- •3.1. Как устроена мышь? Оптико-механические мыши
- •Оптические мыши
- •3.2. Драйверы мыши в ms-dos
- •3.3. Прерывание для обслуживания мыши
- •3.3.1. Инициализация мыши
- •3.3.2. Включить курсор мыши
- •3.3.3. Выключить курсор мыши
- •3.3.4. Определить положение курсора
- •3.3.5. Установить курсор
- •3.3.6. Определить положение курсора при нажатии клавиши
- •3.3.7. Определить положение курсора при отпускании клавиши
- •3.3.8. Задать диапазон движения курсора по горизонтали
- •3.3.9. Задать диапазон движения курсора по вертикали
- •3.3.10. Задать форму курсора в графическом режиме
- •3.3.11. Задать форму курсора в текстовом режиме
- •3.3.12. Определить содержимое счетчиков перемещения
- •3.3.13. Установить драйвер событий
- •3.3.14. Включить эмуляцию светового пера
- •3.3.15. Выключить эмуляцию светового пера
- •3.3.16. Задать скорость перемещения курсора мыши
- •3.3.17. Установить область исключения для курсора
- •3.3.18. Задать увеличенный графический курсор (pc mouse)
- •3.3.19. Определить порог удвоения скорости
- •3.3.20. Заменить драйвер событий
- •3.3.21. Определить размер буфера состояния драйвера
- •3.3.22. Сохранить состояние драйвера
- •3.3.23. Восстановить состояние драйвера
- •3.3.24. Установить альтернативный драйвер событий
- •3.3.25. Получить адрес альтернативного драйвера событий
- •3.3.26. Установить чувствительность мыши
- •3.3.27. Определить чувствительность мыши
- •3.3.28. Установить частоту прерываний для Inport Mouse
- •3.3.29. Установить номер видеостраницы
- •3.3.30. Определить номер видеостраницы
- •3.3.31. Отключить драйвер мыши
- •3.3.32. Восстановить драйвер мыши
- •3.3.33. Сбросить драйвер мыши
- •3.3.34. Определить тип мыши
Оптические мыши
Положенный в основу работы оптической мыши принцип примитивно прост: видеокамера снимает "подмышную" поверхность - освещаемую светодиодом.
Весь фокус заключается в последующей обработке последовательности кадров - позволяющей определить по двум соседним кадрам направление движения. В мыши для этого используется специальный процессор, находящийся в одном корпусе с видеокамерой. Итак, «зрение» оптическая компьютерная мышь получает благодаря следующему процессу. С помощью светодиода, и системы фокусирующих его свет линз, под мышью подсвечивается участок поверхности. Отраженный от этой поверхности свет, в свою очередь, собирается другой линзой и попадает на приемный сенсор микросхемы — процессора обработки изображений. Этот чип, в свою очередь, делает снимки поверхности под мышью с высокой частотой (кГц). Причем микросхема (назовем ее оптический сенсор) не только делает снимки, но сама же их и обрабатывает, так как содержит две ключевых части: систему получения изображения Image Acquisition System (IAS) и интегрированный DSP процессор обработки снимков.
На основании анализа череды последовательных снимков (представляющих собой квадратную матрицу из пикселей разной яркости), интегрированный DSP процессор высчитывает результирующие показатели, свидетельствующие о направлении перемещения мыши вдоль осей Х и Y, и передает результаты своей работы вовне по последовательному порту.
Если мы посмотрим на блок-схему одного из оптических сенсоров, то увидим, что микросхема состоит из нескольких блоков, а именно:
основной блок, это, конечно же, Image Processor — процессор обработки изображений (DSP) со встроенным приемником светового сигнала (IAS);
Voltage Regulator And Power Control — блок регулировки вольтажа и контроля энергопотребления (в этот блок подается питание и к нему же подсоединен дополнительный внешний фильтр напряжения);
Oscillator — на этот блок чипа подается внешний сигнал с задающего кварцевого генератора, частота входящего сигнала порядка пары десятков МГц;
Led Cоntrоl — это блок управления светодиодом, с помощью которого подсвечивается поверхность по мышью;
Serial Port — блок передающий данные о направлении перемещения мыши вовне микросхемы.
Некоторые детали работы микросхемы оптического сенсора мы рассмотрим чуть далее, когда доберемся к самому совершенному из современных сенсоров, а пока вернемся к базовым принципам работы оптических систем слежения за перемещением манипуляторов.
Нужно уточнить, что информацию о перемещении мыши микросхема оптического сенсора передает через Serial Port не напрямую в компьютер. Данные поступают к еще одной микросхеме-контроллеру, установленной в мыши. Эта вторая «главная» микросхема в устройстве отвечает за реакцию на нажатие кнопок мыши, вращение колеса прокрутки и т.д. Данный чип, в том числе, уже непосредственно передает в ПК информацию о направлении перемещения мыши, конвертируя данные, поступающие с оптического сенсора, в передаваемые по интерфейсам PS/2 или USB сигналы. А уже компьютер, используя драйвер мыши, на основании поступившей по этим интерфейсам информации, перемещает курсор-указатель по экрану монитора.
Для предотвращения потери слежения за подмышной поверхностью при быстром движении частота "съёмки" берётся очень большой (1500-3000 кадров/сек) при такой частоте кадров даже при быстром движении соседние кадры значительно перекрываются и обеспечивается устойчивое слежение за перемещением.
В целом система оптического слежения мышей, помимо микросхемы-сенсора, включает еще несколько базовых элементов. Конструкция включает держатель (Clip) в который устанавливаются светодиод (LED) и непосредственно сама микросхема сенсора (Sensor). Эта система элементов крепится на печатную плату (PCB), между которой и нижней поверхностью мыши (Base Plate) закрепляется пластиковый элемент (Lens), содержащий две линзы (о назначении которых было написано выше).
В собранном виде оптический элемент слежения выглядит как показано выше. Схема работы оптики этой системы представлена ниже.
Оптимальное расстояние от элемента Lens до отражающей поверхности под мышью должно попадать в диапазон от 2.3 до 2.5 мм. Это рекомендации производителя сенсоров. Вот вам и первая причина, почему оптические мыши плохо себя чувствуют «ползая» по оргстеклу на столе, всевозможным «полупрозрачным» коврикам и т. п. И не стоит клеить на оптические мыши «толстые» ножки, когда отваливаются или стираются старые. Мышь из-за чрезмерного «возвышения» над поверхностью может впадать в состояние ступора, когда «расшевелить» курсор после пребывания мыши в состоянии покоя становится довольно проблематично.