴片集成电路USB2512提供时 钟信号。
3、 按照权利要求1或2所述的多功能鼠标器，其特征在于，所 述的稳流电源U3，由贴片三端集成稳压电路AH33构成，将稳压电 源接成稳流形式，经电阻Rl输出再经接线器Jl的2脚连接红外发射 管D1;电容C3连接在AH33的输出端1脚与接地端2脚之间。
4、 按照权利要求1或2所述的多功能鼠标器，其特征在于，所 述的自动增益放大器兼滤波电路U4，由数控运算放大器AD8556组 成；AD8556的反相端4脚接受来自传感器D2的信息，D2的信息经 接线器J2的3脚进来，经嵌位电路R2、 R16及耦合电容C4接到 AD8556的4脚；取自单片机电路(3 )的自动增益控制信号由AD8556 的3脚输入；经自动增益放大器兼滤波电路U4放大滤波的人体信息 的模拟信号由AD8556的7脚输出，接到单片机电路(3)的一个输 入端；AD8556的同相端5脚连接1.8V参考电源U2的3脚。
5、 按照权利要求1或2所述的多功能鼠标器，其特征在于，所 述的单片机电路(3),核心部件是单片机U6，型号是C8051F320; 单片机U6的24脚与自动增益放大器兼滤波电路U4的3脚连接， 为自动增益放大器兼滤波电路U4提供自动增益控制信号；自动增益 放大器兼滤波电路U4的7脚经R4、C6低通连接单片机U6的25脚； 经单片机U6处理的数据经3、4脚接到四路USB哈驳U5的1、2脚； 单片机U6的参考端9脚经R14、 C10低通接地；单片机U6的7、 8 脚自接线器J2的4脚取电。
专利摘要本实用新型的多功能鼠标器属于电子产品的技术领域。结构包括现有鼠标器(6)，安装在鼠标器(6)外壳上的发射接受装置(1)、安装在鼠标器(6)内的自动增益放大电路(2)、单片机电路(3)以及连接计算机USB接口的传输线(4)、稳流稳压源(5)；所述的自动增益放大电路(2)由AD8556组成；所述的单片机电路(3)是8051单片机。本实用新型将人体信息的采集、转换装置与鼠标集成一体，可以在使用计算机的同时，获得操作者的健康情况。本实用新型采用优化信号处理电路，使之抗干扰能力强，工作稳定可靠，小型化。
文档编号A61B5/00GK201107744SQ20072009432
公开日2008年8月27日 申请日期2007年9月10日 优先权日2007年9月10日
发明者唐元广, 鸿 常, 成怀畅, 苗铁军 申请人:成怀畅