??? 摘? 要： 在光電編碼器中需采用電位器將電流信號轉變為電壓信號，并調節信號幅值以適應后續電路的應用處理。文中提出用鼠標控制數字電位器代替傳統的手動調節機械電位器，實現了數字化的信號調節。此方法避免了以往信號調節必須拆裝電路板的弊端;同時，由鼠標控制阻值變化使得信號的觀察與檢測極為簡單直觀，大大縮減了檢測所需的工作時間，提高了工作效率。?

??? 關鍵詞： 數字電位器； 機械電位器； 鼠標； 光電編碼器

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??? 在編碼器系統中^[1]，光柵讀數頭的信號由于受到環境因素、使用因素的影響，經常需要重新調整。采用機械電位器進行信號調節，調整起來既不直觀又不方便且費時費力。采用PS/2鼠標控制數字電位器進行信號調節，則實現了一種全新的數字化的信號調節方式。利用鼠標控制電位器的滑動端位置，調節電阻值，操作過程方便簡單，無需對安裝好的電路系統進行拆裝即可完成對信號的調節；在信號檢測過程中只需滑動鼠標就可看到信號的變化，避免了以往邊手動調節工作電路邊觀測信號所帶來的不便；同時由于貼片式數字電位器的封裝尺寸遠小于機械電位器的封裝尺寸，因此大大縮減了系統電路的體積。?

1 PS/2鼠標的應用?

??? 利用PS/2鼠標完成對電位器的切換以及對電位器阻值的調整。編碼器電路由多路信號處理電路構成，每路信號都有一個與之對應的電位器來對此路信號進行調整，利用鼠標的左右鍵來進行電位器間的切換。當選中的電位器是需調整的信號電路的電位器時，利用鼠標滾輪來調整阻值；當信號調整完成后，按下鼠標中間鍵使電位器記錄下此時的滑動端位置。完成所有信號的調整工作后將鼠標拔下即可。?

1.1鼠標的工作原理?

??? PS/2鼠標本質是一個二維的角度或位移檢測裝置^[2]，只需時鐘線（CLK）、數據線（DATA）兩根連線就能實現主機與其通信。鼠標不論是發送信息還是接收指令，CLK時鐘信號都由鼠標產生。鼠標正常工作時，信息是無條件向主機發送，不需要主機應答，設計中必須注意到這些特點以保證信息不丟失。?

1.1.1主機向PS/2鼠標通信?

??? 該過程發生在主機上電自檢時，主機發送測試信號檢測外設并對鼠標初始化。主機向鼠標發送數據時，因為時鐘信號總是由鼠標產生，所以主機要發送數據，必須先將時鐘線和數據線設為請求發送狀態，即：拉低時鐘線至少100μs來禁止鼠標通信；拉低數據線使之處于請求發送狀態。此后主機釋放時鐘線，等待外設改變時鐘信號。主機在時鐘線為低時改變數據，放到數據線上的數據在時鐘脈沖的上升沿被PS/2鼠標讀取。主機在發送完數據位和奇偶校驗位后釋放數據線，以此作為停止位。當停止位被發送后，主機等待PS/2鼠標拉低數據線也即鼠標產生握手應答信號^[3]。?

1.1.2 主機接收PS/2鼠標信息?

??? 該過程發生在鼠標應答主機發出的命令或工作人員進行鼠標操作時。主機對總線有控制權，它可通過將時鐘線置為低電平來禁止PS/2設備與主機的通信。當PS/2鼠標要向主機發送信息時，必須先檢查時鐘線是否為高電平，如果不是高電平則說明主機禁止鼠標向它發送數據。只有當CLK和DATA都為高電平時，鼠標才會發送數據。主機在接收到時鐘的下降沿后到數據線上讀取數據。?

1.2 PS/2鼠標的應用實現?

??? PS/2 鼠標和單片機的硬件接口很簡單，其與89C51單片機的連接電路如圖1所示。

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??? 筆者在設計中發現對PS/2鼠標接口進行操作與控制時，鼠標的初始化程序是其中較為困難的一部分。主機與鼠標間的通信必須嚴格遵守時序要求^[4]，數據線上的數據處理盡量放在時鐘邊沿狀態查詢之外進行，以保證鼠標能在每個時鐘周期內獲得正確的數據信息。同時，由于不同的鼠標其數據包格式也有所不同，要根據初始化過程中獲得的設備信息來確定鼠標的數據包格式。鼠標初始化程序框圖如圖2所示。?

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2 數字電位器?

??? 設計中選擇了非易失數字電位器DS1804。DS1804是一種微調電位器，具有100個抽頭位置，工作于3V或5V電壓下，電位器的抽頭位置通過三個端口調節，這三個端口提供有增/減計數控制接口，可進行加減逐級控制。DS1804也可作為一次性可編程存儲器應用，此時三端口的增減控制失效。?

??? 為便于觀察信號通道與電位器的選擇與切換，在電路中每個電位器都有一個發光二極管與之對應。其電路連接如圖3所示。圖中只畫出了兩個電位器與單片機的連接情況。?

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??? 將PS/2鼠標應用在編碼器電路中，使得用戶在進行信號調整與檢測工作時如同操作PC機一樣簡單方便。實驗證明，該方案切實可行，操作簡單，運行可靠。將簡單易用的常用設備引入到編碼器的系統電路中，使其更趨數字化、人性化，為編碼器系統的研究設計開辟了新的思路。同時，該方案具有可移植性，適用于其他如人機交互、密碼管理等諸多領域中。?

參考文獻?

[1] 葉盛祥. 光電位移精密測量技術[M]. 成都：四川科技出版社, 2003.?

[2]?胡曉毅，解永軍. 基于PS/2鼠標接口單片機輸入設備的實現[J]. 廈門大學學報,2003，7（4）：463-466.

[3] 談宏華，黎愛瓊，陳家林，基于嵌入式微處理器的PS/2鼠標驅動設計[J].測控技術,2006,25(2):71-74.?

[4]?陳曦.PS/2接口協議解析及應用[J].國外電子元器件，2004(4):14-17.