专利名称：一种脚控鼠标的制作方法
技术领域：
本实用新 型涉及一种鼠标，具体涉及一种通过脚掌和脚后跟的踩踏动作来实现鼠 标点击操作的脚控鼠标。
背景技术：
目前，随着电脑的普及，鼠标的种类也越来越多，鼠标给使用电脑的人带来了诸多 方便。市场上存在和使用的鼠标，虽然外形结构和样式多种多样，但其普遍为手持式鼠 标。在实现方案上，鼠标的左、右按键功能均采用微动开关或者普通开关来实现。这种手持 式的鼠标，一方面无法满足上肢残障者操作电脑的需求；另一方面随着电脑的普及和信息 化社会的发展，人们使用电脑的时间越来越长，而由于大部分手持式鼠标违反人体工学，左 右按键与桌面平行，操作这种鼠标时，手掌侧与桌面接触挤压，手臂需要非正常态的弯伸， 肩部也有一定外展角度，长时间使用这样的鼠标，很容易造成上肢神经和血管损伤，引起腕 管综合征(俗称“鼠标手”)等症状，严重的话还会导致神经受损，手部肌肉萎缩等后果。因 此，手持式鼠标不仅无法满足上肢残障者操作电脑的要求，而且健全人长时间使用也有害 身体健康。另外，手持式鼠标将使用者局限在电脑前，这不仅增加了电脑对人体的辐射，而 且还损害视力健康。市场上已经有脚控鼠标，如由中华人民共和国国家知识产权局于2009年12月2 日公开的专利CN101593035A等。现有的脚控鼠标大多是将普通鼠标内嵌在一种踏板式的 结构中，用两个脚趾按压踏板来代替常规的手指按键操作，这些脚控鼠标主要存在以下问 题(1)左右键功能均采用普通鼠标的微动开关或普通开关来实现，但是开关按键所 能承受压力有限，人腿部和脚部自身重力加上按压力远大于手指按压力，因此基于开关按 键方式的脚控鼠标损耗性大，使用寿命很短；(2)采用滚轮或光电式传感器来获取鼠标光标的移动信号，分辨率低，灵敏度较 差，并且对操作界面有苛刻要求；(3)有的脚控鼠标采用脚趾来点击鼠标的左右键，且需要脱鞋操作，一方面，脚趾 的灵活性较低，操作有一定困难；另一方面，冬天操作容易冻伤脚；(4)都是有线鼠标，都采用信号线与电脑连接，限制了脚操作的范围和灵活性。
实用新型内容发明目的为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种采用加速度传 感器来获取点击信号的脚控鼠标及其控制方法。本实用新型在操作时，脚尖抬起获取鼠标 左键信号，脚跟抬起获取鼠标右键信号；加速度传感器的使用也解决了开关按键损坏而引 起的鼠标使用寿命短的问题；另外，脚掌的操作便捷性远优于脚趾，并且本实用新型的脚控 鼠标可穿鞋操作，能够解决冬天容易冻伤脚的问题。[0010]技术方案为实现上述目的，本实用新型的一种脚控鼠标，包括上踏板、下踏板、力口 速度传感器电路、激光传感器电路和单片机控制电路，所述上踏板和下踏板活动连接；所述 加速度传感器电路和激光传感器电路分别通过IIC总线和SPI总线与单片机控制电路连 接，所述单片机控制电路处理加速度传感器电路和激光传感器电路的信号，并将处理后的 信号通过无线发射电路发送给连接在电脑上的无线接收电路。所述加速度传感器电路中的加速度传感器为MXC6202加速度传感器；所述单片机 电路的单片机为C8051F320单片机，所述激光传感器电路的激光传感器为ADNS-7530激光
传感器。有益效果本实用新型的一种脚控鼠标与现有技术相比，具有以下优点1)本实用新型的脚控鼠标，构思巧妙，结构独特，不仅可以为上肢残障者操作电脑 提供便利，还可以完全解放健康的使用者的双手，把平时操作计算机时不运动的双脚利用 起来，能够避免腕管综合症、腿脚麻痹和静脉血栓等症状的发生，锻炼身体，娱乐身心；2)本实用新型的脚控鼠标通过用脚掌和脚后跟的踩踏动作来实现鼠标的点击操 作，与用脚趾来操作脚控鼠标的方法相比，操作更简单，使用更灵活、方便，而且由于采用加 速度传感器来获取左右键信号，使得使用寿命大大延长； 3)本实用新型的脚控鼠标采用无线传输技术，其控制方法与有线鼠标相比，可以 摆脱信号连接线的束缚，更自由灵活，可以远离电脑，在减少电脑对人体辐射的同时也能够 保护视力。
图1为本实用新型的脚控鼠标的结构框图；图2为本实用新型的脚控鼠标的按键的电路连接图；图3为本实用新型的脚控鼠标的控制方法流程图；图4为本实用新型的脚控鼠标的光标位移电路连接图；图5为本实用新型的脚控鼠标的无线传输电路连接图；图6为本实用新型的脚控鼠标的发送端流程图；图7为本实用新型的脚控鼠标的接收端流程图；图8为本实用新型的脚控鼠标的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作更进一步的说明。如图1所示，本实用新型的一种脚控鼠标，包括上踏板、下踏板、加速度传感器电 路、激光传感器电路和单片机控制电路，所述上踏板和下踏板活动连接；所述加速度传感器 电路和激光传感器电路分别通过IIC总线和SPI总线与单片机控制电路连接，所述单片机 控制电路处理加速度传感器电路和激光传感器电路的信号，并将处理后的信号通过无线发 射电路发送给连接在电脑上的无线接收电路。在实际应用中，加速度传感器为MXC6202加速度传感器，单片机为C8051F320单片 机，激光传感器为ADNS-7530传感器。如图2所示，MXC6202加速度传感器1脚悬空，2脚接地，3脚接地，4脚悬空，5脚连接3. 3V电源，6脚连接单片机IIC总线的SCL端(在C8051F320单片机中为PO. 4端口)，7 脚连接单片机IIC总线的SDA端(在0805明320单片机中为？0.3端口)，5脚连接3. 3V电 源；电容Cl左端连接3. 3V电源，右端接地，在电路中起到滤波的作用；单片机3脚接地，6脚 接3. 3V电源，17脚连接脚控鼠标的左键信号，19脚 连接脚控鼠标的右键信号。C8051F320 单片机和MXC6202加速度传感器均采用3. 3V电源供电，可使用2节干电池串联后经过升压 稳压电路对系统进行供电，在软件交叉引用开关设置中将单片机的P0. 4和P0. 3配置为IIC 总线的SCL和SDA，用于和加速度传感器进行通信，将读取到的加速度信号进行处理后，通 过Pl. 7和P2. 1两个端口输出脚控鼠标的右键和左键是否按下的信息，输出低电平时表示 对应键按下，输出高电平表示对应键未按下。如图3所示，R为鼠标右键的指示变量，L为鼠标左键的指示变量，R或L为0时表 示对应键按下。当脚控鼠标系统工作时，首先进行系统初始化，然后开启定时器为IIC总线 提供系统时钟，接着在初始化IIC总线后启动IIC总线。单片机通过读取MXC6202加速度 传感器内的加速度分量值而对脚控鼠标的键值做出判断，如果读取的加速度分量值满足左 键按下阈值要求，则由单片机控制输出脚控鼠标左键信号；如果读取的加速度分量值满足 右键按下阈值要求，则由单片机控制输出脚控鼠标右键信号；否则读取单片机不输出脚控 鼠标的左右键信号，表示无键按下状态。如图4所示，ADNS-7530激光传感器1脚连接三极管NTA4151P的3脚，2脚连接 三极管NTA4151P的1脚，3脚连接C8051F320单片机的20脚以控制NCS信号，4脚连接 C8051F320单片机的1脚以控制MISO信号，5脚连接C8051F320单片机的2脚以控制SCK信 号，6脚连接C8051F320单片机的32脚以控制MOSI信号，7脚连接C8051F320单片机的22 脚以控制MOTION信号，8脚连接电容C3的下端，9脚接3. 3V电源端，10脚悬空，11脚接地， 12脚接3. 3V电源端，13脚接电容C22的上端，14脚接地，15脚连接器Pl的2脚，16脚接电 容C3的下端。三极管NTA4151P的2脚接3. 3V电源；电容C4的上端接3. 3V电源，电容C4 的下端接地；电容C20的上端接3. 3V电源，电容C20的下端接地；电容C5的上端接3. 3V电 源，电容C5的下端接地；电容C21的上端接3. 3V电源，电容C21的下端接地；电容C6的上 端接连接器Pl的3脚，电容C6的下端接地；电容C22的上端接连接器Pl的3脚，电容C22 的下端接地。在工作过程中，C8051F320单片机不断检测运动标志位来判断鼠标是否运动， 一旦检测到运动状态，ADNS-7530激光传感器便进入突发模式，开始向C8051F320单片机发 送水平和垂直方向的鼠标运动信息。C8051F320单片机对两个方向的数据进行处理，最终得 到鼠标准确的定位信息。如图5所示，无线发射电路和无线接收电路包括无线收发芯片，无线收发芯片采 用nRF24L01无线收发芯片。nRF24L01无线收发芯片的1脚连接C8051F320单片机的28脚 以控制CE信号，2脚连接C8051F320单片机的27脚以控制CSN信号，3脚连接C8051F320 单片机的2脚以控制SCK信号，4脚连接C8051F320单片机的32脚以控制MOSI信号，5脚 连接C8051F320单片机的1脚以控制MISO信号，6脚连接C8051F320单片机的26脚以控 制IRQ信号，7脚接3. 3V电源，8脚接地，9脚接16M晶振的左端，10脚接16M晶振的右端， 11脚接电容C3的上端，12脚接电感L2的左端，13脚接电感Ll的上端，14脚接地，15脚接 18脚，16脚接电阻R2的下端，17脚接地，18脚接电容C8的上端，19脚接电容C7的下端，20 脚接地。电容C9的下端接地；电容C8的下端接地；电容C7的上端接地；电阻R2的上端接地；电感Ll的上端接L3的左端，电感Ll的下端接L2的左端；电感L3的右端接电容C5的 左端；电容C5的右端接电容C6的上端；电容C6的上端接天线El，下端接地；电容C3的上 端接电容C4的上端，下端接地；电容C4的上端接电感L2的右端，下端接地；晶振Xl的左端 接电阻Rl的左端，右端接电阻Rl的右端；电阻Rl的左端接电容Cl的上端，右端接电容C2 的上端；电容Cl的下端接地；电容C2的下端接地。nRF24L01采用的跳频技术是在2. 4GHz 频带以一定的频宽将其划分为若干个无线电频率信道，脚控鼠标收发双方传输信号的载波 按照预定规律进行离散变化，以达到避开干扰，完成鼠标操作信号的无线传输。 如图6和图7所示，对于鼠标发送端，软件首先在系统上电后进行初始化并进行与 接收端进行配对操作，如果C8051F320单片机收到脚尖抬起信号则配置鼠标为左键按下， 如果C8051F320单片机收到脚跟抬起信号则配置鼠标为右键按下，如果C8051F320单片机 收到激光引擎变化则经过计算后配置鼠标位移信号，接着C8051F320单片机向鼠标接收端 打包发送鼠标数据包。同时，鼠标发送端加入了休眠模式以达到节电效果，当鼠标休眠后有 操作信号则继续进入工作状态。对于鼠标接收端，软件首先在接收器插入计算机USB 口供 电后进行系统初始化，并与鼠标接收端进行配对操作，当收到正确的鼠标数据包时则发送 应答信号并通过计算机USB 口传输完成鼠标的相应操作，否则接收端进入等待数据接收状 态。 如图8所示，本实用新型的脚控鼠标的外形结构包括上踏板7和下踏板8，上踏板 7内设有第一电路槽3和电池槽5，电池槽5中可装入两节七号干电池；第一电路槽3中放 入激光传感器以及单片机控制电路板；下踏板8内设有第二电路槽10，第二电路槽10中放 入加速度传感器以及无线传输芯片的电路板；加速度传感器包括χ轴和ν轴，在安装时，χ 轴初始时与水平面平行，方向为由脚跟指向脚尖；上踏板7上还设有脚固定带1和脚面带 2，脚固定带1和脚面带2均带有扣子以方便固定；电源开关4安装在上踏板7侧面以方便 使用者操作；下踏板8底部设有鼠标脚垫6，鼠标脚垫6可减小脚控鼠标底板在地面上的磨 损。当使用者滑动脚控鼠标时，可以控制鼠标光标在计算机屏幕上的移动；脚控鼠标尾部设 有转轴9，以方便上踏板7和下踏板8的开合；当使用者抬起脚尖时，可以实现鼠标的左键 按下，连续两次抬起并放下脚尖可以实现鼠标的双击功能；当使用者抬起脚跟时，可以实现 鼠标的右键按下。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通技 术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和 润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种脚控鼠标，其特征在于包括加速度传感器电路、激光传感器电路和单片机控 制电路，所述上踏板和下踏板活动连接；所述加速度传感器电路和激光传感器电路分别通 过IIC总线和SPI总线与单片机控制电路连接，所述单片机控制电路处理加速度传感器电 路和激光传感器电路的信号，并将处理后的信号通过无线发射电路发送给连接在电脑上的 无线接收电路。
2.根据权利要求1所述的脚控鼠标，其特征在于所述加速度传感器电路中的加速度 传感器为MXC6202加速度传感器；所述单片机电路的单片机为C8051F320单片机，所述激光 传感器电路的激光传感器为ADNS-7530激光传感器。
专利摘要本实用新型公开了一种脚控鼠标，该脚控鼠标包括加速度传感器电路、激光传感器电路和单片机控制电路，加速度传感器电路和激光传感器电路分别通过IIC总线和SPI总线与单片机控制电路连接，单片机控制电路处理加速度传感器电路和激光传感器电路的信号，并将处理后的信号通过无线发射电路发送给连接在电脑上的无线接收电路；本实用新型的脚控鼠标采用加速度传感器来获取点击信号，采用无线传输技术，可以摆脱信号连接线的束缚，更自由灵活，可以远离电脑，在减少电脑对人体辐射的同时也能够保护视力。
文档编号G06F3/033GK201859412SQ20102062311
公开日2011年6月8日 申请日期2010年11月25日 优先权日2010年11月25日
发明者刘亚舒, 朱冬冬, 李云龙, 蔡永娟, 赵文 申请人:李云龙