您的电脑鼠标如何工作？电脑鼠标原理全解析
我们一直在使用电脑鼠标，但我们从不问它们是如何工作的。
如果没有我们的电脑鼠标，我们会在哪里？我们一直使用这些设备来控制我们的计算机，无论是用于游戏还是商务。计算机鼠标是任何计算机系统的重要组成部分。然而，我们很少考虑是什么为这些设备提供动力或者它们是如何工作的。
第一台电脑鼠标
在 20 世纪 60 年代初期，当计算机技术仍处于早期发展阶段时，一位名叫道格拉斯·恩格尔巴特的发明家想要开发一种更简单的方式来让用户浏览他们的计算机。1964 年，他构建了一个可以在计算机屏幕上移动光标的设备原型。
这个设备有一个朗朗上口的名字“显示系统的 XY 位置指示器”，无论怎么想都不像现代计算机鼠标。
这是一个相当大而笨重的木箱，被挖空了。里面有两个大轮子。一个打开 X 轴，另一个打开 Y 轴。因此，一个轮子将记录沿 X 轴的运动，而另一个将记录沿 Y 轴的运动。显示系统的 XY 位置指示器有一根长编织线，末端是一个 13 针连接器。
1968 年，Engelbart 为该设备申请了专利（于 1970 年授予），并在 1968 年的演示中正式将该设备称为“鼠标”。从那时起，计算机鼠标技术不断发展变化，成为今天的样子。
如今，我们可以选择不同类型的电脑鼠标。每种类型都有自己的优点和缺点。
机械电脑鼠标
顾名思义，机械电脑鼠标是带有活动部件的类型。它们的底部有一个球，它在沿着表面移动时会旋转。在 1999 年光学计算机鼠标出现之前，机械鼠标是主要类型。
第一个使用球的机械鼠标是德国公司 Telefunken 于 1968 年发明的。该设备是一个半球体，底部有一个小轨迹球。1973 年，Bill English 开发出第一只类似于现代鼠标的鼠标；它与 Xerox Alto I 计算机系统一起出售。
机械鼠标的工作原理
有几个主要组件可以使机械鼠标正常工作：
- 球是一个沉重的钢球，上面涂有橡胶以增加牵引力。
- 滚轮是与球接触并随球旋转的圆柱形部件。
- 滚轮头是平盘，上面切有细缝。它们附在滚轮上，因此与滚轮一起旋转。
- LED就像小灯泡，可以让光线穿过滚轮头上的狭缝。
- 光传感器接收来自 LED 的光并将其转换为电信号。
- 微控制器是一个小型微芯片，用于处理从滚筒接收到的数据。
球位于鼠标中间，两个滚轮直接接触。一个滚轮沿鼠标底部纵向运行，另一个横向运行。当球沿 X 轴旋转时，纵向滚子转动，反之亦然。
滚轮头位于滚轮的另一端。两个滚轮头都夹在 LED 和光传感器之间。LED 向被滚轮头阻挡的光传感器发出连续的光线。但是，由于滚轮头上有缝隙，因此细光束可以穿过滚轮头。
滚轮头的旋转导致闪光被光传感器拾取。这就是它如何知道鼠标在一个方向上移动的方式。当光传感器检测到闪光时，它会向微控制器发送信号。然后该数据由微控制器处理，然后将其发送到计算机。
光电鼠标
机械鼠标上市大约十年后，光学鼠标开始出现。光学鼠标不使用球和旋转滚轮，而是使用光来移动光标。1982 年，一家名为 Mouse Systems Corporation 的公司向世界展示了其光学鼠标。尽管它们的历史可以追溯到很久以前，但光学鼠标直到 2000 年代初才成为主流。
光学鼠标的工作原理
与机械鼠标不同，光学鼠标没有活动部件。主要部分是：
- LED通过棱镜发出光线。
- 棱镜直接位于 LED 旁边。
- 光传感器拾取从表面反射的光。
- DSP（数字信号处理器）处理来自光传感器的电信号。
LED 将强光（通常为红色）直接照射到棱镜中。光线从棱镜的边缘反射回来，直接射到表面上。该光从表面反射并到达光传感器。
光传感器使用与大多数数码相机类似的技术。传感器通常是 CMOS（互补金属氧化物半导体）光传感器。它分为许多称为光点的无穷小部分。当光子撞击感光点时，它们会产生小电流。这些电流随后流向 DSP。
然后 DSP 处理电流并创建表面的小图像。移动鼠标时，会创建另一张图片，鼠标比较两张图片。此过程每秒发生数百万次，从而使光标移动流畅。
机械鼠标与光学鼠标
尽管这两种类型的鼠标都做同样的事情，但对于大多数用户而言，它们之间存在明显的差异。
为什么光学鼠标更好
光电鼠标的一大优势是没有移动部件。机械鼠标中的球在滚动时会沾上灰尘和碎屑，一段时间后会对准确性产生负面影响。您必须定期清洁鼠标以防止灰尘堆积。
光学鼠标可用于大多数表面，无论其质地如何。为了使机械鼠标正常工作，球必须抓住表面，这意味着光滑的表面是不可能的。由于光学鼠标使用光，因此表面可以是光滑的或有纹理的。
为什么机械鼠标更好
尽管光学鼠标可以使用任何纹理的表面，但机械鼠标可以使用任何颜色的表面。这是因为光学鼠标中的光传感器无法拾取某些颜色。当光学鼠标出现问题时，光标会从一个地方跳到另一个地方。
机械鼠标用户不必担心光标跳动。然而，因为它们有移动部件，所以当球移动不多时，光标不可能跳到不同的位置。
小设备，大帮助
几十年来，电脑鼠标一直是用户体验的重要组成部分。虽然还有其他方法可以控制您的计算机，但鼠标仍然是最方便的选择。从 1964 年的那个大木块到我们今天使用的纤细塑料设备，电脑鼠标一直是，并将永远是对计算机技术最重要的贡献之一。
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