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CN115048328A - 一种轨迹球信号转换方法 - Google Patents

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CN115048328A CN202210696921.0A CN202210696921A CN115048328A CN 115048328 A CN115048328 A CN 115048328A CN 202210696921 A CN202210696921 A CN 202210696921A CN 115048328 A CN115048328 A CN 115048328A
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Abstract

本发明涉及一种轨迹球信号转换方法，所述方法通过轨迹球信号转换装置，实现了轨迹球输出的PS2信号或正交信号到RS232接口信号的转换，其中的步骤以高低电平来判断切换工作模式，以便生成串口轨迹球数据格式，以串口形式发出。本发明所述的轨迹球信号转换方法，简化了轨迹球信号处理流程，超声系统端只需接收串口信号，无需关注轨迹球的接口形式，为超声系统腾出时间来处理更重要的任务。正交信号有X+、X‑、Y+、Y‑，PS2信号有Data、Clk，处理后输出只有TXD信号。

Description

一种轨迹球信号转换方法
技术领域
本发明涉及医疗器械处理技术，尤其是指一种轨迹球信号转换方法。
背景技术
超声诊断系统中能用轨迹球实现人机对话，如在使用测量功能时通过移动轨迹球可以快速定位屏幕上的对象，改变了原有使用键盘按键移动光标只能单个方向单点步进的现状，实现了光标在二维空间的任意移动，大大方便用户，提高超声诊断效率。
轨迹球接口类型有PS/2、USB、RS232、方波等。轨迹球滚动将带动其滚轮运动从而传动X和Y方向的转轴，滚动的距离和方向通过机械或光学等方法转换成脉冲信号，如正交方波信号，正交信号直接输出，或传送给轨迹球控制器，轨迹球控制器将脉冲个数转换成位移量，并以RS232、PS2、USB等串行方式输出。RS232输出的信号无需驱动程序，计算机端Windows或Linux等主流操作系统下的串口应用程序完全兼容，通常无需修改。此外基于单片微机设计的超声系统，因系统已承担多任务，通过RS232接口接收轨迹球信息相对容易。
而使用现有技术中的集成芯片的轨迹球其抗干扰较差、传输性能稳定性不足，较难满足超声诊断系统传输信号稳定。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的一种轨迹球信号转换方法，所述方法通过轨迹球信号转换装置，实现了轨迹球输出的PS2信号或正交信号到RS232接口信号的转换，包括如下步骤：
步骤S1：系统初始化，检测标志端口；
步骤S2：标志端口若为高电平，则进入PS2转RS232工作模式，信号转换单元模拟主机对PS2轨迹球进行初始化及采样率、分辨率等参数设置，完成后进入Stream模式；
步骤S3：轨迹球有位移或按键信息，就会通过PS2接口发送给信号转换单元，信号转换单元收到完整的数据包后，将信息转换为串口轨迹球数据格式，以串口形式发出；
步骤S4：标志端口若为低电平，则进入正交信号转RS232工作模式，信号转换单元循环读取正交信号端口状态；
步骤S5：若有状态变化则进一步计算生成X或Y方向的位移信息并将移动信息标志位置为1，信号转换单元检测到有移动信息，将信息转换为串口轨迹球数据格式，以串口形式发出。
在本发明的一个实施例中，所述的轨迹球信号转换装置以STC15W408AS为中心搭建，同时外接晶振电路，以及在其Vcc及GND端接上电源，且其中PORT1的17、18脚需外接上拉。
在本发明的一个实施例中，所述的轨迹球信号转换装置输入端接入轨迹球的正交信号X+、X-、Y+、Y-，其中的X+、X-用于确定轨迹球在X轴方向的移动，Y+、Y-用于确定轨迹球在Y轴方向的移动。
在本发明的一个实施例中，所述的轨迹球信号转换装置输入端还设有接入PS2信号的端口。
在本发明的一个实施例中，所述的轨迹球采样分辨率设为8count/mm，其设置即轨迹球信号转换装置中主机先发送0xE8，待收到0xFA后继续发0x03，接着收到0xFA即完成。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：本发明所述的轨迹球信号转换方法，简化了轨迹球信号处理流程，超声系统端只需接收串口信号，无需关注轨迹球的接口形式，为超声系统腾出时间来处理更重要的任务。正交信号有X+、X-、Y+、Y-，PS2信号有Data、Clk，处理后输出只有TXD信号。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明所述轨迹球正交信号转换方法的流程图；
图2是本发明所述PS2信号转RS232接口信号处理流程图；
图3是本发明所述轨迹球信号转换装置框图；
图4是本发明所述接口转换电路框图。
具体实施方式
本实施例提供一种轨迹球信号转换方法，所述方法通过轨迹球信号转换装置，实现了轨迹球输出的PS2信号或正交信号到RS232接口信号的转换，如图1和图2所示，包括如下步骤：
步骤S1：系统初始化，检测标志端口；
步骤S2：标志端口若为高电平，则进入PS2转RS232工作模式，信号转换单元模拟主机对PS2轨迹球进行初始化及采样率、分辨率等参数设置，完成后进入Stream模式；
步骤S3：轨迹球有位移或按键信息，就会通过PS2接口发送给信号转换单元，信号转换单元收到完整的数据包后，将信息转换为串口轨迹球数据格式，以串口形式发出；
步骤S4：标志端口若为低电平，则进入正交信号转RS232工作模式，信号转换单元循环读取正交信号端口状态；
步骤S5：若有状态变化则进一步计算生成X或Y方向的位移信息并将移动信息标志位置为1，信号转换单元检测到有移动信息，将信息转换为串口轨迹球数据格式，以串口形式发出。
如图3所示,所述的轨迹球信号转换装置输入端接入轨迹球的正交信号X+、X-、Y+、Y-，其中的X+、X-用于确定轨迹球在X轴方向的移动，Y+、Y-用于确定轨迹球在Y轴方向的移动；若X+先于X-变化则表示轨迹球向X轴正方向移动，反之则表示向X轴反方向移动；若Y+先于Y-变化则表示轨迹球向Y轴正方向移动，反之则表示向Y轴反方向移动,而轨迹球信号转换装置输入端还设有接入PS2信号的端口。
而进一步地，如图4所示，所述的轨迹球信号转换装置以STC15W408AS为中心搭建，同时外接晶振电路，以及在其Vcc及GND端接上电源，且其中PORT1的17、18脚需外接上拉。
其中的使用STC15W408AS是STC15系列增强型51单片机，而现有项目中的是采用南京沁恒微电子股份有限公司开发的CH9340，是一个USB总线的转接芯片，可实现USB转串口。但未见PS2转串口或正交转串口的现成电路。大多USB接口的轨迹球能输出兼容PS2接口的信号。
而PS2接口协议是一种双向同步串行协议，换句话说，PS2设备可以发送数据到主机，而主机也可以发送数据到设备，但主机总是在总线上有优先权，它可以在任何时候抑制来自于设备的通讯——即把时钟拉低。
从设备发送到主机的数据在时钟信号的下降沿被读取，从主机发送到设备的数据在上升沿被读取。不管通讯的方向怎样,设备总是产生时钟信号,如果主机要发送数据它必须首先告诉设备开始产生时钟信号。最大的时钟频率是33kHz,而且大多数设备工作在10-20kHz。
而不同于正交或串口轨迹球，PS2轨迹球开机需要初始化，其采样率、分辨率等参数可修改，初始化和参数设置有专门的命令集，如下表，命令由主机发出，轨迹球负责接收和处理，本申请方案中用单片机模拟主机实现命令的发送和处理，其命令集如下表所示；
代码 命令 应答
0xFF 复位 0xFA
0xFE 重发 0xXX，0xXX，0xXX
0xF6 设为默认 0xFA
0xF5 数据报告禁用 0xFA
0xF4 数据报告使能 0xFA
0xF3，0xXX 设置采样率 0xFA，0xFA
0xF2 读ID 0xFA，0x00
0xF0 设为Remote模式 0xFA
0xEE 设为Wrap模式 0xFA
0xEC 复位Wrap模式 0xFA
0xEB 读数据 0xFA，0xXX，0xXX，0xXX
0xEA 设为Stream模式 0xFA
0xE9 读状态 0xFA，0xXX，0xXX，0xXX
0xE8，0xXX 分辨率 0xFA，0xFA
0xE7 设置数值转换 0xFA
0xE6 取消数值转换 0xFA
而上电后单片机检测标志端口若为高电平，进入PS2转串口工作模式，先完成单片机初始化，接着延时若干秒，然后复位轨迹球三次，如有必要可分别通过0XF3、0xE8命令设置采样率、分辨率，再发0xF4使能数据报告，轨迹球将应答0xFA，于是完成轨迹球的初始化工作，只需等待轨迹球发送数据包，并将收到的数据包转为串行轨迹球数据包格式，并发送给超声系统控制。
采样率一般不用设置，分辨率设为8count/mm可满足B超使用需求，即主机先发送0xE8，待收到0xFA后继续发0x03，接着收到0xFA即完成设置。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种轨迹球信号转换方法，所述方法通过轨迹球信号转换装置，实现了轨迹球输出的PS2信号或正交信号到RS232接口信号的转换，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：系统初始化，检测标志端口；
步骤S2：标志端口若为高电平，则进入PS2转RS232工作模式，信号转换单元模拟主机对PS2轨迹球进行初始化及采样率、分辨率等参数设置，完成后进入Stream模式；
步骤S3：轨迹球有位移或按键信息，就会通过PS2接口发送给信号转换单元，信号转换单元收到完整的数据包后，将信息转换为串口轨迹球数据格式，以串口形式发出；
步骤S4：标志端口若为低电平，则进入正交信号转RS232工作模式，信号转换单元循环读取正交信号端口状态；
步骤S5：若有状态变化则进一步计算生成X或Y方向的位移信息并将移动信息标志位置为1，信号转换单元检测到有移动信息，将信息转换为串口轨迹球数据格式，以串口形式发出。
2.根据权利要求1所述的轨迹球信号转换方法，其特征在于：所述的轨迹球信号转换装置以STC15W408AS为中心搭建，同时外接晶振电路，以及在其Vcc及GND端接上电源，且其中PORT1的17、18脚需外接上拉。
3.根据权利要求1所述的轨迹球信号转换方法，其特征在于：所述的轨迹球信号转换装置输入端接入轨迹球的正交信号X+、X-、Y+、Y-，其中的X+、X-用于确定轨迹球在X轴方向的移动，Y+、Y-用于确定轨迹球在Y轴方向的移动。
4.根据权利要求3所述的轨迹球信号转换方法，其特征在于：所述的轨迹球信号转换装置输入端还设有接入PS2信号的端口。
5.根据权利要求1所述的轨迹球信号转换方法，其特征在于：所述的轨迹球采样分辨率设为8count/mm，其设置即轨迹球信号转换装置中主机先发送0xE8，待收到0xFA后继续发0x03，接着收到0xFA即完成。
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