PS2鍵盤鼠標(biāo)識別器畢業(yè)設(shè)計PPT.ppt

PS/2鍵盤鼠標(biāo)識別器,姓 名：趙宏志 班 級：通信092 學(xué) 號：0906220242 指導(dǎo)老師：趙立權(quán),目錄,一、課題的目的以及意義 二、PS/2鍵盤、鼠標(biāo)協(xié)議 三、PS/2鍵盤接口設(shè)計 四、PS/2鼠標(biāo)接口設(shè)計 五、結(jié)論,一、課題的目的以及意義,1.什么是PS/2 PS/2接口是計算機(jī)發(fā)展到一定階段的一種接口規(guī)范，是1987年，IBM推出的鍵盤接口標(biāo)準(zhǔn)，支持雙向串行通訊協(xié)議。鍵盤和鼠標(biāo)上的口是Male（公的），稱為Plug（插頭）。主板上的接口是Female（母的），稱為Socket（插座）。因此，這兩個就分別是Plug Socket，簡稱PS而已，又因為其支持雙向通信協(xié)議，故稱為PS/2接口。一般情況下，PS/2接口的鼠標(biāo)為綠色，鍵盤為紫色。,2.為什么研究PS/2 在單片機(jī)系統(tǒng)中，經(jīng)常使用的鍵盤都是專用鍵盤。此類鍵盤為單獨設(shè)計制作的，成本高，使用硬件連接線多，而且可靠性不高，這一狀況在那些要求鍵盤按鍵較多的應(yīng)用系統(tǒng)中更為突出。與此相比，在PC系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用PS/2鍵盤具有價格低，通用可靠而且連接線少（僅使用2根信號線）的特點，并且可滿足多種系統(tǒng)的要求。因此在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用PS/2鍵盤是一種很好的選擇。,二、PS/2鍵盤鼠標(biāo)協(xié)議,5腳DIN連接器,6腳DIN連接器,1.PS/2的物理接口,2.PS/2鍵盤鼠標(biāo)協(xié)議,從鍵盤/鼠標(biāo)發(fā)送到主機(jī)的數(shù)據(jù)在時鐘信號的下降沿（當(dāng)時鐘從高變到低的時候）被讀取；從主機(jī)發(fā)送到鍵盤/鼠標(biāo)的數(shù)據(jù)在上升沿（當(dāng)時鐘從低變到高的時候）被讀取。不管通訊的方向怎樣，鍵盤/鼠標(biāo)總是產(chǎn)生時鐘信號。如果主機(jī)要發(fā)送數(shù)據(jù)，它必須首先告訴設(shè)備開始產(chǎn)生時鐘信號（這個過程在下一章節(jié)中被描述）最大的時鐘頻率是33KHZ，而且大多數(shù)設(shè)備工作在10-20KHZ。如果你要制作一個PS/2設(shè)備，我推薦你把頻率控制在15KHZ左右。這就意味著時鐘應(yīng)該是高40微秒低40微秒。 所有數(shù)據(jù)安排在字節(jié)中，每個字節(jié)為一幀，包含了11-12個位。這些位的含義如下：,數(shù)據(jù)幀格式說明,如果數(shù)據(jù)位中包含偶數(shù)個1,校驗位就會置1；如果數(shù)據(jù)位中包含奇數(shù)個1，校驗位就會置0。數(shù)據(jù)位中1的個數(shù)加上校驗位總是為奇數(shù)（這就是奇校驗）這是用來進(jìn)行錯誤檢測的。,3.設(shè)備到主機(jī)的通訊過程,數(shù)據(jù)幀格式,設(shè)備到主機(jī)每位在時鐘的下降沿被主機(jī)讀入,4.主機(jī)到設(shè)備的通訊,被發(fā)送的包有點不同于主機(jī)到設(shè)備通訊過程首先，PS/2設(shè)備總是產(chǎn)生時鐘信號。如果主機(jī)要發(fā)送數(shù)據(jù)，它必須首先把時鐘和數(shù)據(jù)線設(shè)置為“請求發(fā)送”狀態(tài)，如下示： 1）通過下拉時鐘線至少100微秒來抑制通訊。 2）通過下拉數(shù)據(jù)線來應(yīng)用“請求發(fā)送”然后釋放時鐘。 設(shè)備應(yīng)該在不超過10毫秒的間隔內(nèi)就要檢查這個狀態(tài)。當(dāng)設(shè)備檢測到這個狀態(tài)，它將開始產(chǎn)生時鐘信號，并且時鐘脈沖標(biāo)記下輸入八個數(shù)據(jù)位和一個停止位。主機(jī)僅當(dāng)時鐘線為低的時候改變數(shù)據(jù)線，而數(shù)據(jù)在時鐘脈沖的上升沿被鎖存。當(dāng)發(fā)生在設(shè)備到主機(jī)通訊的過程中時正好相反。,主機(jī)到設(shè)備的通信,詳細(xì)過程如下,三、PS/2鍵盤接口設(shè)計,1.怎么確定按鍵 掃描碼：鍵盤的處理器花費很多的時間來掃描或監(jiān)視按鍵矩陣。如果它發(fā)現(xiàn)有鍵被按下，釋放或按住，鍵盤將發(fā)送“掃描碼”的信息包到計算機(jī)。掃描碼有兩種不同的類型：“通碼”和“斷碼”。當(dāng)一個鍵被按下或按住就發(fā)送通碼；當(dāng)一個鍵被釋放就發(fā)送斷碼。每個按鍵被分配了唯一的通碼和斷碼，這樣主機(jī)通過查找唯一的掃描碼就可以測定是哪個按鍵。每個鍵一整套的通斷碼組成了“掃描碼集”。,第二套掃描碼集部分按鍵的通碼斷碼,2.實例說明具體流程 通碼和斷碼是以什么樣的序列發(fā)送到你的計算機(jī)，使得字符“G”出現(xiàn)在你的字處理軟件里呢？因為這是一個大寫字母，需要發(fā)生這樣的事件次序：按下“Shift”鍵按下“G”鍵，釋放“G”鍵，釋放“Shift”鍵。與這些時間相關(guān)的掃描碼如下“Shift”鍵的通碼（12h），“G”鍵的通碼（34h），“G”鍵的斷碼（F0h，34h），“Shift”鍵的斷碼（F0h，12h）。因此，發(fā)送到你的計算機(jī)的數(shù)據(jù)應(yīng)該是：12h，34h ，F(xiàn)0h，34h，F(xiàn)0h，12h。,與MCS-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容；4k字節(jié)可重擦寫Flash閃速存儲器；1000次擦寫周期；有10年數(shù)據(jù)保留時間；全靜態(tài)操作：0Hz24MHz；三級加密程序存儲器；1288字節(jié)內(nèi)部RAM；32個可編程I/O口線；2個16位定時/計數(shù)器；6個中斷源；可編程串行UART通道；低功耗空閑和掉電模式；片內(nèi)振蕩器和時鐘電路,3.芯片介紹,P3.0接PS/2數(shù)據(jù)線；P3.2（INT0）接PS/2時鐘線。因為單片機(jī)的P3口內(nèi)部是帶上拉電阻的，所以PS/2的時鐘線和數(shù)據(jù)線可以直接與單片機(jī)的P.0，P3.2相連接。,4.PS/2鍵盤與單片機(jī)的連接圖,5.軟件設(shè)計程序,驅(qū)動及鍵盤碼的映射和部分按鍵服務(wù)程序由中斷服務(wù)程序完成，鍵盤鍵值通過全局變量傳遞給主程序，主程序只要查詢標(biāo)志位，當(dāng)有鍵按下時，執(zhí)行相應(yīng)的程序，在這里，筆者完成了全拼的輸入法程序，并通過了試驗驗證。,四、PS/2鼠標(biāo)接口設(shè)計,1.如何確定鼠標(biāo)移動并移動多少 標(biāo)準(zhǔn)的PS/2鼠標(biāo)支持下面的輸入：X（左右）位移，Y（上下）位移，左鍵，中鍵和右鍵。鼠標(biāo)以一個固定的頻率讀取這些輸入并更新不同的計數(shù)器，然后標(biāo)記出反映的移動和按鍵狀態(tài)。標(biāo)準(zhǔn)的鼠標(biāo)有兩個計數(shù)器保持位移的跟蹤：X位移計數(shù)器和Y位移計數(shù)器?？纱娣?位的2進(jìn)制補(bǔ)碼并且每個計數(shù)器都有相關(guān)的溢出標(biāo)志。它們的內(nèi)容連同三個鼠標(biāo)按鈕的狀態(tài)一起以三字節(jié)移動數(shù)據(jù)包的形式發(fā)送給主機(jī)。位移計數(shù)器表示從最后一次位移數(shù)據(jù)包被送往主機(jī)后有位移量發(fā)生。當(dāng)鼠標(biāo)讀取它的輸入的時候，它記錄按鍵的當(dāng)前狀態(tài)，然后檢查位移。如果位移發(fā)生，它就增加（對正位移）或減少（對負(fù)位移）X和/或Y位移計數(shù)器的值。如果有一個計數(shù)器溢出了，就設(shè)置相應(yīng)的溢出標(biāo)志。,2.位移數(shù)據(jù)包 標(biāo)準(zhǔn)的PS/2鼠標(biāo)發(fā)送位移和按鍵信息給主機(jī)采用如下,位移計數(shù)器是一個9位2的補(bǔ)碼整數(shù).它的最高位作為16符號位出現(xiàn)在位移數(shù)據(jù)包的第一個字節(jié)里。這些計數(shù)器在鼠標(biāo)讀取輸入發(fā)現(xiàn)有位移時被更新。這些值是自從最后一次發(fā)送位移數(shù)據(jù)包給主機(jī)后位移的累計量（即最后一次包發(fā)給主機(jī)后，位移計數(shù)器被復(fù)位）。位移計數(shù)器可表示的值的范圍是-255到+255.如果超過了范圍，相應(yīng)的溢出位就被設(shè)置，并且在復(fù)位前，計數(shù)器不會增減。,3.PS/2鼠標(biāo)工作模式,PS/2鼠標(biāo)有4種工作模式： 復(fù)位模式。當(dāng)上電或收到復(fù)位指令FFH后鼠標(biāo)即處于此模式。鼠標(biāo)進(jìn)行自檢和初始化，再向主機(jī)發(fā)送 0xFA，0xAA，0x00H。一些參數(shù)將恢復(fù)到默認(rèn)值：采樣率為100次/s、非自動速度、流模式、分辨率為4計數(shù)/mm、禁止?fàn)顟B(tài)。 流模式。如果有按鍵或滾輪動作，即向系統(tǒng)發(fā)送信息，最大發(fā)送速率就是可編程的采樣率。 遙控模式。只有在主機(jī)發(fā)送了模式設(shè)置命令0xFO后，鼠標(biāo)才進(jìn)入這種模式。 卷繞(Wrap)模式。這種模式只用于測試鼠標(biāo)與主機(jī)連接是否正確，在該模式下鼠標(biāo)收到什么就返回什么，除非收到退出卷繞指令ECH或復(fù)位指令FFH。 正常工作時可以采用遙控模式，定時向鼠標(biāo)讀取數(shù)據(jù)。大多數(shù)應(yīng)用系統(tǒng)使用流模式，即程序中的缺省模式，該模式下鼠標(biāo)有任何動作都將自動報告給主機(jī)。,4.鼠標(biāo)的數(shù)據(jù)傳送幀過程詳解,1.不論是PS/2鼠標(biāo)發(fā)送信息還是接收指令，都是由PS/2鼠標(biāo)生成CLK定時信號。 2.數(shù)據(jù)從PS/2鼠標(biāo)到系統(tǒng)：只有當(dāng)CLK和DATA都為1時，PS/2鼠標(biāo)才會發(fā)送數(shù)據(jù)，每幀數(shù)據(jù)由 11位組成，每1位都在CLK的下降沿有效，直到CLK的上升沿。 3.數(shù)據(jù)從系統(tǒng)到PS/2鼠標(biāo)：當(dāng)系統(tǒng)需要發(fā)送指令至PS/2鼠標(biāo)時，先由系統(tǒng)強(qiáng)制將CLK為低電平至少100bts，然后從DATA送出起始位0，再釋放CIK。PS/2鼠標(biāo)檢測到CLK的上升沿和DATA=0，即發(fā) 出11個CLK時鐘(頻率約11KHz)，系統(tǒng)應(yīng)該在CLK的每個上升沿之前將指令逐位送到 DATA線 。,數(shù)據(jù)傳送幀格式,5.單片機(jī)和PS/2鼠標(biāo)的硬件接口,由于PS/2接口中CLK和DATA信號都是雙向的，PS/2鼠標(biāo)的CLK和DATA采用開漏輸出，并且有內(nèi)部上拉電阻。單片機(jī)和PS/2鼠標(biāo)的硬件接口非常簡單，以89C51單片機(jī)為例，PS/2鼠標(biāo)的CLK接到 89C51的INT0，INOT作為外部中斷下沿觸發(fā)。DATA接到P10或其他