基于機(jī)頂盒的鼠標(biāo)模式設(shè)計(jì)

劉剛

摘 要：多數(shù)機(jī)頂盒上只提供上下左右的滑動(dòng)方式在不同選項(xiàng)之間選擇，而設(shè)計(jì)優(yōu)化了一種新的方式，該方式可以讓機(jī)頂盒的用戶做到定點(diǎn)選擇該方式是利用一種多功能觸屏遙控器實(shí)現(xiàn)的遙控器內(nèi)部由單片機(jī)做主控芯片，采集觸摸屏的數(shù)據(jù)并判斷用戶操作的當(dāng)前狀態(tài)，如果是滑動(dòng)操作再由量化算法計(jì)算出移動(dòng)距離的量化結(jié)果$最后，自定義一種紅外協(xié)議，將數(shù)據(jù)通過(guò)這種紅外協(xié)議發(fā)送給機(jī)頂盒，以達(dá)到控制機(jī)頂盒的目的$實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明遙控器的平均正確操作率在95%以上，而且定位精度和有線鼠標(biāo)接近，易操作性良好。

關(guān)鍵詞：觸摸屏遙控器；鼠標(biāo)模式；機(jī)頂盒控制；紅外協(xié)議

一、鼠標(biāo)模式硬件平臺(tái)

本文設(shè)計(jì)的觸摸屏遙控器是全觸屏控制鼠標(biāo)，就像便攜式計(jì)算機(jī)的觸摸板，控制方便，具有諸多優(yōu)點(diǎn)：

（一）由單片機(jī)開(kāi)發(fā)，成本更低廉；

（二）手掌大小的而積，產(chǎn)品更輕便；

（三）鼠標(biāo)模式只有4個(gè)功能觸摸鍵和兩個(gè)操作區(qū)，更易學(xué)易用；

（四）功能由軟件編程實(shí)現(xiàn)，可重開(kāi)發(fā)；

（五）角蟲(chóng)摸屏可印刷，可定制；

（六）充電式電池供電，環(huán)保省電，使用成本低?？刂破鞑捎肏AV 1007型號(hào)單片機(jī)，此款單片機(jī)集成C* Core和觸控芯片于一身，可以直接連接觸摸屏，是一款專門(mén)為觸屏設(shè)備設(shè)計(jì)的功能強(qiáng)大的單片機(jī)。

二、鼠標(biāo)模式軟件設(shè)計(jì)

整個(gè)鼠標(biāo)的實(shí)現(xiàn)可以分為3個(gè)步驟：采點(diǎn)處理，狀態(tài)機(jī)，紅外發(fā)送。3個(gè)模塊分3個(gè)函數(shù)模塊，其中以狀態(tài)機(jī)為主體函數(shù)，完成操作判斷和作出回應(yīng)。由于機(jī)頂盒多是采用NEC紅外協(xié)議，所以紅外發(fā)送模塊也采用NEC紅外協(xié)議，以便和機(jī)頂盒對(duì)接。

（一）采點(diǎn)處理

采點(diǎn)處理的緩沖器是專門(mén)為了配合觸屏遙控器而設(shè)計(jì)的。采用定長(zhǎng)數(shù)組循環(huán)存放信息，這樣可以節(jié)約單片機(jī)內(nèi)存。采點(diǎn)處理過(guò)程把一個(gè)定長(zhǎng)的數(shù)組作為緩沖器，記錄坐標(biāo)信息有效點(diǎn)個(gè)數(shù)和總點(diǎn)的個(gè)數(shù)并標(biāo)記當(dāng)前點(diǎn)是否有效。這里的無(wú)效點(diǎn)是指第一次操作之后，等待是否有第二次操作時(shí)的（0}0）點(diǎn)。為了便于統(tǒng)一管理，不存放無(wú)效點(diǎn)坐標(biāo)信息，而將無(wú)效點(diǎn)的個(gè)數(shù)存放在二坐標(biāo)的位置，無(wú)效點(diǎn)后接有效點(diǎn)標(biāo)志存放在J坐標(biāo)的位置。這樣也節(jié)省了存儲(chǔ)空間。此外，標(biāo)記信息也能起到計(jì)數(shù)的作用。每一個(gè)坐標(biāo)的標(biāo)記信息都是16位長(zhǎng)的數(shù)，用32 768 （215，是16位二進(jìn)制數(shù)可表示范圍的一半）以上的數(shù)字表示有效點(diǎn)標(biāo)志，以下的數(shù)字表示無(wú)效點(diǎn)標(biāo)志。采集到新點(diǎn)時(shí)從0或32 768開(kāi)始加1記錄標(biāo)志信息。經(jīng)過(guò)對(duì)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)、分類等預(yù)處理后放入緩沖器。連續(xù)的采點(diǎn)將循環(huán)的存儲(chǔ)在緩沖器當(dāng)中，以這樣邊采點(diǎn)邊由其他模塊讀取點(diǎn)信息的方式，完成采點(diǎn)處理的操作。

（二）滑動(dòng)判斷方法

滑動(dòng)判斷的方法較簡(jiǎn)單?；瑒?dòng)判斷模塊的判斷方法是根據(jù)連續(xù)有效觸摸點(diǎn)的距離差是否大于滑動(dòng)判斷閡值，大于該閡值則有滑動(dòng)發(fā)生，否則沒(méi)有滑動(dòng)發(fā)生?；瑒?dòng)判斷閡值是通過(guò)輸入變量傳給滑動(dòng)判斷函數(shù)的，所以怎樣才算是滑動(dòng)不是滑動(dòng)判斷模塊決定，而是在狀態(tài)機(jī)調(diào)用滑動(dòng)判斷函數(shù)時(shí)，由狀態(tài)機(jī)的當(dāng)前狀態(tài)決定的。主要有觸摸態(tài)（CJ）和滑動(dòng)態(tài)（C_ DM）等調(diào)用。如果是觸摸態(tài)調(diào)用，滑動(dòng)判斷閡值的設(shè)定是為了區(qū)分下一個(gè)狀態(tài)是滑動(dòng)態(tài)還是長(zhǎng)按態(tài)；如果是滑動(dòng)態(tài)，滑動(dòng)判斷閡值的設(shè)定是為了良好的用戶體驗(yàn)。閡值具體的大小要通過(guò)多人多次實(shí)驗(yàn)得出。這樣的滑動(dòng)判斷函數(shù)不僅滿足了狀態(tài)機(jī)不同狀態(tài)的需求，而且符合大多數(shù)人的使用習(xí)慣，具有普適性。

（三）鼠標(biāo)量化算法

鼠標(biāo)量化就是將用戶手指在遙控器上滑動(dòng)的速度和距離用合適的數(shù)據(jù)表示出來(lái)；即屏幕鼠標(biāo)指針移動(dòng)的方向和距離是由遙控器觸摸屏采集點(diǎn)的變化量和變化速度決定的。 適合人手的遙控器的體積較小，因此，用戶在控制鼠標(biāo)慢滑的時(shí)候，滑動(dòng)判斷模塊判斷出的每一次滑動(dòng)的坐標(biāo)變化量和觸摸屏上的移動(dòng)速度和距離并沒(méi)有明顯的關(guān)系，利用距離不能有效區(qū)分鼠標(biāo)指針應(yīng)有的移動(dòng)距離。但是，采集到點(diǎn)的數(shù)目卻和移動(dòng)速度和距離有關(guān)系。因此，鼠標(biāo)量化可分作兩部分理解：慢滑時(shí)根據(jù)滑動(dòng)判斷模塊判斷出一次滑動(dòng)時(shí)的總坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)量化出鼠標(biāo)指針的移動(dòng)距離；快滑時(shí)再根據(jù)滑動(dòng)距離量化出屏幕鼠標(biāo)指針移動(dòng)距離。雖然鼠標(biāo)量化分為快滑和慢滑，卻可以用一個(gè)公式表示單方向的移動(dòng)量。

（四）紅外協(xié)議

紅外發(fā)送模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)包括兩個(gè)16位二進(jìn)制數(shù)。如果是確定、返回或者開(kāi)關(guān)機(jī)或者翻頁(yè)的鍵值，則發(fā)送的兩個(gè)16位二進(jìn)制數(shù)一個(gè)是固定的系統(tǒng)碼，一個(gè)是鍵值。機(jī)頂盒收到對(duì)應(yīng)鍵值就給出回應(yīng)。如果是滑動(dòng)的量化結(jié)果，則一個(gè)表示橫軸移動(dòng)量，一個(gè)表示縱軸移動(dòng)量。兩軸移動(dòng)量配合得出屏幕鼠標(biāo)指針的平而移動(dòng)方向和距離。將鍵值或滑動(dòng)的量化結(jié)果通過(guò)紅外模塊發(fā)送給機(jī)頂盒，則機(jī)頂盒就根據(jù)接收的數(shù)據(jù)作出回應(yīng)。這樣就形成了遙控器鼠標(biāo)模式的一組紅外協(xié)議。

三、結(jié)語(yǔ)

無(wú)線紅外協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸速率較慢回，但在機(jī)頂盒遙控器上實(shí)現(xiàn)的鼠標(biāo)模式用紅外傳輸數(shù)據(jù)還是取得了較好的結(jié)果。以后，智能機(jī)頂盒和網(wǎng)絡(luò)機(jī)頂盒的普及率會(huì)越來(lái)越高，遙控器也會(huì)越來(lái)越多，利用遙控器實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)模式也會(huì)與時(shí)俱進(jìn)，更加增大人們生活的便捷。另外，遙控器的用戶體驗(yàn)和操作的成功率和觸摸屏的靈敏度有直接關(guān)系，也和操作區(qū)域和觸摸功能的大小有一定關(guān)系。

參考文獻(xiàn)：

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