任艳沈阳化工大学科亚学院信息与控制工程系



自修复光电鼠标的探索研究

任艳
沈阳化工大学科亚学院信息与控制工程系

摘要：为避免资源的浪费，以节能、环保为出发点，分析了传统鼠标的不足之处，研究了USB通信原理，USB接口技术等知识，对自修复光电鼠标进行研究与探索。

关键词：自修复光电鼠标；研究；探索

随着这信息技术的飞速发展，计算机已经成为人们日常工作、学习必不可少的工具。其中，鼠标作为计算机的一种外设，它能够控制计算机屏幕的光标移动，代替了键盘某些命令的繁琐输入，使计算机的操作更加简便灵活。

从1968年12月9日至2005年9月鼠标的发展从光机鼠标、无线鼠标、光电鼠标，总结的鼠标发展简史，不难发现两点：一、随着技术的快速革新，鼠标的更新换代越来越快。从光电鼠标的出现，到主导市场仅用了短短的4年时间。二、从鼠标最初设计的初衷来看，光电鼠标的更新换代，到以微软的IE4和罗技的MX系列为代表的“上一代”光电鼠标上市，鼠标的设计已经基本具备一款完美鼠标所应该具备的绝大部分特性。新一代鼠标的研发进入一个“休整期”。

一、研究意义

尽管鼠标的设计已经近乎完美，但任何鼠标在使用一段时间后，都会因各种原因出现故障，甚至不能使用。出现这种情况后，大多数的用户会选择更换一个新的鼠标，旧的鼠标则被当垃圾扔掉很少有人会想到去把鼠标维修一下，继续使用。造成这种现行的主要原因有以下几点：一是，部分用户对鼠标认识不足，，认为鼠标一旦出现故障，只能更换一个鼠标。二是，部分用户试图修理鼠标再用，但维修费用几乎就可以购买一个新鼠标，维修后的鼠标使用时间是个未知数，还不如换一个新鼠标划算。三是，部分用户想自己维修鼠标，但苦于没有专业的检测维修工具、专业知识，只能放弃。这使一部分具有维修价值的鼠标、通过更换一个或几个鼠标元器件就能继续使用的鼠标被当成废品丢弃，在这种无可奈何的情况下，无意当中就会产生很大的浪费，这与当今社会所提倡“厉行节俭，反对浪费”背道而驰，对环境也会造成一定的污染。

通过研究鼠标的工作原理和内部结构，我们发现，鼠标的内部结构非常简单，所使用的与器件种类和数量也非常有限。构成鼠标的器件主要有，一个光学感应器、一个接口控制芯片、一组光学透镜组件、一个发光二极管、三个轻触式按键、一套滚轮组件、一个滚轮照明灯、电容、二极管、电阻、外壳，USB接口总线。更具已损坏的程度可以分为易损件，如光学感应器、接口控制芯片、轻触按键、电容、电阻、二极管。费易损件，如光学透镜组件、外壳、USB接口总线，管轮。而鼠标出现故障往往是，其中某个易损件损坏，非易损件件很难造成鼠标故障、不能使用。如果因为一个元器件的损坏而更换一个新鼠标，不但会对用户造成一定的经济损失，更是对鼠标制造元器件资源的一种大大的浪费，大幅度的降低了鼠标元器件的有效利用率。

因此，为了减少不必要的浪费和环境和污染，降低用户不必要的经济损失、提高鼠标元件资源的有效利用率，研究设计一款不受维修成本、专业知识、维修工具的限制的鼠标，用户愿意而且能够方便快捷排除故障、修复的鼠标——具备“自修复”功能的鼠标，是十分有必要的。

二、研究内容及具体实施

（一）、搜集与USB技术相关资料，学习研究USB通信原理，USB接口技术、USB与计算机的通信协议等。搜集光电鼠标相关资料，学习研究光电鼠标的原理与内部结构。研究不同光电鼠标所应用的元器件区别。

图1　鼠标芯片电路原理图[1]

（二）、现有光电鼠标购买、拆卸、分析阶段。对现在市场上比较流行的鼠标按原理和内部结构、制造厂家进行分类，并按分类购买不同类型的鼠标。拆卸不同类别的鼠标，对其内部元器件进行分析、汇总出不同鼠标硬件组成方面的异同。

（三）、根据上述分类、分析、汇总的资料，购买电路板、元器件、元器件插槽选择，焊接插槽电路板、安装元器件、连接PC机进行调试。开发现有光电鼠标“公用”电路板。制作一个完整可以正常使用的USB技术自修复光电鼠标。

三、创新之处

在资源利用率方面，鼠标因维修需要一定的专业知识、维修工具等方面的原因，导致出现故障的鼠标很少有进行维修的。在一定程度上造成了资源的浪费。USB技术自修复光电鼠标突破了传统焊接式鼠标维修需要一定的专业知识、维修工具的限制，只要通过用户自己以插拔方式更换鼠标元器件，就能排除鼠标的故障，修复鼠标，从而避免了鼠标元器件的浪费，提高了资源的利用率。

在经济方面，现在更换一只新鼠标，需要十几元甚至上百元。鼠标的损坏往往是鼠标的某一个元器件的，更换一个元器件只需要零点几元就可以修复鼠标。价格上相差几十倍甚至上百倍。USB技术自修复光电鼠标能够实现用户自己更换元器件的方式修复鼠标，甚至用户可以利用鼠标生产厂家配备的备份元器件来修复鼠标，购买一张自修复光电鼠标，相当于购买了相当数量的“N个”鼠标，对于用户来说是非常节约开支的一种鼠标。

在技术方面，USB技术自修复光电鼠标采用的原理和能不结构基本一致，只是把鼠标元器件传统的“焊接式”安装改为“插拔式”安装。

在生产制造方面，现有鼠标生产厂家的鼠标生产线完全可以继续使用，只要把原有的鼠标元件焊接式安装方式添加上插槽，就能实现自修复鼠标的生产。

四、结束语

首先光电鼠标的工作原理已经十分成熟，能不硬件所使用元器件大同小异。现有的很多微处理器，如单片机都是采用几座安装方式，如果微处理器一旦损坏，可以随时更换新的器件，使产品被修复。把传统的焊接式鼠标元器件安装方式改为插拔式基座安装是完全可行的。在市场占有率方面，USB技术自修复光电鼠标完全具备传统“焊接式”鼠标的所用功能，而且具备了“插拔式”自修复功能，因此，USB技术自修复光电鼠标会很快占领鼠标市场。

参考文献：

[1]李少泽，乔文文.光电鼠标在机器人定位中的应用[J].单片机与嵌入式系统应用.2012(10).

作者简介：任艳（1982-），女，辽宁沈阳人，沈阳化工大学科亚学院信息与控制工程系，电气教研室主任（讲师），硕士研究生，研究方向：多媒体音视频同步。