PS-2接口协议解析及应用

1、PS-22接口协协议解析析及应用用摘要：文文中详细细介绍了了PS/2接口口协议的的内容、电气特特性和标标准键盘盘的第二二套键盘盘扫描码码集。给给出了基基于嵌入入式系统统的PSS/2接接口的软软、硬件件实现方方法，并并介绍了了工控PPC外接接双键盘盘的解决决方案。通过使使用模拟拟开关CCD40052巧巧妙地解解决了工工控PCC外接双双键盘的的冲突问问题。 关关键词：PS/2接口口；串行行通讯；单片机机；键盘盘；CDD40552 接口口标准的的发展过过程随着着计算机机工业的的发展，作为计计算机最最常用输输入设备备的键盘盘也日新新月异。年推推出了 键键盘及其其接口标标准。该该标准定定义了键，采用脚连

2、接接器和简简单的串串行协议议。实际际上，第第一套键键盘扫描描码集并并没有主主机到键键盘的命命令。为为此，年推出出了 键盘盘接口标标准。该该标准定定义了键键，采用用脚连连接器和和双向串串行通讯讯协议，此协议议依照第第二套键键盘扫描描码集设设有个个主机到到键盘的的命令。到了年，又又推出了了键盘盘接口标标准。该该标准仍仍旧定义义了键，但是采采用脚脚连连接器，该连接接器在封封装上更更小巧，仍然用用双向串串行通讯讯协议并并且提供供有可选选择的第第三套键键盘扫描描码集，同时支支持个主机机到键盘盘的命令令。现在在，市面面上的键键盘都和和及键盘盘兼容，只是功功能不同同而已。接口硬硬件 物物理连接接器一般般，具

3、有有五脚连连接器的的键盘称称之为键盘盘，而具具有六脚脚连连接器的的键盘则则称之为为键盘盘。其实实这两种种连接器器都只有有四个脚脚有意义义。它们们分别是是（时钟脚脚）、数据脚脚、（电电源脚）和（电电源地）。在键盘与与机机的物理理连接上上只要保保证这四四根线一一一对应应就可以以了。键盘靠靠的的端口口提供电电源，另另外两个个脚（时钟钟脚）和和数据脚脚都是集集电极开开路的，所以必必须接大大阻值的的上拉电电阻。它它们平时时保持高高电平，有输出出时才被被拉到低低电平，之后自自动上浮浮到高电电平。现现在比较较常用的的连接器器如图所示。 电气气特性通讯协协议是一一种双向向同步串串行通讯讯协议。通讯的的两端通通

4、过（时钟钟脚）同同步，并并通过（数据据脚）交交换数据据。任何何一方如如果想抑抑制另外外一方通通讯时，只需要要把（时钟钟脚）拉拉到低电电平。如如果是机和和键盘盘间的通通讯，则则机机必须做做主机，也就是是说，机可可以抑制制键盘盘发送数数据，而而键盘盘则不会会抑制机发发送数据据。一般般两设备备间传输输数据的的最大时时钟频率率是，大多多数设设备工作作在。推荐荐值在左右右，也就就是说，（时钟脚脚）高、低电平平的持续续时间都都为。每一数数据帧包包含个位，具体含含义如表表所列列。数据据帧格式式说明11个起始始位 总总是逻辑辑0 88个数据据位 （LSBB）低位位在前 1个奇奇偶校验验位 奇奇校验 1个停停止

5、位 总是逻逻辑1 1个应应答位 仅用在在主机对对设备的的通讯中中 如果果数据位位中的的个数为为偶数，校验位位就为；如果果数据位位中的的个数为为奇数，校验位位就为；总之之，数据据位中的个数数加上校校验位中中的个个数总为为奇数，因此总总进行奇奇校验。 设设备和机的的通讯设备的的（时钟脚脚）和数据脚脚都是集集电极开开路的，平时都都是高电电平。当当设备备等待发发送数据据时，它它首先检检查（时钟钟脚）以以确认其其是否为为高电平平。如果果是低电电平，则则认为是是机机抑制了了通讯，此时它它必须缓缓冲需要要发送的的数据直直到重新新获得总总线的控控制权（一般键盘有有个个字节的的缓冲区区，而鼠标只只有一个个缓冲区

6、区仅存储储最后一一个要发发送的数数据）。如果（时时钟脚）为高电电平，设备便便开始将将数据发发送到机。一般都都是由设备产产生时钟钟信号。发送时时一般都都是按照照数据帧帧格式顺顺序发送送。其中中数据位位在（时钟钟脚）为为高电平平时准备备好，在在（时钟脚脚）的下下降沿被被机机读入。设备备到机的通通讯时序序如图所示。当时钟钟频率为为时时，从（时时钟脚）的上升升沿到数数据位转转变时间间至少要要。数据据变化到到（时钟脚脚）下降降沿的时时间至少少也有 ，但不不能大于于 ，这是由由通讯讯协议的的时序规规定的。如果时时钟频率率是其它它值，参参数的内内容应稍稍作调整整。上述述讨论中中传输的的数据是是指对特特定键盘

7、盘的编码码或者对对特定命命令的编编码。一一般采用用第二套套扫描码码集所规规定的码码值来编编码。其其中键盘盘码分为为通码（）和和断码（）。通码码是按键键接通时时所发送送的编码码，用两两位十六六进制数数来表示示，断码码通常是是按键断断开时所所发送的的编码，用四位位十六进进制数来来表示。 接口的的嵌入式式软件编编程方法法设备备主要用用于产生生同步时时钟信号号和读写写数据。 向向机机发送一一个字节节从向向机机发送一一个字节节可按照照下面的的步骤进进行：()检检测时钟钟线电平平，如果果时钟线线为低，则延时时；()检检测判断断时钟信信号是否否为高，为高，则向下下执行，为低，则转到到()；()检测测数据线线

8、是否为为高，如如果为高高则继续续执行，如果为为低，则则放弃发发送（此此时机在向向设备备发送数数据，所所以设设备要转转移到接接收程序序处接收收数据）；()延时时（如如果此时时正在发发送起始始位，则则应延时时）；（）输出起起始位（）到到数据线线上。这这里要注注意的是是：在送送出每一一位后都都要检测测时钟线线，以确确保机没有有抑制设备，如果有有则中止止发送；（）输出个数据据位到数数据线上上；（）输出出校验位位；（）输出出停止位位（）；（）延时时（如如果在发发送停止止位时释释放时钟钟信号则则应延时时）；通过以以下步骤骤可发送送单个位位：（）准备备数据位位（将需需要发送送的数据据位放到到数据线线上）；（

9、）延时；（）把时时钟线拉拉低；（）延延时；（）释放时时钟线；（）延时。 设备从从机机接收一一个字节节由于设备能能提供串串行同步步时钟，因此，如果机发发送数据据，则机要要先把时时钟线和和数据线线置为请请求发送送的状态态。机通过过下拉时时钟线大大于来抑制制通讯，并且通通过下拉拉数据线线发出请请求发送送数据的的信号，然后释释放时钟钟。当设备检检测到需需要接收收的数据据时，它它会产生生时钟信信号并记记录下面面个数数据位和和一个停停止位。主机此此时在时时钟线变变为低时时准备数数据到数数据线，并在时时钟上升升沿锁存存数据。而设设备则要要配合机才才能读到到准确的的数据。具体连连接步骤骤如下：（）等待时时钟线

10、为为高电平平。（）判断断数据线线是否为为低，为为高则错错误退出出，否则则继续执执行。（）读读地址线线上的数数据内容容，共个，每每读完一一个位，都应检检测时钟钟线是否否被机拉低低，如果果被拉低低则要中中止接收收。（）读地地址线上上的校验验位内容容，个个。（）读停停止位。（）如果数数据线上上为（即还是是低电平平），设备继继续产生生时钟，直到接接收到且产生生出错信信号为止止（因为为停止位位是，如果设备没没有读到到停止位位，则表表明此次次传输出出错）。（ 输出应应答位。（） 检测测奇偶校校验位，如果校校验失败败，则产产生错误误信号以以表明此此次传输输出现错错误。（）延延时 ，以便便机机进行下下一次传传

11、输。读读数据线线的步骤骤如下：（）延时；（）把时时钟线拉拉低（）延时（）释放时时钟线（）延时（）读数据据线。下下面的步步骤可用用于发出出应答位位；（）延时时；（）把把数据线线拉低；（）延时；（）把时钟钟线拉低低；（）延时时；（）释释放时钟钟线；（）延延时；（）释释放数据据线。用于于工控机机的双键键盘设计计工控机机通常要要接标准准键盘，但是为为了方便便操作，常常需需要外接接一个专专用键盘盘。此实实例介绍绍了在工工控机到总线上上再接入入一个自自制专用用键盘的的应用方方法。该该设计应应能保证证两个键键盘单独独工作，而且相相互不能能影响。因此，不能直直接把专专用键盘盘和标准准键盘一一起接到到工控的口。

12、鉴鉴于这种种情况，本设计计使用模模拟开关关并通过过时分复复用工控控的的口，来使在在同一个个时刻只只有一个个键盘有有效，从从而解决决上述问问题。其其硬件原原理图如如图所所示。其其中口和口用用于键盘盘扫描电电路（图图中未画画出），为数数据端，为时时钟端，为模模拟开关关选通端端。由于于专用键键盘不需需要接收收工控机的的命令，所以软软件中并并不需要要写这部部分相应应的代码码。通过过软件可可在专用用键盘复复位后把把清，以使使模拟开开关打开开相应的的通道。这时工工控的标准准键盘将将开始工工作。标标准键盘盘可以完完成工控控刚刚启动时时对外设设检测的的应答。复位后后的专用用键盘不不停地扫扫描有没没有按键键，如

13、果果有键按按下则识识别按键键，并且且按照预预先的设设计进行行编码，同时调调用发送送程序并并通过口发送送到工控控。此时模模拟开关关关闭相相应通道道（将置），专用用键盘接接入工控控 口的的时钟线线和数据据线而工工作，但但标准键键盘被模模拟开关关从的的时钟线线和数据据线中断断而不工工作，这这样，双双键盘便便可时分分复用同同一个工工控机的口。相相应的发发送子程程序如下下： 用做做数据线线 用做时钟钟线 用做做的端 用口做做读入口口 用用口口做写出出口 可可以实现现个个自定义义键 （ ） - ,_; _; _ ();(;) _;(_)_!_; (!) ; ()_();() ; _();_();(;) ;_();_;(_);()();_();_(); _();_;_();_(); _(); _();_