Computermaus

Der Anwender bewegt die Maus auf einer glatten Oberfläche, die Bewegungsinformation wird an den Rechner übertragen. Über Betriebssystem-Routinen wird eine Markierung (Mauszeiger) auf dem Bildschirm entsprechend der Mausbewegung bewegt. Zumeist wird diese grafische Markierung als kleiner Pfeil dargestellt.

Die Maus ist mit Tasten ausgestattet, die auf Tastendruck (Mausklick) eine für die entsprechende Software registrierbare Aktivität übermittelt. Bei einem solchen Ereignis werden normalerweise die aktuellen Bildschirmkoordinaten berechnet und eine entsprechende Reaktion ausgelöst. Beispielsweise kann ein Anwender auf ein Dateisymbol zeigen und es mit einem Tastendruck auswählen und aktivieren. Das Programm registriert das und hebt dieses Dateisymbol grafisch hervor. In einem Textverarbeitungsprogramm kann ein Anwender den Mauszeiger im Text bewegen und mit einem Tastendruck eine Schreibmarke (Cursor) darin platzieren. Wenn der Anwender zu tippen beginnt, wird der Text an dieser Stelle eingefügt.

Innenansicht:
1. Mauskugel
2. Lochscheiben
3. LED (Lichtquelle der Lichtschranke)
4. Taster
5. Optischer Sensor (Empfänger der Lichtschranke)

Funktionsdarstellung einer optomechanischen Maus:
1. Bewegen der Maus erzeugt Drehung der Kugel.
2. X- und Y-Achsen übernehmen den jeweiligen Anteil der Bewegung.
3. Lochscheiben werden gedreht.
4. Infrarot-LEDs leuchten durch die Lochscheiben.
5. Sensoren empfangen Lichtpulse, die in X- und Y-Geschwindigkeiten umgesetzt werden.

Unterseite einer optischen Funkmaus

Man kann verschiedene Verfahren zur Aufnahme der Mausbewegung unterscheiden:

Die ersten Mäuse funktionierten mit mechanischen Kontakten. In der allerersten Generation wurden noch Schleifkontakte zur Koordinatenermittlung verwendet, die starkem Verschleiß unterlagen, dafür aber sehr stromsparend auswertbar sind.

Später waren optomechanische Mäuse üblich, bei denen die Mausbewegungen über eine Rollkugel, zwei Lochscheiben und zugehörige Lichtschranken in elektrische Signale umgewandelt werden. Die Rollbewegung der Kugel wird über zwei Walzen auf zwei gelochte Segmentscheiben übertragen, aus deren Drehrichtung und Geschwindigkeit werden über Inkrementalgeber mit kleinen Lichtschranken elektrische Impulse („Mickies“) erzeugt. Die relativen Koordinaten zur Darstellung des Mauszeigers werden im Computer mit einer entsprechenden Software (Maustreiber) errechnet. Kugelmäuse sind jedoch anfällig für Verschmutzung, da die Kugel, eine meist mit Gummi überzogene Stahlkugel, immer wieder Partikel ins Mausinnere zieht und diese hauptsächlich an der Mechanik haften bleiben, was die Präzision und Wiederholgenauigkeit der Maus vermindern kann. Auch starke Sonneneinstrahlung kann manche Mäuse mit leicht transluzenten Gehäusen durch Störung der Lichtschranken beeinträchtigen. Vorteilhaft gegenüber optischen Mäusen mit einem bildverarbeitenden Prozessor ist der geringere Strombedarf (25 mA zu 100 mA bei einer optischen Maus) und der durch den Aufbau bedingte Umstand, dass auch der Betrieb auf einem transparenten Untergrund wie einer Glasplatte möglich ist.

Neuere Mausgenerationen beleuchten die Oberfläche, auf der die Maus bewegt wird, mit einer eingebauten Lichtquelle, beispielsweise mit einer Leuchtdiode, und nehmen die Reflexionen mit einem optischen Sensor auf. Ein eingebauter Mikroprozessor berechnet aus den Unterschieden zwischen nacheinander aufgenommenen Bildern Richtung und Geschwindigkeit der Bewegung der Maus. Man nennt diese Art „optische Maus“. Ausfallerscheinungen durch verschmutzte Kugeln und vor allem Rollachsen können konstruktionsbedingt nicht mehr auftreten. Dafür wird manchmal das optische Signal bei feinen Bewegungen auch auf gut strukturierten Unterlagen falsch interpretiert und der Zeiger falsch bewegt.

Die ersten Mäuse dieser Art benötigten spezielle Mauspads, auf denen ein Gitter oder Punkte aufgezeichnet waren, an denen sich der optische Sensor orientieren konnte (System von Steve Kirsch, Mouse Systems). Mit höherer Leistung der in den Mäusen verbauten Mikroprozessoren können heute rechenintensivere Algorithmen zur Bildverarbeitung eingesetzt werden. So funktionieren moderne optische Mäuse auf fast allen Unterlagen. Nur Flächen, die eine sehr geringe oder keine Struktur aufweisen, z. B. Spiegel, Glas und viele lackierte Flächen, sind prinzipbedingt ungeeignet. Die hohe Präzision moderner optischer Mäuse macht sich besonders in grafischen Anwendungen und in Computerspielen positiv bemerkbar.

Die Lasermaus stellt eine verbesserte Variante der optischen Maus dar. Dabei wird statt der normalen Leuchtdioden eine Laserdiode, die auf Infrarot-Technik basiert, als Lichtquelle eingesetzt. Das ergibt durch den Speckleeffekt einen besseren Kontrast auch auf sehr glatten Oberflächen, transparente Oberflächen bleiben jedoch problematisch.

Die BlueTrack-Technologie, 2011 von Microsoft entwickelt und vorgestellt, soll die bisher gängigen Methoden der Bewegungsfeststellung ablösen. Eine große blaue Lichtquelle unterhalb der Maus soll von der Oberfläche in Kombination mit dem optischen Sensor und der Pixelgeometrie von Microsoft ein Bild mit besserem Kontrast machen können, sodass ein genaueres Tracking möglich ist. Dabei soll diese Technik auf weiteren, bis dato ungeeigneten Oberflächen funktionieren.[14] Durchsichtiges Glas oder spiegelnde Oberflächen stellen aber weiterhin den wunden Punkt sämtlicher nicht-mechanischer Techniken dar.

Die von Logitech entwickelte Darkfield-Technologie verwendet Laserdioden zur Bewegungserkennung, jedoch wird zusätzlich das Prinzip der Dunkelfeldmikroskopie eingesetzt, um selbst Verschmutzungen der Oberfläche und minimale Unregelmäßigkeiten zu erkennen und zur Bewegungsfeststellung zu verwenden. Vorteil dieser Technologie ist die Einsatzmöglichkeit auf bisher ungeeigneten Oberflächen wie Glas oder anderen spiegelnden Oberflächen mit einer vergleichsweise hohen Zuverlässigkeit.

Je nach verwendetem Bewegungsaufnehmer (mechanisch-elektrisch, optomechanisch, optisch mit LED oder Laserdiode) unterscheidet sich die Empfindlichkeit der Maus, also die Strecke, die auf der Unterlage mit der Maus gefahren werden muss, um eine bestimmte Strecke mit dem Mauszeiger auf dem Bildschirm zurückzulegen. Dabei resultiert eine hohe Empfindlichkeit in einem kurzen Fahrweg auf der Unterlage. Einfluss hat darauf die manchmal bei Mäusen angegebene Auflösung in dpi: Je mehr Punkte auf einer bestimmten Strecke aufgelöst[15] werden können, desto empfindlicher ist die Maus.

Manche Betriebssysteme und auch manche Programme bieten die Möglichkeit, die Empfindlichkeit individuell zu beeinflussen. Zusätzlich ist die Beschleunigung im neueren Betriebssystem einstellbar (sogenannte „Mausbeschleunigung“), wenn zusätzlich zur zurückgelegten Strecke die Bewegungsgeschwindigkeit ausgewertet wird. Bei Bewegung auf großen Flächen ist es hilfreich, wenn die große Strecke mit einer schnellen Bewegung überwunden wird und die genaue Annäherung an den gewünschten Punkt dann mit normaler Geschwindigkeit erfolgen kann.

Neben der Fähigkeit, eine zweidimensionale Position zu übermitteln, können mit Mäusen über Tasten Aktionen ausgelöst werden. Hinter den Maustasten, mit denen ein Mausklick ausgelöst wird, verbergen sich meist Mikrotaster, die bei Überschreitung einer bestimmten Kraft einen Kontakt schließen. Diese Änderung wird als Bit in einem Teil des Mausprotokolls an den Rechner übertragen und löst über Maustreiber, Betriebssystem und das Anwendungsprogramm eine damit verbundene Aktion aus. Die Taster weisen oft eine Art Knackfroscheffekt auf: Bei Überschreitung der erforderlichen Kraft erhält der Benutzer sowohl eine taktile als auch eine akustische Rückmeldung der Betätigung (daher auch der Begriff Mausklick).

Die erste Maus von Engelbart hatte lediglich eine Taste. Xerox konstruierte schon früh eine Variante mit drei Tasten. Apple nutzte wieder nur eine Taste. Viele Mäuse an Unix-Workstations besaßen drei Tasten. Im PC-Bereich waren lange Zeit Mäuse mit zwei Tasten dominierend. Jüngere Modelle haben oft zusätzliche Tasten, die fest programmierte Funktionen haben oder deren Funktionalität sogar frei programmiert werden kann.

Eine weitere Entwicklung war das Rollrad (Wheel-Maus). Dieses Rad hat meist die Funktion, bequemes Scrollen zu ermöglichen, kann jedoch auch anders belegt sein. Bei den meisten Modellen ist das Scrollrad heutzutage klickbar und fungiert somit als mittlere Maustaste. Manche Modelle haben zwei Räder, um gleichzeitiges horizontales und vertikales Scrollen zu ermöglichen.

Leiterplatte einer optischen Rad-Maus

Die Tasten werden vom System über Eventnummern (button) abgefragt. Eine typische Standardbelegung unter Linux und Windows ist:

Moderne Betriebssysteme unterstützten die „linkshändige Bedienung“, bei der die Funktionen der rechten und linken Maustaste vertauscht werden: die rechte Taste erhält somit die primäre Funktion.[16][17] Das funktioniert sehr gut bei symmetrischen, aber nicht so gut bei ergonomischen und für Rechtshänder gebauten Mäusen. Ebenso lässt sich im Betriebssystem oft die voreingestellte Scrollrichtung umkehren.

Mehr als drei Maustasten und das Mausrad funktionieren in der Regel nur, wenn der Gerätetreiber zusätzliche Tasten unterstützt. Teilweise müssen die zusätzlichen Tasten jedoch konfiguriert werden, indem ihnen vom Anwender eine Funktion zugewiesen wird. Bei ganz alten Betriebssystemen werden zumindest zwei Maustasten, die primäre und sekundäre (linke und rechte) Taste, bei allen generischen Maustreibern unterstützt, manchmal auch die mittlere Taste und das Mausrad.

Kabellose Mäuse übertragen ähnlich wie Funktastaturen ihre Informationen nicht mehr durch das manchmal störende Kabel. Stattdessen werden die Daten via Infrarot (selten) oder Funk (beispielsweise Bluetooth oder in einem anderen ISM-Band [2,4 GHz ist heute das meistgenutzte]) von der Maus zu einer Basisstation übertragen. Sofern die Basisstation nicht bereits fest im Computer verbaut ist, wird das Signal dann per Kabel über die serielle, PS/2- oder eine USB-Schnittstelle an den Computer weiterleitet.

Kabellose Mäuse benötigen eine eigene Stromversorgung, üblicherweise durch Batterien oder Akkumulatoren. Dadurch entsteht ein etwas höheres Gewicht der Maus und die Notwendigkeit des gelegentlichen Batteriewechsels oder Nachladens. Neuere höherwertige Modelle kommen nach Herstellerangaben Monate[18] bis Jahre ohne Batteriewechsel bzw. Nachladen aus.[19] Während manche zum Laden in eine Ladestation gestellt werden und somit während des Ladens nicht genutzt werden können, gibt es auch Modelle, die über ein Kabel geladen werden und auch während des Ladens einsatzfähig sind. Es sind auch kabellose Mäuse ohne interne Stromversorgung verfügbar, die per Induktion von einem speziell mitgelieferten, an einem USB-Anschluss angeschlossenes Mauspad mit Energie versorgt werden.

Kabellose Mäuse können, sofern die Daten nicht verschlüsselt werden, meist relativ leicht abgehört werden und haben teilweise eine geringfügig längere Reaktionszeit als kabelgebundene Modelle.

Gaming-Maus mit Seitentasten

Diese Art von Maus ist speziell für Computerspiele entwickelt worden. Ein grundlegendes Merkmal von Gaming-Mäusen ist der Verbau eines optischen Hochleistungssensors wie z. B. PixArts Modell PMW3389. Dieser hochauflösende Sensor verfügt über eine Punktdichte von 16.000 DPI, die meist durch Software oder Hardware eingestellt werden kann. Die Form der Maus ist entweder ergonomisch oder beidhändig gestaltet, wobei die beidhändige Form symmetrisch ist und sich für Rechts- sowie Linkshänder eignet. Die ergonomische Form hingegen soll eine natürliche Halteposition für die Hand des Nutzers bereitstellen und ist entweder für Rechtshänder oder Linkshänder vorgesehen. Einige Gaming-Mäuse, welche vor allem für MMORPGs konzeptioniert wurden, verfügen über eine höhere Anzahl von Seitentasten um die Bedienung von zahlreichen Fähigkeiten zu vereinfachen. Im Shooter-Genre wird viel Wert auf Gewicht der Maus gelegt, wobei ein niedriges Gewicht das Handgelenk bei längerem Gebrauch entlastet, und schnelle Bewegungen mit weniger Kraftaufwand erledigt werden können.

Da die Maus erst in den späten 1980er Jahren ihren Weg zu den IBM-PC-kompatiblen Rechnern gefunden hat, musste dort im Gegensatz zu Computern, die im Grundkonzept bereits eine Maus vorgesehen hatten, beispielsweise Macintosh, Amiga, Atari ST, erst eine geeignete Schnittstelle gefunden werden.

Anfangs wurden Mäuse für IBM-kompatible Computer über eigene Schnittstellenkarten („Busmaus“) betrieben. Die Anschlussbelegung des Mauskabels war nicht standardisiert, Maus und Karte mussten daher zusammenpassen.[20]

Eine verbreitete Methode war der Anschluss am seriellen Port (RS232) über einen neun- oder 25-poligen D-Sub-Stecker. Diese serielle Schnittstelle war ursprünglich für die Datenfernübertragung mit Fernschreibern, Modems und Akustikkopplern entwickelt worden. Da die Maus ein einfaches und in der Datenübertragung langsames Gerät ist, das nur für Koordinateninformation und Status der Tasten Daten übermittelt und außerdem seinen Strom mittels eines dafür zweckentfremdeten Handshake-Pins über die Schnittstelle erhalten konnte, war diese Schnittstelle eine recht langlebige Lösung, bei der die Maus auch problemlos im laufenden Betrieb angeschlossen werden kann. Diese serielle Lösung hielt sich bei PCs seit Mitte der 1980er Jahre über zehn Jahre lang und verschwand erst ab 1996 allmählich mit dem Aufkommen der ATX-Hauptplatinen und der PS/2-Maus (siehe unten). Ein Nachteil aus Herstellersicht besteht in den für RS-232 verwendeten hohen Spannungen von ±12 V statt der im PC-Inneren üblicheren 0 V / 5 V, wodurch sich der Schaltungsaufwand erhöht. Frühe Modelle benötigten gar noch ein eigenes Netzteil.

Frühe Apple-Computer-Modelle der Apple-II-Baureihe waren noch ohne Maus konzipiert worden. Für diese kam nur ein Busmouse-Konzept mit einer speziellen Steckkarte für den Mausanschluss zum Einsatz. Die Macintosh-Rechner stellten bereits bei ihrer Einführung einen eigenen (proprietären) Anschluss für die Maus bereit. Zunächst (Ur-Macintosh, Macintosh 512 und Macintosh Plus) wurden die unverarbeiteten Signale der Achsen und der Taste über einen neunpoligen D-Sub-Stecker übertragen, der 1987 beim Macintosh II und Macintosh SE durch den universelleren Apple Desktop Bus (ADB) ersetzt wurde. Mit dem ADB wurde die Maus an die Tastatur und die Tastatur mit einem zweiten ADB an den Computer angeschlossen. Auch andere Kleingeräte wurden mittels ADB angeschlossen. Der ADB wurde bis zum Power Macintosh G3 von 1998 verwendet, bei dem Apple den ADB durch die USB-Schnittstelle ablöste.

Auch bei SUN Unix Workstations war bis etwa 2003 die Maus mit der Tastatur verbunden, und beide Geräte wurden mit einem gemeinsamen Kabel an die Workstation angeschlossen (SUN Ultra).

Die Firma Commodore verwendete für ihre Amiga-Computer ähnlich wie frühe Apple-Modelle eine Schnittstelle, die unverarbeitete Signale über einen neunpoligen D-Sub-Stecker überträgt. Die Pinbelegung orientierte sich dabei jedoch am Atari-2600-„de-facto-Standard“ für Joystickbuchsen, damit die gleichen Buchsen Mäuse und Joysticks unterstützen konnten. Für den Commodore 64 und den Commodore 128, bei denen zunächst keine Maus vorgesehen war und es somit auch keine dafür vorgesehene Empfängerhardware im Gerät gab, wurde eine Maus entwickelt, die ihre Signale analog über die Paddle-Schnittstelle übertrug (Commodore 1351) sowie eine Maus, die ihre Signale digital über die Joystick-Schnittstelle übertrug (Commodore 1350).

Microsoft-Maus mit PS/2-Schnittstelle

Bei IBM-kompatiblen Rechnern setzte sich mit dem breiten Aufkommen der mausgesteuerten Betriebssysteme mit dem PS/2-Anschluss eine gesonderte Schnittstelle nur für die Maus durch. Diese wurde bereits 1987 durch IBM in den technischen Referenzhandbüchern zum PS/2-System definiert.[21] Die Übertragungsprotokolle und die Pinbelegungen von Tastatur und Maus sind dabei identisch: Es handelte sich um ein synchrones, serielles Protokoll, das ursprünglich speziell für Computer-Tastaturen entwickelt wurde, und arbeitet mit einer 5-Volt-Versorgungsspannung.

Die PS/2-Schnittstelle ist anders als die serielle und die USB-Schnittstelle nicht Hotplug-fähig: Eine Maus musste beim Einschalten des Computers angeschlossen sein; ein Ausstecken während des Betriebs führt zum Systemhalt und konnte sogar die Schnittstelle zerstören.

Heute hat sich der universell einsetzbare USB-Anschluss für Mäuse und andere Peripherie für IBM-kompatible Rechner, Unix-Workstations (SUN, IBM) sowie für Apple-Macintosh-Rechner gegenüber dem PS/2-Anschluss weitgehend durchgesetzt. Moderne PCs verfügen oft noch über einen PS/2 Anschluss, Notebooks allerdings fast nie. Für die Übertragung werden beim USB-Anschluss neben Masse- und 5-V-Versorgungsspannungsleitung zwei Datenleitungen verwendet, über die Daten differenziell übertragen werden. Außerdem sind Geräte am USB-Anschluss durch die Reihenfolge, in der die Verbindungen beim Steckvorgang hergestellt werden (zuerst Masse und Spannung), dafür ausgelegt im laufenden Betrieb entfernt oder wieder angeschlossen werden zu können (Hotplug).[22]

Unabhängig von der verwendeten physikalischen Schnittstelle findet eine serielle Datenübertragung zwischen dem Computer und der daran angeschlossenen Maus statt. Dabei werden verschiedene Verfahren zur Übertragung benutzt, die als Protokolle bezeichnet werden. Abhängig vom verwendeten Protokoll und der Maus muss innerhalb des Betriebssystems auf dem Computer der entsprechende Maustreiber installiert sein, über den gegebenenfalls auch Anpassungen für Empfindlichkeit und Beschleunigung der Maus vorgenommen werden können.

InPort-ISA-Erweiterungskarte von Microsoft

Eine Computermaus von 1986 mit einem Mini-DIN 7 Stecker

Bei einer Busmaus oder Busmouse sitzt die komplette Elektronik zur Dekodierung von Mausbewegung und Tastenbetätigung auf einer PC-Einsteckkarte für den ISA-Bus. Es werden neun Signale über einen Neun-Pin-Mini-DIN Adapter (auch Hosiden-Adapter genannt) übertragen. Neben dem Massepotential sind das die Kontaktsignale der drei Mausschalter und jeweils zwei für die versetzten Lichtschranken der Drehsensoren für X- und Y-Richtung. Diese Mäuse waren zum Beispiel von Logitech, Microsoft oder ATI zusammen mit den passenden ISA-Bus-Steckkarten erhältlich und sind heute kaum mehr im Betrieb.

Für Mäuse mit serieller Schnittstelle nach RS-232 können Anschlüsse mit neun- oder 25-poligen D-Sub-Buchsen am Mauskabel verwendet werden. Die Signale Masse, RxD, TxD, RTS, DTR werden benutzt, CTS und DSR werden nicht genutzt, dürfen aber auch nicht gebrückt sein. Aus DTR und RTS wird in der Maus die positive Versorgungsspannung für die Leuchtdioden der Bewegungssensoren und zur Bedienung der Schnittstelle gewonnen, über DTR erfolgt auch ein Reset. TxD liefert die negative Spannung. Die verwendeten Signalspannungen liegen entsprechend RS232 zwischen −12 V und +12 V. Die Daten werden bei jeder Zustandsänderung, etwa durch Mausklick oder Bewegung, über den Anschluss RxD asynchron mit 1200 bit/s von der Maus an den Computer übertragen.

• Beim Microsoft-Mausprotokoll werden die Daten in drei aufeinanderfolgenden Bytes übermittelt, darin sind Start- und Stopbits, zwei Bits für die beiden Maustasten und die Werte für X- und Y-Bewegung in jeweils einem Sieben-Bit-Wert verschachtelt enthalten. Die Daten werden mit sieben Datenbits und zwei Stopbits oder acht Datenbits und einem Stopbit übertragen. Die X- und Y-Werte repräsentieren jeweils die Änderung gegenüber dem vorherigen Stand und sind keine Absolutwerte bzw. -positionen. Nach erfolgter Übertragung an den Computer werden diese Zähler zurückgesetzt.
• Logitech verwendet ein bisher nicht genutztes Bit im Microsoft-Mausprotokoll, um den Status der dritten Maustaste zu übertragen.
• Das Mouse-Systems-Mausprotokoll verwendet im Unterschied zum Microsoft-Mausprotokoll ebenfalls ein weiteres bisher ungenutztes Bit für die dritte Maustaste und übermittelt die Bewegung in fünf statt drei Bytes unverschachtelt, die beiden zusätzlichen Bytes vier und fünf enthalten bereits Änderungswerte gegenüber den in Byte zwei und drei übermittelten X- und Y-Werten. Die Daten werden mit acht Datenbits und einem Stopbit übertragen.
• Es gibt Mäuse, die über einen Umschalter auf der Unterseite der Maus zwischen dem Microsoft- und dem Mouse-Systems-Mausprotokoll umgeschaltet werden können. Unter X11 lässt sich ein fehlender Umschalter zur Umschaltung in den Mouse-Systems-Modus möglicherweise durch Drücken der linken Maustaste während des Bootens ersetzen.[23]

Vieradriges Kabel der PS/2-Schnittstelle

Eine PS/2-Maus wird an einem dem PS/2-Tastaturanschluss vergleichbaren, oftmals grünen sechspoligen Mini-DIN-Anschluss angeschlossen und über ein serielles, bidirektionales, synchrones Protokoll angesteuert. Diese Aufgabe übernimmt der Tastaturcontroller bzw. der Eingabegerätecontroller.

An IBM-kompatiblen PCs angeschlossene Mäuse verwenden in der Regel nicht mehr als vier physikalisch verbundene Drähte: 5-Volt-Speisespannung (maximal 275 mA Last), Masse, eine Daten- und eine Taktleitung. Takt- und Datenleitung werden von der Rechner- und der Mausseite über Open-Collector-Treiber angesteuert, der Ruhepegel liegt auf 5 Volt. Maus und Computer können jede der beiden Leitungen auf den Pegel von 0 V ziehen. Die Seite, die die Taktleitung auf 0-Volt-Pegel zieht, kann gültige Daten über die Datenleitung übermitteln. Das Taktsignal zwischen 10 kHz und 16,7 kHz wird von der Maus erzeugt. Sie darf nur Daten senden, wenn das Taktsignal nicht vom Computer zur Unterbrechung der Kommunikation auf 0 V gelegt wurde.

Die Übertragung erfolgt mit Startbit (immer 0), acht Datenbits (niedrigstwertiges Bit zuerst), ungerader Parität und einem Stopbit (immer 1), Daten werden bei hohem Pegel der Taktleitung auf die Datenleitung geschrieben und nach Pegelabfall des Taktes vom Computer gelesen. Daten werden vergleichbar dem Microsoft-Protokoll in drei Acht-Bit-Zeichen, aber unverschachtelt übermittelt. Zusätzlich zu den im Microsoft-Protokoll für seriell angeschlossene Mäuse enthaltenen Daten werden noch ein Vorzeichen- und ein Überlaufbit jeweils für X- und Y-Wert übertragen. Der Computer kann verschiedene Befehle an die Maus übermitteln und sie in verschiedene Übertragungsmodi versetzen: „Streammode“ (Standard: jede Änderung wird übertragen), „Remote Mode“ (Änderungen werden nur auf Abfrage übertragen), „Reset Mode“ und „Wrap Mode“ (Echo-Modus)).

Durch Befehle des Computers, genauer: des Tastatur-/Mauscontrollers, lassen sich auch Auflösung (Schritte/mm), Abtastrate (Abtastungen/s) und Skaling (Vergrößerungsfaktor der übermittelten Zählerstände) der Maus beeinflussen. Eine angeschlossene PS/2-Maus wird während des Bootens des IBM-kompatiblen PCs erkannt und kann normalerweise im laufenden Betrieb nicht entfernt, neu angeschlossen und benutzt werden, ist also nicht Hotplug-fähig.

Für die Benutzung der Intellimouse hat Microsoft das PS/2-Protokoll auf ein Vier-Byte-Paketformat zum IMPS/2-Protokoll erweitert. Im vierten Datenpaket werden die Bewegungsinformationen des Scrollrades und die Zustände der beiden zusätzlichen Tasten übermittelt. Die Intellimouse verhält sich zum Zeitpunkt des Einschaltens wie eine PS/2-Maus, übermittelt aber nach Reset eine andere Device-ID. Diese bewirkt, dass der Maustreiber die dann übermittelten Vier-Byte-Pakete verarbeitet.

Einige PS/2-Mäuse können über einen zugehörigen Adapter auch an einem seriellen Anschluss betrieben werden: die PS/2-Serial Maus. Da diese Adapter jedoch nicht zwischen den unterschiedlichen Pegeln und Protokollen wandeln können, muss die Elektronik in der Maus erkennen, an welchem Anschluss sie betrieben wird und sich darauf einstellen. Das wäre etwa über die Versorgungsspannung möglich, die am seriellen RS-232-Anschluss höher ist.

An den USB-Bus angeschlossene Mäuse verwenden im Gegensatz zu PS/2-Mäusen kein proprietäres Protokoll mehr, sondern ein vom USB Interface Forum standardisiertes Busprotokoll.[24] Die Daten werden seriell, differentiell auf den beiden Datenleitungen mit Sync-Signal, NRZI-Kodierung und Bit-Stuffing übertragen, daher ist eine separate Taktleitung wie bei PS/2-Mäusen nicht erforderlich.

Der USB-Gerätetreiber muss sicherstellen, dass häufig genug (siehe USB Software-Architektur) über einen USB-Treiber, den Treiber des USB-Hostcontrollers und den USB-Hostcontroller selbst der Status des USB-Slave-Clients, in diesem Falle: der Maus, abgefragt wird. Die Maus wird über eine vom USB-Hostcontroller nach Identifizierung vergebene sieben Bit lange Kennung als „Human Interface Device“(HID)-Gerät adressiert (siehe USB-Konfiguration) und als solches nach der Norm USB 1.0 bedient. Bei der Initialisierung informiert sie den Hostcontroller oder den dahinterliegenden USB-Treiber aus ihrem Pufferspeicher 0 über ihre Fähigkeiten und Eigenschaften (Anzahl: maximal vier, Richtung: in oder out, Abfragehäufigkeit, die „Sample Rate“, und Größe der Pufferspeicher der sogenannten Endpunkte: maximal 64 Byte, Geräteart, Hersteller, „Class Code“, Gerätekennung, Protokoll, benötigte Bandbreite und anderes). Dieser speichert die Informationen und reserviert die entsprechenden Zeitslots auf dem Bus. Dann fragt der Hostcontroller im Auftrag des Gerätetreibers, der die Abfragen beim USB-Hostcontroller-Treiber in die Queue einstellt, im Interrupt-Transfer-Modus alle 10 ms die zu übermittelnden Daten aus den Endpunkten ab, die Übertragung erfolgt mit höchstens acht Byte pro Transfer prüfsummengesichert (CRC16) von der Maus an den Computer. Der Endpunkt bildet also faktisch im Hostdevice (der Maus) einen gemeinsam von Hostcontroller (dem Computer) und Hostdevice (der Maus) einsehbaren Speicherbereich, der innerhalb eines garantierten Zeitabstandes regelmäßig vom Computer ausgelesen wird. Falls bei IBM-kompatiblen PCs das BIOS Legacy-Unterstützung bietet, können USB-Mäuse durch Emulation des 8042-Tastaturcontrollers über den USB-Hubcontroller wie PS/2-Mäuse benutzt werden. Seit Einführung des iMac ist USB der Standard-Eingabegeräteanschluss für Macintosh-Computer.

USB–PS/2-Maus-Adapter

Vergleichbar den PS/2-Serial-Mäusen gibt es auch solche, die sich wahlweise an einem USB- oder einem PS/2-Anschluss betreiben lassen. Dafür gibt es Adapterstecker, die mit der Maus mitgeliefert werden, und vom USB-Anschluss auf den PS/2-Anschluss oder umgekehrt umsetzen. Die Mitlieferung eines Adapters lässt dabei einen Rückschluss auf die Fähigkeiten der Maus zu, denn auch hier muss sie anhand der gegebenen Verhältnisse entscheiden, ob sie sich wie eine PS/2-Maus oder wie eine Maus am USB-Anschluss verhält. Kriterium dabei kann z. B. das Verhalten der Datenleitungen nach dem Einschalten sein: Bei einem PS/2-Rechner darf man davon ausgehen, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt nach dem Einschalten zur Übermittlung des Reset-Befehls die Takt- und Datenleitung nach einem bestimmten Verfahren umgeschaltet wird, am USB ist von differentieller Datenübertragung auszugehen, was nicht den PS/2-Verfahrensweisen entspricht. Eine Maus oder Tastatur, die ohne einen USB-zu-PS/2-Adapter ausgeliefert wird, kann in der Regel auch mit einem nachgerüsteten Adapter nicht an einem PS/2-Anschluss betrieben werden, denn das Gerät muss diese Funktion von vornherein unterstützen.

Mit dem Apple Desktop Bus (ADB) hatte Apple bereits 1986 ein ähnliches Konzept wie beim USB verfolgt, wenn auch in kleinerem Maßstab. Verwendet wird ein vierpoliger Mini-DIN-Stecker, ähnlich einem S-Video-Stecker. Belegt sind normalerweise drei Verbindungen: 5 V Speisespannung, Masse und die Datenleitung. Eine vierte, zusätzliche Verbindung zum Netzteil des Computers blieb für Mäuse unbenutzt. Die Verbindung ist nicht für Hotplug-Funktion vorgesehen, weil für die einwandfreie Funktion nach dem Anstecken einer Maus der ADB initialisiert werden muss. Diese Initialisierung wird vom Betriebssystem nur während des Startvorgangs automatisch durchgeführt, kann aber mittels eines zusätzlichen Programms auch ohne Neustart des Rechners durchgeführt werden. Die Steckverbindung ist in der serienmäßigen Ausführung nur für maximal 400 Steckvorgänge ausgelegt. Das ist verglichen mit den heutigen USB-Verbindungen sehr wenig. Adressiert werden konnten bis zu 16 Geräte, die Datenübertragungsrate beschränkt sich auf 10 kBit/s. Die Steuerung erfolgt ausschließlich durch den Computer und die Geräte (in diesem Fall die Maus) liefern Daten nur bei Abfrage über einen definierten Speicherbereich (Register, vergleichbar dem Endpunkt) zurück. Die Definition erlaubte auch gleiche Adressen am Bus, was gelegentlich zu Problemen führte.

Bei den ersten IBM-kompatiblen PCs mussten der Maus Hardware-abhängige Ressourcen zugewiesen werden. Die Steckkarte der Busmaus erfordert in der Regel die Zuweisung eines eigenen der wenigen verfügbaren Interrupts sowie eines passenden I/O-Adressbereiches (Port). Die Einstellung erfolgt über Jumper oder etwas moderner im BIOS des Rechners.

Seriellen Mäusen ist in der Regel eine eigene serielle, physikalisch vorhandene Schnittstelle inklusive einer Schnittstellengeschwindigkeit und -protokoll (beispielsweise 8N0, 7N1) zuzuweisen. Das wird genauso wie die Angabe des notwendigen, passenden Maustreibers mit seinen Optionen über Konfigurationsdateien vorgenommen.

Bei PS/2-Mäusen und bei USB-Mäusen entfallen derartige Angaben, da diese Schnittstellen bereits in der Hardware des Rechners oder aufgrund des verwendeten Protokolls arbeitsfähige Vorgaben zur Verfügung stellen. Spätestens bei seit Ende der 1990er Jahre ausgelieferter Hardware und Betriebssystemen muss sich der Anwender nur noch selten mit derartig hardwarebezogenen Details befassen.

Dafür hat aber die Anzahl der Einstellungsmöglichkeiten über Maustreiber und Betriebssystem erheblich zugenommen. Erwähnt sei nur die bereits beschriebene Empfindlichkeitseinstellung der Maus, Zeitabstand für Doppelklick sowie die Zuweisung von programmabhängigen Funktionen zu zusätzlichen Maustasten. Dieses sind aber weitestgehend nur Anpassungen, um dem Anwender die Benutzung angenehmer zu gestalten. Die grundlegende Funktion der Maus (also Zeigen und Klicken) ist in der Regel auch ohne derartige Anpassungen gegeben.

Ende der 1990er Jahre hat sich bei Computermäusen das sogenannte Scrollrad etabliert. Es befindet sich meist zwischen den beiden Maustasten und dient zum Auf- und Abrollen des Fensterinhalts, Scrollen von englisch scrolling. Darüber hinaus wird es mitunter auch zur Einstellung von grafisch simulierten Schiebereglern eingesetzt. Durchgesetzt hat sich die Kombination aus Scrollrad mit der dritten Taste, sodass ein Druck auf das Rad einem Klick mit der mittleren Maustaste entspricht. Bei einigen Modellen kann das Scrollrad zusätzlich nach links oder rechts gekippt werden, um auch horizontales Scrollen des Fensterinhalts per Maus zu ermöglichen. In grafischen Benutzeroberflächen entspricht das Scollen einem Bildlauf, der ohne Mausrad auch per Bildlaufleiste, wenn als Steuerelement vorhanden, bewerkstelligt werden kann. Im Juli 2005 stellte Apple nach fast drei Jahrzehnten konsequenter Ein-Tasten-Maus-Philosophie erstmals die USB-Mehrtastenmaus Mighty Mouse vor, die mit den Betriebssystemen Windows XP und macOS gleichermaßen kompatibel ist und neben drei zusätzlichen, programmierbaren Tasten eine neuartige 360-Grad-Scrollkugel bietet, die freies vertikales wie auch horizontales Scrollen (letzteres jedoch nur in macOS) ermöglicht.

Die Firma Logitech stellte im Jahr 2000 unter dem Begriff "iFeel" optische Mäuse mit Feedback-Funktion vor.[26] Über den USB-Anschluss stand ausreichend Leistung zur Verfügung, eine Vibrationsfunktion ähnlich der in Mobiltelefonen zu realisieren. Bei Aktivierung der iFeel-Funktion erzeugte die Maus eine Vibration, wenn der Mauszeiger z. B. über eine Fensterkante oder einen Button bewegt wurde, beim Erreichen des Bildschirmrandes war dieser als Hindernis spürbar. Die Art und Intensität des Feedbacks war per Software einstellbar.

Handgelenkauflage (verhindert Fehlhaltungen)

Solange in den Anfangstagen die Maus oft nur zur Aktivierung von Fenstern und Auswahl von Checkboxen benutzt wurde, war ihre Form weitgehend nebensächlich. Dies änderte sich jedoch mit dem Aufkommen von grafischen Benutzeroberflächen deutlich. Der andauernde Gebrauch einer Computermaus, insbesondere bei Fehlhaltungen, kann Schmerzen im Handgelenk (Sehnenscheidenentzündung) oder das Karpaltunnelsyndrom auslösen. Ebenso können Schmerzen an den längere Zeit unnatürlich gestreckten Fingern auftreten, bekannt als sogenannter „Mausfinger“. Wenn die Symptome über den Handbereich hinaus auf Ellenbogen bis in die Schulter reichen, spricht man umgangssprachlich von einem „Mausarm“. Diese beiden Belastungsformen werden zusammengefasst als RSI bezeichnet (Repetitive Strain Injury Syndrom – Verletzung durch wiederholte Beanspruchung). An Computerarbeitsplätzen entstandene Krankheiten können eine Berufskrankheit darstellen.

Vorbeugend gegen solche Beschwerden können die abwechselnde Verwendung unterschiedlicher Eingabegeräte wie Maus, Trackball und Rollstangenmaus sowie der Einsatz ergonomischer Tastaturen bis hin zur Sprachsteuerung wirken. Als Abhilfe wurden auch ergonomische Formen für die Maus entwickelt, um sie den natürlichen Haltungen der Hand und möglichst belastungsfreien Bewegungsabläufen von Fingern, Gelenken und Arm anzupassen. Beispielsweise wird die Zeigefinger- oder Ballenseite der Maus oft länger gestaltet. Entwickelt wurden auch alternative Formen wie die Vertikalmaus, bei der die Tasten in vertikaler Ebene angeordnet sind, was eine entspannte Armhaltung bedingt, da der Arm nicht zur Körperseite hin verdreht werden muss.[28] Bei derart ergonomisch gestalteten Mäusen ist es natürlich erforderlich, seitenverkehrte Ausführungen jeweils für Rechts- und Linkshänder zu verwenden. Auch die Benutzung von Handballenauflagen verspricht Erleichterung durch Entlastung des Handgelenks, das weniger stark nach oben abgewinkelt werden muss.

Bei zeitlich angemessener Nutzung von optischen Funkmäusen ist eine für den Menschen gefährliche Strahlung nicht nachweisbar.

Aktuelle, ergonomisch geformte Mäuse haben häufig das Problem, dass sie lediglich für die Nutzung durch Rechtshänder konstruiert wurden. Linkshänder können solche Mäuse meist überhaupt nicht oder nur unter extremer Fehlhaltung benutzen. Da es von den meisten ergonomisch geformten Mäusen keine Linkshändervariante gibt, lernen viele Linkshänder, ihre Maus auch mit der rechten Hand zu verwenden. Bei den symmetrischen und dennoch ergonomisch geformten Mäusen gibt es dieses Problem nicht. Abhängig vom Betriebssystem besteht auch oft die Möglichkeit, die Funktion der rechten und linken Maustaste zu vertauschen, sodass Linkshänder mit einer normalen Maus linkshändig arbeiten können. Abhängig von der Art der Mausabfrage, z. B. bei Computerspielen, kann es sein, dass die im Betriebssystem gespeicherte Tastenvertauschung umgangen wird und der linkshändige Nutzer wieder die Finger vertauschen muss.

Eigene, auch ergonomisch geformte Mäuse für Linkshänder sind aufgrund der geringeren Auflage[29] und der erhöhten Kosten für die Hersteller oft teurer.[30] Früher, als die interne Elektronik von Computermäusen noch einfacher war, gab es auch die Do-it-yourself-Methode, die Leiterbahnen der linken und rechten Maustaste zu vertauschen.[31]

Bei der typischen Bauart der Tasten und der akustischen Rückmeldung der Betätigung mit Hilfe des Knackfroscheffektes beim Mausklicken kann es zu störenden Geräuschentwicklungen für das Umfeld (z. B. im Tonstudio, Wohnzimmer) kommen. Einige Hersteller bieten deshalb andere Tastentechniken an.[32]

Das Mauspad ist wohl das bekannteste Mauszubehör, das von den meisten Computernutzern eingesetzt wird. Es besteht häufig aus Stoff oder Kunststoff und bietet eine ebene Oberfläche, über die die Maus bewegt werden kann. Vor allem Kugelmäuse lassen sich oft nur in Verbindung mit Mauspads einsetzen, da der Mausball auf die hohe Reibung eines Mauspads angewiesen ist, um sich problemlos zu drehen.

Mauspads gibt es mit unterschiedlichen Oberflächen, zum Beispiel Stoff, Papier oder Kunststoff. Diese haben unterschiedliche Eigenschaften hinsichtlich Verschmutzung. Stoffoberflächen wirken teilweise reinigend auf die Mauskugeln.

Mittlerweile bietet die Industrie auch spezielle Mauspads für Computerspieler an, die besonders wenig Reibung erzeugen sollen, um eine präzise Bewegung zu ermöglichen. Diese bestehen dann häufig aus Hartplastik, speziellen Kunststofffasern oder Glas und sind oft nur für die Verwendung von optischen bzw. Lasermäusen konzipiert. Optische und Lasermäuse funktionieren teilweise schlecht auf spiegelnden Oberflächen.

Ergonomische Mauspads haben eine spezielle erhöhte Auflagefläche für die Handwurzel und entlasten die Hand.

Skatez sind dünne Folienstreifen aus Kunststoffen mit sehr geringen Reibungskoeffizienten wie beispielsweise Teflon, die auf die Unterseite der Maus geklebt werden. Sie sind bei vielen Modellen schon Standard und werden im Handel zum Nachrüsten als Glidetape oder Speedtape angeboten. Skatez sorgen dafür, dass Gleitreibung und Haftreibung herabgesetzt werden und die Maus somit leichter über die Unterlage gleitet.

Optisch die Unterlage abtastende Computermäuse an Workstations für strukturierte, gläserne oder metallene Mauspads werden zur Verbesserung der Gleitfähigkeit an der Unterseite mit austauschbaren, nicht kratzenden Filzstreifen beklebt.

Kabelhalter sollen bewirken, dass Mauskabel bei der Bewegung nicht störend im Weg liegen. Falls die (USB-)Maus nicht an der (USB-)Tastatur, sondern direkt am Rechner angeschlossen ist, soll außerdem verhindert werden, dass durch das Kabelgewicht herunter zum Rechner unter dem Tisch zusätzlicher Zug am Kabel entsteht.

Einige Kabelhalter sind bereits ins Mauspad integriert, andere müssen beispielsweise am Tisch befestigt werden. Gängig ist eine anklebbare Öse für die Tischkante, an der die frei auf dem Tisch verfügbar bleibende Mauskabellänge durch festes Einklemmen bestimmt wird. Als einfachste Form des Kabelhalters hat sich ein festes Textilklebeband bewährt. Eine Weiterentwicklung stellt das Mouse Bungee dar. Mit ihm kann die Kabellänge der Maus optimal der überstrichenen Fläche des Mauspads angepasst werden.

Eine Handballenauflage ist ein kleines, gepolstertes Kissen oder Pad. Die Füllung kann aus Gel (Silikon, Neopren) oder aus natürlichen Materialien bestehen. Es sorgt dafür, dass das Handgelenk bei der Arbeit nicht abknickt und eine Mausbetätigung mehr von oben erfolgt, was die Belastung der Hand und so die Ermüdung beim Arbeiten mindern soll.