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基于pic32的ps/2键盘通讯协议(mcu to keyboard)

分类： 嵌入式

2012-07-25 08:47:16

                         mcu到keyboard的通讯协议
 
注:mcu到keyboard的通讯主要用在控制键盘上的led灯(numlock,capslock和scrolllock)
 
1.首先介绍下ps/2接口和发送的帧位:
   如图1和图2所示,ps/2的接口定义如下:
     
                         图1.ps/2接口定义
 
 
               
                          图2.ps/2接口母座定义
 
   图3为ps/2串行通讯协议中每帧11位数据的定义,如下图所示:
   
                      图3.ps/2每帧11位的串行协议
 
2.ps/2协议的详细通讯过程
    ps/2设备总是产生时钟信号.如果主机要发送数据,它必须首先把时钟和数据线设置为"请求发送"状态.可以通过下拉时钟线至少100微秒来抑制通讯,通过下拉数据线来应用"请求发送",然后释放时钟.设备应该在不超过10毫秒的间隔内就要检查这个状态.当设备检测到这个状态,它将开始产生时钟信号,并且时钟脉冲标记下输入八个数据位和一个停止位.主机仅当时钟线为低的时候改变数据线,而数据在时钟脉冲的上升沿被锁存.这在发生在设备到主机的通讯的过程中正好相反.在停止位发送后不释放数据线,设备将继续产生时钟脉冲直到数据线被释放(然后设备将产生一个错误).
    要使得这个过程易于理解,主机必须按下面的步骤发送数据到ps/2设备:
1.把时钟线拉低至少100微秒.
2.把数据线拉低.
3.释放数据线.
4.等待设备把时钟线拉低.
5.设置/复位数据线发送第一个数据位.
6.等待设备把时钟线拉高.
7.等待设备把时钟线拉低.
8.重复5~7步骤,发送剩下的7个数据位和校验位.
9.释放数据线.
10.等待设备把数据线拉低.
11.等待设备把时钟线拉低.
12.等待设备释放数据线和时钟线.
 
                                图4.主机到设备的详细通讯过程
 
 
3.如下是debug版的host to device的ps/2通讯代码:
    其中有很多处return,主要是用于观测返回值,看看通讯出错的地方.另外timer_10ms[4]是一个定时器,防止程序死机用的.如果调试成功也可以把这些都去掉.

点击(此处)折叠或打开

  1. #define  ps2kb_sendbyte_success    0
  2. byte _ps2kb_sendbyte(byte idata)
  3. {
  4.      byte i;
  5.      byte temp;
  6.      byte tempc;
  7.      bool flag_check = 1;

  9.        temp = idata;
  10.        for(i = 0; i < 8; i)
  11.      {
  12.             tempc = temp & 0x01;
  13.             if(tempc == 0x01)
  14.                 flag_check = !flag_check;
  15.             temp = temp >> 1;
  16.      }
  17.        pd_ps2_clk_tris = 0;

  19.        pd_ps2_clk_lat = 0;

  21.        delay_us(100); //bring the clock line low for at least 100 microseconds
  22.        pd_ps2_data_tris = 0;
  23.            
  24.        pd_ps2_data_lat = 0;//bring the data line low
  25.       
  26.        delay_us(20);
  27.        pd_ps2_clk_tris = 1; //release the clock line.

  29.        
  30.        temp = idata;
  31.        for(i = 0; i < 8; i)
  32.      {        
  33.             tempc = temp & 0x01;

  35.             while( timer_10ms[4]&& pd_ps2_clk_io ); //wait for the device to bring the clock line low
  36.             if( ! timer_10ms[4] ) return (ii1);    
  37.                          
  38.             if(tempc == 0x01) //set/reset the data line to send the data bit
  39.                 pd_ps2_data_lat = 1;
  40.             else
  41.                 pd_ps2_data_lat = 0;
  42.             temp = temp >> 1;
  43.             while( timer_10ms[4]&& !pd_ps2_clk_io ); //wait for the device to bring clock high.
  44.             if( ! timer_10ms[4] ) return (ii2);

  46.                
  47.      }
  48.        while( timer_10ms[4]&& pd_ps2_clk_io ); //wait for the device to bring the clock line low
  49.        if( ! timer_10ms[4] ) return 17;

  51.        if(flag_check == 0x01) //set/reset the data line to send the parity bit
  52.              pd_ps2_data_lat = 1;
  53.      else
  54.             pd_ps2_data_lat = 0;
  55.        
  56.        while( timer_10ms[4]&& !pd_ps2_clk_io ); //wait for the device to bring the clock line high.
  57.        if( ! timer_10ms[4] ) return 18;

  59.        while( timer_10ms[4]&& pd_ps2_clk_io ); //wait for the device to bring the clock line low
  60.        if( ! timer_10ms[4] ) return 19;
  61.        
  62.        pd_ps2_data_tris = 1; //release the data line

  64.        while( timer_10ms[4]&& pd_ps2_data_io ); //wait for the device to bring data low
  65.        if( ! timer_10ms[4] ) return 20;

  67.        while( timer_10ms[4]&& pd_ps2_clk_io ); //wait for the device to bring clock low
  68.        if( ! timer_10ms[4] ) return 21;
  69.       

  71.        while( timer_10ms[4]&& (!pd_ps2_data_io || !pd_ps2_clk_io) ); //wait for the device to release data and clock
  72.        if( ! timer_10ms[4] ) return 22;
  73.        

  75.        // the following is to receive the ack data
  76.        
  77.        while( timer_10ms[4]&& pd_ps2_clk_io ); //wait for the device to bring the clock line low
  78.        if( ! timer_10ms[4] ) return (23);
  79.        
  80.        if(pd_ps2_data_io) return (24);//read the data line to check the start bit
  81.            
  82.        while( timer_10ms[4]&& !pd_ps2_clk_io ); //wait for the device to bring clock high.
  83.        if( ! timer_10ms[4] ) return (25);
  84.     
  85.        flag_check = 1;

  87.        for(i = 0; i < 8; i)
  88.      {        

  90.             while( timer_10ms[4]&& pd_ps2_clk_io ); //wait for the device to bring the clock line low
  91.             if( ! timer_10ms[4] ) return (ii26);
  92.      
  93.             if(pd_ps2_data_io) flag_check = !flag_check;
  94.                          
  95.             temp |= ((((byte)pd_ps2_data_io) & 0x01) << i);
  96.                        
  97.             while( timer_10ms[4]&& !pd_ps2_clk_io ); //wait for the device to bring clock high.
  98.             if( ! timer_10ms[4] ) return (ii27);
  99.               
  100.      }
  101.       
  102.        if( temp != ps2_keycmd_ack )
  103.        {
  104.              return 42;
  105.        }
  106.        
  107.        while( timer_10ms[4]&& pd_ps2_clk_io ); //wait for the device to bring the clock line low
  108.        if( ! timer_10ms[4] ) return 43;

  110.        if( flag_check) return 44; //read the data line to check the parity bit
  111.                   
  112.        while( timer_10ms[4]&& !pd_ps2_clk_io ); //wait for the device to bring clock high.
  113.        if( ! timer_10ms[4] ) return 45;

  115.       
  116.        while( timer_10ms[4]&& pd_ps2_clk_io ); //wait for the device to bring the clock line low
  117.        if( ! timer_10ms[4] ) return 46;

  119.        if(!pd_ps2_data_io) return 47; //read the data line to check the stop bit
  120.                   
  121.        while( timer_10ms[4]&& !pd_ps2_clk_io ); //wait for the device to bring clock high.
  122.        if( ! timer_10ms[4] ) return 48;
  123.        return ps2kb_sendbyte_success;
  124. }
 
 
                          键盘led灯无法点亮问题
   
    尽管有了上面的程序但是我之前也未能实现键盘上led灯的点亮(有些键盘可以,但有些键盘不行),这个问题困扰了我很久,偶然的机会配到一个资深的工程师帮我解决了这个问题,问题如下:
     图1为dr100上ps/2接口部分的电路.因为dr100用的是ttl的电平,所以dr100管脚输出的高电平为3.3v.即ps/2 data端和ps/2 clk端的电平都为3.3v.而ps/2 vcc(即c点电位)为5v.通过计算可得a点与b点的电位约为3.41v.但是由于小键盘采用的是cmos电平,而cmos的高电平是定义为大于3.5v的电平,所以无法驱动小键盘.

  

             图5.ps/2接口电路

待我把r216和r219的电阻短路后后便可以点亮led灯了.
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