Манипуляторы (mouse, trackball)

Устройство ввода мышь (Mouse) передает в систему информацию о своем пе­ремещении по плоскости и нажатии кнопок (двух или трех). Обычная конст­рукция имеет свободно вращающийся массивный обрезиненный шарик в днище корпуса, передающий вращение на два координатных диска с фотоэлектричес­кими датчиками. Датчики для каждой координаты представляют собой две от­крытые оптопары (светодиод — фотодиод), в оптический канал которых входит вращающийся диск с прорезями. Оптопары датчиков могут быть оформлены в виде монолитных конструкций, а могут и быть просто отдельными элементами, установленными на печатной плате.

Манипулятор Trackball («шар»), по сути, представляет собой перевернутую мышь, шарик которой вращают пальцами. Иногда он встраивается в клавиатуру (чаще на портативных компьютерах). Преимущество шара в том, что он не требует для работы свободной плоской поверхности, а может закрепляться зажи­мом на краю стола. Однако вращать шар пальцами нравится не всем, хотя при этом возможно добиться большей точности позиционирования.

Оптическая мышь (Optical Mouse) не имеет механических частей. Она ори­ентируется по лучам, отраженным от специального коврика с сетчатым рисун­ком. Теоретически это надежнее, но загрязнения или царапины на коврике приводят к неожиданным «прыжкам», наклон оси мыши относительно оси ков­рика сильно искажает отображение траектории движения.

По интерфейсу с компьютером различают три основных вида мышей: Bus Mouse, Serial Mouse и PS/2-Mouse. Ожидается появление и мышей с интер­фейсом USB, ноих необходимость пока не очевидна. Bus Mouse (шинная мышь) — вариант, применявшийся в первых мышках. Здесь мышь содержит только датчики и кнопки, а обработка их сигналов произ­водится на специализированной плате адаптера (обычно ISA). Кабель 9-про-водный, разъем специальный (рис. 2.9), хотя на первый взгляд и напоминающий разъем PS/2-Mouse. Главный недостаток такой системы заключается в том, что адаптер занимает слот системной шины, адреса ввода/вывода и линию запроса прерывания. Иногда встречаются мультипортовые карты (СОМ-, LPT- и GAME-порты), на которых установлен и адаптер Bus Mouse. Поскольку фирма Microsoft одна из первых выпустила такую мышь, снабдив ее своим логотипом, с понятием Bus Mouse иногда отождествляют и MS-Mouse, хотя последние могут иметь любой из трех видов интерфейсов.

Serial Mouse — мышь с последовательным интерфейсом, подключаемая через 25- или 9-pin разъем СОМ-порта. Эта мышь имеет встроенный мик­роконтроллер, который обрабатывает сигналы от координатных датчиков и кно­пок. Каждое событие — перемещение мыши или нажатие-отпускание кнопки кодируется двоичной посылкой по интерфейсу RS-232C. Для передачи инфор­мации применяется асинхронная передача, а двуполярное питание, требуемое по протоколу RS-232, обеспечивается от управляющих линий интерфейса. Не­достатком Serial Mouse является то, что она занимает СОМ-порт и требует монопольного использования его штатной линии прерывания (IRQ4 для СОМ1 и IRQ3 для COM2). Конечно, то, что для использования мыши порт СОМ1 должен использовать именно прерывание IRQ4, является недостатком не самой мыши, а ее программного драйвера, но для пользователя, не увлекающегося написанием мышиных драйверов, важен только факт этого ограничения. Две основные разновидности Serial Mouse — MS-Mouse и PC-Mouse — требуют со­ответствующих драйверов, многие мыши имеют переключатель MS/PC.

Эти два основных типа «мышей» используют различные форматы посылок: при одинаковой скорости 1200 бит/с, одном стоп-бите и отсутствии контроля паритета Microsoft Mouse использует 7 бит данных, a Mouse Systems Mouse — 8 бит. Мышь посылает пакет при каждом изменении состояния — перемещении, нажатии или отпускании кнопки. Пакет, передаваемый Microsoft Mouse, состоит из трех байт, a Mouse Systems Mouse передает 5 байт. Здесь LB (Left Buttom), MB (Middle Buttom) и RB (Right Buttom) означают состояние левой, средней и правой кнопки, Х[7: 0] и Y[7: 0] — биты относительного перемещения мыши с момента предыдущей посылки по координатам Х и Y. Положительным значениям соответствует перемещение по координате Х вправо, а по координате Y вниз для Microsoft Mouse и вверх для Mouse Systems Mouse. Из рассмотрения данных форматов становятся понятными беспорядоч­ные перемещения курсора на экране при несоответствии драйвера типу мыши.

PS/2-Mouse — мышь, появившаяся с компьютерами PS/2. Ее интерфейс и разъем 6-pin mini-DIN аналогичен клавиатурному. Адаптер и разъ­ем PS/2-Mouse устанавливаются на многих современных системных платах со­лидных производителей. Контроллер такой мыши может входить в контроллер клавиатуры, а может и занимать дополнительные адреса в пространстве ввода/вывода. Для PS/2-Mouse используется прерывание IRQ12.

С интерфейсами Serial Mouse и PS/2-Mouse иногда возникают недоразуме­ния. Хотя оба они последовательные, но имеют существенные принципиальные различия в уровнях сигналов, способе синхронизации, частоте и формате по­сылок:

• Интерфейс PS/2 использует однополярный сигнал с уровнями ТТЛ, пи­тание мыши — однополярное с напряжением +5 В относительно шины GND. Интерфейс RS-232C, применяемый в Serial Mouse, использует дву­полярный сигнал с уровнями срабатывания +3 В и -3 В, и для него требуется двуполярное (относительно шины GND) питание мыши.
• Интерфейс PS/2 использует две раздельные сигнальные линии, одну для пе­редачи данных, другую — для сигналов синхронизации. Serial Mouse ис­пользует асинхронный способ передачи данных всего по одной линии.
• Интерфейс Bluetooth использует радиосигналы на частоте 2.4 ГГц.

Даже не рассматривая частоты и форматы посылок, становится ясно, что прямой совместимости между этими интерфейсами быть не может. Тем не менее выпускаются и продаются переходники (пассивные!), позволяющие выбирать способ подключения мыши. Эти переходники предназначены только для уни­версальных мышей, у которых встроенный контроллер по напряжению питания способен распознать, к какому интерфейсу его подключили, и установить соответ­ствующий тип своего выходного интерфейса. Универсальные мыши не особо распространены, поэтому часто приходится слышать о неудачных попытках при­менения таких переходников к обычным Serial Mouse или PS/2-Mouse.

Дополнительную путаницу вносят мыши для компьютера Macintosh, которые имеют разъем, с виду напоминающий разъем PS/2. Однако при ближайшем рассмотрении становится ясно, что разъемы эти разные, да и интерфейс совершенно иной.

Чаще всего неисправности мыши связаны с внутренним переломом проводов около корпуса, что легко исправить, вырезав износившийся кусочек провода. Также часто мышь плохо работает из-за загрязнения шарика или валиков дат­чиков. Если резиновый шарик или валики датчиков загрязняются, мышь перестает распознавать движение. Для сохранения чистоты желательно пользоваться ковриком для мыши. Кроме того, шарик и валики периодически следует чистить — лучше всего протирать тампоном, смоченным спиртом. Для чистки механики у мыши обычно имеется съемное «брюшко», снять которое можно его поворотом или сдвигом, согласно указующей стрелке. Надежность распознавания движения мыши зависит и от взаимного положения датчиков. Кроме того, некачественные оптопары чувствительны и к внешнему освещению: бывает, что разобранная мышь работает нормально, а с установленной крышкой — нет. Нестабильно работающей мышью пользоваться тяжело, поскольку при отсутствии видимой обратной связи через перемещение курсора на экране возникает ощущение парализован­ной руки.