基于PS2鼠标接口单片机输入设备的实现.doc

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1、基于PS/2鼠标接口单片机输入设备的实现摘　要：PS/2接口是较早出现的计算机接口，也是现在使用最广泛的接口之一，它主要应用于鼠标、键盘和游戏手柄的输入。PS/2接口协议简洁易于实现，而且多年来PS/2设备一直运行稳定，这使得古老的PS/2接口至今在输入接口中具有举足轻重的地位。本课题在详细分析PS/2协议的基础上，提出了一套实现PS/2鼠标接口设备的可行方案。该方案提供了一个PS/2鼠标接口设备的硬件和软件的实现方法，其中着重介绍了单片机中PS/2接口驱动的实现方法，PS/2鼠标的Reset模式和Stream模式的工作流程等容。依据上述设计方案实现了一个PS

2、/2鼠标接口设备。本论文中为该设备设计了两项基本功能测试、两项性能测试和一项兼容性测试。该设备在测试中取得了十分理想的成绩。最后对PS/2鼠标接口设备进行扩展，实现了串口转PS/2鼠标设备。该设备的实现证明了本课题实现的PS/2鼠标接口设备具有良好的可扩展性。关键词：PS/2接口通信协议单片机鼠标驱动程序前　　言PS/2接口鼠标是被现代个人微机广泛采用的外部定点输入设备，它易于操作而且价格低廉，如果能够利用PS/2鼠标的标准接口特性，在单片机应用系统中设计一个PS/2接口作为系统的输入设备，不仅占用系统的资源少、成本低而且操作简单，具有广泛的应用领域。作为一个

3、出现较早的输入接口，基于PS/2的开发技术已经相当成熟，但是这些成熟的技术主要掌握在部分主板开发商和鼠标键盘开发商手上。而且PS/2协议的官方参考资料已经很难找到，所以本课题将以监控并分析PS/2鼠标在实际工作中的数据流并结合前人开发经验心得为主要开发依据，通过不断调试改进来完成PS/2鼠标接口的开发。国外除了少数的研究学习的人员鲜少有人做基于PS/2的产品开发，市场上有一些串口转PS/2的转接器，但其兼容性和稳定性都不是很高。PS/2产品的发展趋势可能主要是为一些特定的项目提供接口。实现PS/2鼠标接口可以扩展实现基于PS/2接口的鼠标、USB转PS/2鼠标

4、转接器、PS/2转USB鼠标转接器、串口转PS/2鼠标转接器的开发，且开发成本较低，开发周期较短，产品稳定性和可靠性在理论上和实际使用中都已经证明可以满足工业生产或日常生活需求。PS/2协议本身也较简单，这样就有利于开发者较深入完整的理解协议本身及其实现过程，为以后的项目开发积累很好的经验。1背　　景1.1PS/2协议的发展PS/2协议的发展主要经历过三个阶段：1981年IBM推出了IBMPC/XT接口标准。该标准采用5脚DIN连接器和简单的串行协议。1984年IBM推出了IBMAT接口标准。该标准采用5脚DIN连接器和双向串行通讯协议。1987年，IBM又推

5、出了PS/2接口标准。该标准采用6脚mini-DIN连接器，该连接器在封装上更小巧，仍然用双向串行通讯协议。PS/2接口标准在在IBM技术参考手册里，而该手册已经很多年没有印刷了，因此关于这个容现在没有官方的出版物。所以我们可以认为能够被IBM提供的PS/2接口上识别并稳定运行的设备就实现了PS/2协议。PS/2接口标准设备主要应用于鼠标，键盘和游戏手柄。1.2PS/2鼠标接口的优点PS/2鼠标接口很早就成为了计算机计算机鼠标的标准输入接口，它有如下三个优点：适用围和机型众多PS/2鼠标接口在现存的几乎所有的台式PC机上都能找到，这就意味着基于PS/2鼠标接口

6、的设备可以在现在的绝大多数PC机上运行。开发成本低，开发周期短PS/2协议是一种简单的串行通信协议，不需要专门的接口芯片,只需要在单片机中用软件模拟就可以完成通信。一个基于PS/2的设备可以在较短的时间完成。稳定性高，速度快PS/2协议自问世以来，基于它的产品已经在PC机上稳定运行了几十年，经过实践检验PS/2设备在稳定性和反应速度方面完全可以满足日常需求。2协议分析2.1PS/2物理接口定义物理上的PS/2端口分为两类连接器：一种5脚的DIN；一种是6脚的mini-DIN。两种连接器的区别只是引脚的排列，鉴于目前5脚的DIN已经很少使用，对于5脚的DIN我们

7、将不予介绍。mini-DIN的接口定义如图2.1所示。图2.1mini-DIN的接口定义2.2PS/2数据帧定义和传输PS/2鼠标和键盘履行一种双向同步串行协议。换句话说每次数据线上发送一位数据并且每在时钟线上发一个脉冲就被读入。键盘/鼠标可以发送数据到主机而主机也可以发送数据到设备，但主机总是在总线上有优先权，它可以在任何时候抑制来自于键盘/鼠标的通讯，只要把时钟拉低即可。数据传输过程中的时钟始终都由设备提供，如果主机要想设备发送数据就必需先告诉设备产生一个时钟信号（具体的过程将在后面描述）。从设备到主机的数据在时钟的下降沿被读取，从主机到设备的数据在时钟的

8、上升沿被读取。１．设备到主机的通讯过程