Arduino摇杆控制鼠标：精准光标导航

元器件与材料

所需软件与在线服务

• Arduino IDE
• IDLE (Python GUI)

项目简介

作为鼠标或触控板的替代方案，本项目利用摇杆实现鼠标光标的精准控制。摇杆可在X、Y两个轴向移动光标，并通过内置按键实现点击功能。

工作原理

摇杆本质上包含两个分别沿X、Y轴排列的电位器。Arduino读取模拟值，范围为0-1023。当摇杆处于中位时，读数约为512（0-1023中间值）。

Arduino程序将摇杆偏离中心的位置映射为-灵敏度到+灵敏度的范围（默认灵敏度为10）。极限位置对应输出10或-10。X、Y轴数值之间用冒号“:”分隔，例如：5:-3。摇杆按键状态（SW）以1/0形式跟在X、Y值后通过串口发送。

电脑端需使用Python的mouse库（原使用pyautogui，后更新为mouse）接收串口数据并控制鼠标。

Python编程环境搭建

1. 安装Python 3（从官网下载）
2. 复制Python安装路径
3. 打开命令提示符，依次执行：

   cd <你的Python安装路径>
   py -m pip install --upgrade pip
   py -m pip install mouse
   py -m pip install pyserial
   

mouse库用于模拟鼠标操作，pyserial用于串口通信。

Python程序逻辑

• 读取Arduino串口数据，解析X、Y增量及按键状态
• 通过mouse.get_position()获取当前光标坐标（像素）
• 光标新位置 = 当前位置 + 摇杆增量，使用mouse.move(X+x, Y-y)移动
• 检测到按键按下（SW=1）时执行mouse.click(button="left")左键点击

最终运行步骤

1. 将Arduino代码上传至UNO，按原理图接线摇杆
2. 确认Python库已安装，复制Python代码到记事本，修改正确的COM端口（从设备管理器查看），保存为.py文件
3. 用IDLE打开该文件并运行（F5）
4. 若报错，重启IDLE检查COM端口设置
5. 运行成功后移动摇杆即可控制光标，按下摇杆实现点击

源代码

Arduino代码

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// 摇杆控制鼠标
// by Shubham Santosh
/////////////////////////////////

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(9, INPUT);       // SW引脚
  digitalWrite(9, HIGH);   // 上拉
}

int prev_state = 0;        // 按键前一状态

void loop() {
  int z = 0, xpos = 0, ypos = 0;
  int x = analogRead(A0);
  int y = analogRead(A1);
  int sensitivity = 10;    // 可调整灵敏度

  // X轴映射
  if (x >= 550) xpos = map(x, 550, 1023, 0, sensitivity);      // 向上
  if (x <= 450) xpos = map(x, 450, 0, 0, -sensitivity);        // 向下

  // Y轴映射
  if (y >= 550) ypos = map(y, 550, 1023, 0, sensitivity);      // 向右
  if (y <= 450) ypos = map(y, 450, 0, 0, -sensitivity);        // 向左

  // 按键检测（上升沿触发）
  int curr_state = digitalRead(9);
  if (curr_state == 1 && prev_state == 0) z = 1;
  else z = 0;

  // 仅当有移动或点击时发送
  if (xpos != 0 || ypos != 0 || z == 1) {
    Serial.print(xpos);
    Serial.print(":");
    Serial.print(ypos);
    Serial.print(":");
    Serial.println(z);
  }

  prev_state = curr_state;
  delay(10);
}

Python代码

# 摇杆控制鼠标
# By Shubham Santosh
# 最后更新 2020/12/11

import mouse, sys
import time
import serial

mouse.FAILSAFE = False
ArduinoSerial = serial.Serial('com3', 9600)  # 修改为实际COM口
time.sleep(1)  # 等待串口稳定

while True:
    data = str(ArduinoSerial.readline().decode('ascii'))
    (x, y, z) = data.split(":")      # 解析X, Y, 按键
    (X, Y) = mouse.get_position()    # 当前光标位置
    (x, y) = (int(x), int(y))        # 转整数
    mouse.move(X + x, Y - y)         # 移动光标（Y轴取反）
    if '1' in z:                     # 检测按键
        mouse.click(button="left")   # 左键点击

原理图