基于PS_2协议的条码扫描器与单片机接口设计

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PS2协议单片机实时模拟的实现

第３９卷
Ｒｅａｌｉｚａｉｏｎｏｆｒｅａｌ－ｔｉｍｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＰＳ／２ｐｒｏｔｏｃｏｌｔｈｒｏｕｇｈｃｈｉｐｍｉｃｒｏ－ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ
ＸＵＥＭｅｎｇｑｉａｎ，ＯＵＹＡＮＧＢｉｎｌｉｎ，ＧＵＯＬｉ，ＷＡＮＧＬｕ
（ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅ。ＮｏｒｔｈｅａｓｔＡ鲥ｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５００３０，Ｃｈｉｎａ）
通过课题的研究，成功设计了无线课堂教学网络的PDA终端并且制作出产品。产品在实际使用过程中能够符合功能要求并且性能稳定可靠，证实本文在硬件电路设计和软件架构设计上所作的论证是切实可行的。
引证文献(1条)
1.滕一宁.赵玉刚.高玉龙基于PS/2协议和AT89S51的数控设备专用键盘设计[期刊论文]-山东理工大学学报（自然
（东北农业大学工程学院，哈尔滨１５００３０）
摘要：ＰＳ／２协议用于键盘和鼠标中，文中介绍了ＰＳｌ２接口协议的内容以及数据传输的时序图，并且给出了
以ＡＴ８９Ｃ５２单片机作为主机与鼠标进行通讯的一个例程，该例中单片机利用外部中断串行的接收鼠标上传的数
据。
关键词：ＰＳ／２协议；ＡＴ８９Ｃ５２单片机；中断
中图分类号：ＴＰ３６８．１：ＴＰ３３４
ＫｅｙｗｏｒBiblioteka ｓ：ＰＳ／２ｐｒｏｔｏｃｏｌ；ＡＴ８９Ｃ５２ｍｉｃｒｏ－ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ
万方数据
PS/2协议单片机实时模拟的实现
作者：
作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
薛孟谦，欧阳斌林，果莉，王璐， XUE Mengqian， OUYANG Binlin， GUO Li， WANG Lu 东北农业大学工程学院,哈尔滨,150030

基于DSP技术的二维码条码扫描器的硬件设计

基于DSP技术的二维码条码扫描器的硬件设计
李芝浩;朱尔隆
【期刊名称】《电子制作》
【年(卷),期】2014(0)11
【摘要】本系统是基于DSP技术的一种二维码条码扫描器的硬件系统，采用TI 公司的TMS320C5402DSP作为系统核心，它能快速读取和解码二维条码以及一维条码，并将处理所得的信息传送到PC机上。

【总页数】2页(P14-14,15)
【作者】李芝浩;朱尔隆
【作者单位】中南大学湖南长沙 430074;大连理工大学辽宁大连 116000
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于OFDM技术的电力线通信系统DSP+FPGA软硬件设计与实现 [J], 白凯
2.基于DSP技术的MP3播放器的硬件设计 [J], 熊开盛;董兆鑫
3.基于FPGA和DSP架构的全国产化通用控制接口板硬件设计 [J], 邓肯
4.基于DSP-FPGA的APF的硬件设计 [J], 宋连庆;万卓;韦新磊;权策;马存乐
5.基于国产DSP的天文导航系统硬件设计 [J], 张东
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单片机实现PS_2键盘的接口设计及模块化编程

本栏目责任编辑：谢媛媛开发研究与设计技术１ＰＳ／２通讯简述ＰＳ／２接口有４个有效管脚：电源地、５Ｖ、数据和时钟，见图１。

主机提供５Ｖ，并且外设的地连接到主机的电源地上。

数据和时钟都是集电极开路的。

ＰＳ／２外设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。

外设可以发送数据到主机而主机也可以发送数据到外设，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外设的通讯，只要把时钟拉低即可。

２键盘构成及其硬件设计键盘由按键阵列和识键、通讯电路构成。

键盘按键构成的电路原理如图２。

按键设置在行列线交叉点上，行列线分别连接到按键开关的两端。

行线通过上拉电阻接到＋５Ｖ上。

平时无按键动作时，行线处于高电平状态，当有按键按下时，行线电平状态将由与此行线相连的列线电平决定。

如果列线为低电平，则行线为低电平；如果列线为高电平，则行线也为高电平。

这是识别矩阵键盘按键是否被按下的关键。

图２键盘按键构成的电路原理本设计以ＡＴ８９Ｃ５２为例，对键盘按键阵列的扫描以及与ＰＣ机的通讯电路进行设计，见图３。

其中ＫＥＹ＿ＣＬＫ和ＫＥＹ＿ＤＡＴ对应ＰＳ／２接口的时钟线和数据线，负责键盘与ＰＣ机之间的通讯对话。

３模块化编程设计键盘程序需要按ＰＳ／２协议要求跟主机ＰＳ／２接口进行正常的通讯，同时对键盘按键进行扫描及去抖，并向主机发送按键相应的扫描码（包括通码和断码）。

其模块流程如图４。

３．１ＰＳ／２协议接口通讯模块主机和外设通过ＰＳ／２接口进行双向通讯。

从外设发送到主机的数据在时钟信号的下降沿（当时钟从高变到低的时候）被读取；从主机发送到外设的数据在上升沿（当时钟从低变到高的时候）被读取。

不管通讯的方向怎样，外设总是产生时钟信号。

图３键盘控制电路图３．１．１设备到主机的通讯过程当键盘想要发送数据时它首先检查时钟以确认它是否是高电平；如果不是，那么是主机抑制了通讯，设备必须缓冲任何要发送的数据，直到重新获得总线的控制权（键盘有１６字节的缓冲区）。

基于单片机的条形码数据采集系统

基于单片机的条形码数据采集系统摘要:条码技术是自动识别技术中最成熟,也是应用最广泛和最成功的技术。

条码技术为快速准确的数据采集、数据录入提供了有效、可靠的手段,它与计算机、网络通讯等一起构成了现代商业自动化的基础,条码符号制作容易,扫描操作简单易行,信息采集速度快采集信息量大设备结构简单,成本低廉等优点,已广泛应用于许多领域[1 ] .关键词:单片机;条形码;无线传输;扫描器；数据采集正文：条形码(barcode)是将宽度不等的多个黑条和空白，按照一定的编码规则排列，用以表达一组信息的图形标识符。

常见的条形码是由反射率相差很大的黑条（简称条）和白条（简称空）排成的平行线图案。

条形码可以标出物品的生产国、制造厂家、商品名称、生产日期、图书分类号、邮件起止地点、类别、日期等许多信息，因而在商品流通、图书管理、邮政管理、银行系统等许多领域都得到广泛的应用[6].一、条形码数据采集的实现1. 1 扫描器内部结构和工作原理条形码扫描内部结构主要由以下部分组成:光电扫描电路、放大整形电路、译码接口电路等,如图1 所示. 条形码扫描器光源发出的光线经凸透镜1 ,照射到条形码,反射光经透镜2 聚焦照射到光电转换器上,通过放大整形电路转换成相应的0 ,1 数字信号,译码电路按照相应的编码原则将其转换成对应的数字、字符息,通过接口电路送给计算机进行数据处理与管理,完成条形码辨读的过程[2].图1 条形码扫描器模块结构1. 2 条码扫描器与单片机的接口设计目前,条形码扫描器常用接口有串行口、PS/ 2口、USB 口、RJ245 电话接头等,本次选用TYYSO公司KB/ RS232 型的条形码扫描器,该扫描器配有PS/2 ,RS232 两个标准接口,我们选用标准的PS/ 2键盘接口和单片机通信. PS/ 2 接口为6 针接口,其中只有4 根有用,具体定义为:1 为NC(未定义) 、2为SIO(数据线) 、3 为VCC、4 为GND、5 为NC(未定义) 、6 为SCK(时钟线) [2 ] . 标准PS/ 2 接口键盘数据通信格式和键盘发送数据的时序图分别如图2和图3 所示[3].图2 PS/ 2 接口键盘数据通信格式SCKSIO图3 条形码扫描器发送数据时序由图2 ,图3 可知, PS/ 2 接口的条形码扫描器数据通信格式与时序同于键盘,当SIO 和SCK 同时为高电平时,条形码扫描器可以发送数据给单片机,如果单片机将SCK拉低,则禁止条形码扫描器发送数据[3]. 因此,只需单片机在要接收数据前,先把SCK和SIO 都拉高,释放总线,条形码就能自行控制总线,完成数据正确发送,但主机可在任意时刻拉低SCK来终止扫描器发送数据. 根据时序图,可把时钟的第1 个下降沿作为条形码扫描器开始发送数的标志,因此,可接至单片机的外部中断0引脚上,采用中断方式完成数据的接收,以后每个时钟下降沿时刻,送出的数据有效,上升沿改变数据,其同步时钟频率约为10～20 kHz ,周期为50～100μs ,按照上述时序进行操作,单片机可正确读取所有数据. 条形码扫描器AT89C51 单片机DE 连线图如图4 所示：图4 扫描器单片机接口二、条码数据的保存与远传2. 1 条码数据处理和保存由于条形码扫描器遵循PS/ 2 键盘接口协议,针对该协议标准,扫描器发送给单片机的每个条形码字符由3 个字节数据组成,第1 个字节为接通扫描码,第2 字节为断开标识码0F0H ,第3 个字节为断开扫描码,断开扫描码在数值大小上同于第1个字节的接通扫描码. 例如条码字符为“1”,那么扫描器发送的2 个字节数据分别为: 16H - 0F0H -16H ,字符扫描码大小只与键盘按键位置有关. 具体字符所对应的扫描码可参照IBM PC/ AT 机键盘扫描码一览表[1 ] . 由于扫描码的排列顺序和常用的ASC Ⅱ码不同,在软件编程上不便于操作. 因此,可通过设置1 个扫描码表格,通过获取相应字符在表格中的偏移量便可将各种字符处理成相应的ASCⅡ码. 扫描出的条形码数据经过上述处理存入串行E2PROM -AT24C16 中,以便进行后续处理.2. 2 条形码数据的显示为方便用户判断条形码是否已被正确识别,提高人机交互界面的友好程度,扫描器识别出的条形码数据应当给予显示. 显示器件选用北京青云创新公司的图形点阵液晶显示模块LCM12864ZK,液晶显示器件与L ED 相比,具有工作电压低、功耗低、显示信息量大、寿命长等优点,该显示模块和单片机接口支持串、并行两种方式,带有两级汉字库,使得汉字的显示更加方便.三、结论条形码技术作为一种成熟的应用技术,具有输入速度快(是键盘输入速度的5 倍) ,制作打印简单,识别设备操作容易,设备成本低等优点,目前,已经广泛应用于各种领域. 单片机以其成本低、扩展性好、功能强的独特优势,被广泛应用于各种计算机控制系统中[4]. 本系统选用AT89C51 单片机及简单的逻辑器件,充分利用单片机内部可编程的定时器和中断的功能,设计并开发了一套基于单片机的条形码数据采集系统, 实际上，在全球范围内，每天需要运用到条码扫描的次数已经超过上亿次，其应用范围也涉及到各个领域和行业，其中包括物流、仓储，图书馆，银行，pos收银系统，医疗卫生、零售商品、服装、食品服务以及高科技电子产品等等，而目前仍然会在每天都在一些新增加的项目上持续的用到条码应用领域。

基于PS_2协议的条码扫描器与单片机接口设计

第29卷第12期2008年12月微　计　算　机　应　用M I CROCOMP UTER APP L I CATI O NSVol129No112Dec12008基于PS/2协议的条码扫描器与单片机接口设计3李建国　赵战民　刘　卿(石家庄经济学院　信息工程学院　石家庄　050031)摘要:基于对PS/2接口协议和条码扫描器输出数据格式的认识,从触发方式和接收方式两个方面详细分析了单片机读取条码数据的原理与实现方法,同时给出了扫描码与ASC II码的转换程序设计。

在应用中,给出了条码扫描器与MCU的接口电路及通行方案,并介绍了单片机对条码数据识别系统一种典型应用方法。

关键词:PS/2协议　条码扫描器　单片机　接口设计I n terface D esi gn Between the Bar Code Reader and M CUBa sed on PS/2ProtocolL I J ianguo,ZHAO Zhanm in,L I U Q ing(School of I nfor mati on Engineering,Shi J iaZhuang University Of Econom ics,Shi J iaZhuang,050031,China)Abstract:The PS/2p r ot ocol and the data signal out put style of bar code reader are discussed in this paper,On the basis of this,It de2 tailed analyses the stri pe code detect theory and realize methods of MCU in trigger mode and receive mode,als o the design of conver2 si on p r ocess bet w een scanning code and ASC II code is given.I n app licati on,the circuit of interface and communicati on sche me be2 t w een bar code reader interface and MCU are p r ovided,It als o intr oduces a typ ical utility of this syste m..Keyword:PS/2p r ot ocol,bar code reader,MC U,interface design1　引言条码扫描器是计算机系统的标准输入设备之一,由于它在I B M PC及其兼容机中很大程度上代替了键盘的部分输入操作,而且某些方面又具有键盘操作所不具有的方便性,因而在PC机系统中的应用越来越普及,尤其在商业数据管理领域已成为必不可少的输入设备。

基于并行口PS／2模式实现微机与单片机通信

基于并行口PS／2模式实现微机与单片机通信
黄永平;王世刚;张维杰;金玉善
【期刊名称】《吉林大学学报（信息科学版）》
【年(卷),期】2000(018)003
【摘要】论述了微机并行口PS／2模式的工作原理，阐述了软件握手关系，提出了一种高效的增强软件握手关系的设想及其实现方法，实现了单片机与微机并行口PS／2模式的通信，数据传送速率大约是串行通信(115．2kbit／s)速率的15倍，该设计方法对微机与近距离中速外围设备的通信有一定的参考价值。

【总页数】5页(P46-50)
【作者】黄永平;王世刚;张维杰;金玉善
【作者单位】长春邮电学院计算机工程系，吉林长春130012;长春邮电学院计算机工程系，吉林长春130012;长春五五所，吉林长春130012;长春五五所，吉林长春130012
【正文语种】中文
【中图分类】TP334．7
【相关文献】
1.基于VB6．0实现微机与单片机串行通信程序设计 [J], 于海峰
2.基于公共电话网的单片机与微机远程通信的实现 [J], 谭峰;谭英;赵连学
3.基于Visual C++6.0下的一种微机与单片机的通信实现 [J], 樊宇;程全
4.微机,单片机实现的点对多点微机监测,通信系统 [J], 毕兆强;常洪明
5.基于PC总线的单片机与微机间通信接口设计与实现 [J], 贾智平;韩芳溪
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PS_2鼠标和单片机的接口

收稿日期:2003-12-08作者简介:赵玉昆(1955-),男,高级工程师.文章编号:1671-7333(2004)01-0048-04PS/2鼠标和单片机的接口赵玉昆(上海应用技术学院机械与自动化工程学院,上海　200235)摘要:　介绍PS/2鼠标的工作原理、数据通讯格式以及和单片机的硬件接口线路和软件接口程序,并有详细的注解。

对于在单片机系统中应用PS/2鼠标具有参考价值。

关键词:　PS/2鼠标;单片机;TP8452;接口芯片中图分类号:TP 39 文献标识码:A The Interface of PS/2Mouse and MCUZHA O Y u 2kun(School of Mechanical and Automation Engineering ,Shanghai Institute of Technology ,Shanghai 200235,China )Abstract :This paper introduces the theory and specification of PS/2mouse.The hardware and the software with detailed comments for interface to MCU is presented too.It is beneficial to use PS/2mouse in the MCU application system.Key words :PS/2mouse ;microcontroller ;TP8452;interface 鼠标有RS232串口和PS/2二种接口,在单片机应用中,由于PS/2鼠标是TTL 电平,和单片接口更方便,通常PS/2鼠标控制芯片采用TP8452。

以TP8452为例说明PS/2鼠标的工作原理,其他的PS/2鼠标控制芯片均与TP8452兼容。

TP8452能接受3个按键和2组光电探头的信号,组合成一定格式的信息,传送给系统。

接口技术-基于MCS2-51单片机的PS_2模拟键盘接口的设计研究

中山大学研究生学刊(自然科学、医学版)第29卷第3期　JOURNAL OF THE GRADUATES　VOL129№32008　S UN Y AT2SE N UN I V ERSI TY(NAT URAL SC I E NCES、ME D I C I N E)　2008基于MCS251单片机的PS/2模拟键盘接口的设计研究3李克讷1)　蔡炳煌2)　刘兰兰3)(中山大学信息科学与技术学院,1)08博,2)07博,广州5102753)华南理工大学机械与汽车工程学院,07硕,广州510641)摘　要:本文通过对标准PS/2键盘协议的分析,用MCS251单片机模拟键盘通信时序,实现单片机通过PS/2键盘接口与PC机进行数据通信。

为此,本文设计了基于MCS251单片机的模拟键盘模块,应用于条形码扫描系统,将条形码数据转换为键盘扫描码传输到PC机,从而在PC机上获得对应的ASC II码。

实验表明了该模拟键盘接口设计具有较高的可行性和通用性。

关键词:PS/2;MCS251;模拟键盘;数据通信;条形码;扫描系统0　前言单片机因其性价比高,处理能力强,且抗干扰能力好,在医疗器械[1]、机电液控制[2]、数据传输[3]等各类工控系统和设备仪器中得到广泛应用。

一方面,在实际应用中,单片机经常需要将采集到的数据发送给PC机进行处理或保存等;另一方面,工控系统和设备仪器设计,因环境或软硬件资源的限制,也往往需要不同的通信接口。

比如,很多工控PC机的键盘接口因受恶劣环境不利于键盘的使用而处于闲置状态[4]。

因此,设计一个具有通用性的PS/2键盘通信接口既方便PC机进行外设扩展,又丰富了单片机的接口资源。

单片机与PC机常用的数据通信协议为RS-232通信协议,传输数据格式是二进制,而单片机通过PS/2键盘协议传输的数据格式是ASC II码,可以直接以常用的文本文件和表格文件的形式进行处理和保存。

目前,单片机采用PS/2协议进行通信较多的是单片机接收PS/2键盘设备的数据[5-9],而以单片机做为键盘与PC机通信则较为少见[4]。

PS-2接口协议

void send(uchar x) /* function for send a char data*/ {
uchar i,temp,char_temp; bit flag_check =1; INHIBIT =1; //disable standard keyboard delay_ms(3); temp = x; for( i=0; i<8; i++) //find the number of 1 in this uchar x is odd or not {
; } CLK =1; DATA =1; //send 1 to P1 then read P1 if(CLK ==1) {
delay_us(30); }
if(CLK==1 && DATA==1) //send data {
DATA =0; //start bit 0 delay_us(10); CLK =0; delay_us(5); temp =x; for(i=0;i<8;i++) //send 8 bits LSB first {
delay_us(5); DATA = flag_check; delay_us(10); CLK = 0; delay_us(5); CLK =1; //send stop bit delay_us(5); DATA =1; dalay_us(10); CLK = 0; delay_us(5); CLK =1; delay_us(30); CLK =1; DATA =1 ; //send 1 to P1 then read P1 if(CLK ==1 && DATA == 0) {
ps/2 接口硬件 2.1 物理连接器一般，具有五脚连接器的键盘称之为 AT 键盘，而具有六脚 mini-DIN 连接器的键盘则称之为 ps/2 键盘。其实这两种连接器都只有四个脚有意义。它们分别是 Clock(时钟脚)、DATA(数据脚)、+5V(电源脚)和 Ground(电源地)。在 ps/2 键盘与 pc 机的物理连接上只要保证这四根线一一对应就可以了。ps/2 键盘靠 pc 的 ps/2 端口提供+5V 电源，另外两个脚 Clock(时钟脚)和 DATA(数据脚)都是集电极开路的，所以必须接大阻值的上拉电阻。它们平时保持高电平，有输出时才被拉到低电平，之后自动上浮到高电平。现在比较常用的连接器如图 1 所示。 2.2 电气特性

FPGA控制的PS2接口电路设计

FPGA控制的PS/2接口电路设计摘要：作为计算机常用的输入设备键盘，其接口通常是PS/2接口，现在也出现了USB接口的键盘。

本文是根据PS/2接口原理，使用FPGA接收键盘发送的数据，将扫描码转换成ASCII码，最后将扫描码和ASCII码显示出来。

关键词：键盘PS/2FPGA转换显示一、引言PS/2协议和接口最初是有IBM公司开发并推广使用的一种应于键盘/鼠标的协议和接口，直到现在仍被广泛使用。

PS/2键盘接口是6芯的插头与PC机连接，该接口在封装上小巧，并且使用双向串行通信协议，并且提供有可选择的第三套扫描码集，同时支持17个主机到键盘的命令。

利用FPGA和EDA技术可以根据PS/2接口的传输协议，编写VHDL程序来接收键盘发送的扫描码。

本文就是根据此方法来设计电路，将键盘发送的数据转换为ASCII码，并用7段数码管显示键盘的16进制扫描码和其所对应的16进制ASCII码，并且将扫描码和ASCII码显示在1602液晶上。

二、PS/2接口原理1、接口特性在PS/2的的6个引脚中只有4个有实际意义，它们分别是clock 时钟脚，data数据脚，+5V电源脚和Ground电源地。

如图所示：PS/2通讯协议是一种双向同步串行通讯协议。

通讯的两端通过Clock同步，并通过Data交换数据。

2、设备到主机的通信过程键盘接口的数据线和时钟线大多采用集电极开路结构，平常处于高电平。

当键盘像主机发送数据时，首先检查时钟线是否为高。

如果为低，则是主机抑制饿通讯，此时数据必须将数据缓存，直到重新获得总线的控制权（一般PS/2键盘有16个字节的缓冲区）。

如果Clock 为高电平，键盘开始将数据发送到主机。

一般都是有PS/2设备产生时钟信号，发送时按照数据帧格式顺序发送。

其中数据位在Clock 为高时准备好，在Clock的下降沿被PC读入。

下图为数据发送时序图和数据帧格式。

数据发送时序图1个起始位总是逻辑08个数据位（LSB）低位在前1个奇偶校验位奇校验1个停止位总是逻辑11个应答位仅用在主机对设备的通讯中数据帧格式三、硬件电路由于是使用FPGA控制的PS/2接口电路，因此应有一对PS/2接口分别与FPGA和键盘相接，以实现数据的发送和接收。

PS2键盘在单片机系统中的应用

PS/2键盘在单片机系统中的应用PS/2键盘作为PC机上的标准输入设备，目前应用已及其普遍。

如果将其应用于单片机系统中，将使系统增色不少。

这里，就对PS/2接口进行详细的介绍，实现单片机对通用PC 键盘的驱动。

1、PS/2接口简介PS/2设备接口用于许多现代的鼠标和键盘。

它是由IBM开发，并且最初出现在IBM 技术参考手册里。

但是这方面的资料现在已经比较少了。

这里只是结合笔者实际的实验情况来进行讲解。

这个文件描述了用于PS/2鼠标、PS/2键盘及AT键盘的接口。

包括其物理、电气接口以及协议。

2、PS/2的物理接口物理上的PS/2端口是有两种：5脚的DIN或6脚的miniDIN（DIN标准是由德国标准化组织(Deutsches Institut fuer Norm)建立的）。

这两种连接器在电气特性上是十分类似的，实际上两者只有一点不同那就是管脚的排列。

这就意味着这两类连接器可以很容易用一种简单的硬件连线的适配器来转换。

这种适配器大约每个值6美元或者你可以根据任意两种连接器的对应管脚关系做你自己的适配器。

PC键盘可以有6脚的miniDIN或5脚的DIN连接器。

如果你的键盘是6脚的miniDIN 而你的计算机是5脚的DIN（或者相反），这两类连接器可以用上面提到的适配器来兼容。

具有6脚miniDIN的键盘通常被叫做PS/2键盘，而那些有5脚DIN叫做AT设备（XT 键盘也使用5脚DIN但它们非常古老并且多年前就不生产了）所有现代的PC键盘不是PS/2、AT，就是USB的。

这里只对PS/2键盘进行介绍，而不涉及USB键盘的相关内容。

PS/2接口引脚定义在上表中接口上的四个管脚电源地5V、数据和时钟。

单片机提供5V，并且键盘/鼠标的地连接到单片机的电源地上。

数据和时钟都是集电极开路的，这就意味着它们通常保持高电平而且很容易下拉到地（逻辑0）。

时钟和数据线上要有一个大的上拉电阻。

标准PS_2键盘与单片机的接口设计_徐晓

标准PS 2键盘与单片机的接口设计徐　晓,汪道辉(四川大学电气信息学院,四川成都610065)摘　要:针对标准的PS 2设备,实现了与单片机的接口,本文分析了PS 2键盘的接口和通讯协议,介绍了PS 2键盘与单片机的接口设计,并以8051为例,配合点阵LCD 显示器,实现了PS 2键盘的输入,并进一步探讨了用PS 2鼠标实现嵌入式设备的图形化人机接口(GUI )。

关键词:PS 2接口;双向同步协议中图分类号:TN929.532 文献标识码:A 文章编号:1672-4984(2005)01-0089-03Interface of standard PS 2keyboard connected to MC UXU Xiao ,WANG Dao -hui(College of Electrical Engineering ,Sichuam University ,Chengdu 610065,China )Abstract :This paper describes the interface and protocol used b y PS 2keyboard and how to connect the PS 2keyboard to aMCU .This paper sets 8051equipped with a LCD as a minimum system and realizes the input process of PS 2keyboard .Furthermore ,it discuss the realize of graphical interfaces of embedded devices with PS 2mouse .Key words :PS 2interface ;Bidirectional synchronous serial protocol收稿日期:2004-06-18;收到修改稿日期:2004-08-251　引　言目前,在嵌入式智能仪器仪表中,常用LCD 加键盘实现人机接口,在实际应用中人机界面需要显示汉字,笔者从事的一个电力保护项目中还需要输入并保存汉字以标注线路号等信息,如果用简单的控制键盘实现英文甚至汉字的输入,则程序较复杂,笔者考虑到PC 上用的标准PS 2键盘,可通过简单的接口实现与MCU 的连接,利用成熟且普及的PC 键盘,可实现复杂的输入,对于MCU 并不占用很多口线,甚至口线复用,可仅在需要输入时再接上键盘,是一种廉价的键盘解决方案。

PS_2协议的研究及其在单片机系统中的应用

7C 、 %#"# 、 DE+./ 。其中 B7C 是由主机提供给外设的电源， %#"# 和 DE+./ 都是具有集电极开路性质的双向信号线，
且主机和外设都可以控制它们。但在协议中，主机具有较高的优先级。 —
! "$ 扫描码转换为对应 %&’(( 码的应用程序
在主程序将中断口 9AB& 初始化为下降沿触发方式，并将 34 5 ( 接口的 <6E6 线和 8CD." 线都初始化为空闲状态，即高电平状态，使程序在每个时钟下降沿时自动进入
（下转第 */ 页）
!"# 条码扫描仪工作原理
条码扫描仪是通过一个 / 芯接口插座 +34 5 ( 接口 , 与如在计算机系统中，计算机或单片机+以下统称主机,相接。可以直接插入计算机的键盘插孔，其工作原理与键盘相似。当扫描到有效条形码后，条码扫描仪会将扫描信号通
00
—
《微型机与应用》 !""# 年第 ! 期
以到数据线上读取数据。同步时钟的最大频率为 !!"#$ ，一般情况下使用 %&’(&"#$ 的频率。
过 34 5 ( 接口送至主机，再由主机对其进行处理。但应注意的是：此时扫描仪送到主机的是条码字符的扫描码而不是 -4899 码。例如：在扫描条形码“ 时，扫描仪会依 %(!*1 ” 次将字符‘ 、 ‘ 、 ……‘ 的扫描码送至主机，即扫描仪 %’ (’ 1’ 会传送如下数据到接口： ‘ %/# :&# %/# %;# :&#

PS／2接口在单片机中的研究与应用

PS／2接口在单片机中的研究与应用
宋若愚;余娟;丁国宁;张显才
【期刊名称】《电子技术与软件工程》
【年(卷),期】2013(000)019
【摘要】传统的单片机系统见键盘输入设备不但需要单独的设计，占用大量硬件资源，而且费用高，通用性差。

使用PS／2接口的单片机输入设备，操作方便，占用单片机资源少，成本也非常低廉。

本文详细的介绍了基于ATM89C52单片机的PS／2接口的硬件设计，通信协议和软件应用。

【总页数】1页(P190-190)
【作者】宋若愚;余娟;丁国宁;张显才
【作者单位】空军预警学院,湖北省武汉市430019
【正文语种】中文
【中图分类】TP334.2
【相关文献】
1.基于MCS-51单片机的PS／2模拟键盘接口的设计研究 [J], 李克讷;蔡炳煌;刘兰兰
2.PS/2鼠标与51系列单片机的软硬件接口 [J], 于静;张立新
3.PS/2模拟键盘接口在单片机中的应用 [J], 李豪;梁耀祥
4.基于PS/2协议的条码扫描器与单片机接口设计 [J], 李建国;赵战民;刘卿
5.基于AVR单片机的PS/2键盘接口扩展技术应用研究 [J], 吴汉权;万宇杰
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基于红外PS／2键盘的设计与实现

Keyboard Design and Implementation Based on
Infrared PS/2
作者：王清辉;麻莉萍;朱冲
作者机构：龙岩学院物理与机电工程学院,福建龙岩364012
出版物刊名：龙岩学院学报
页码： 24-27页
主题词：单片机;键盘接口;红外线;PS/2协议;扫描码
摘要：采用AT89S52单片机作为系统的核心控制部分。

根据PS／2协议采用红外遥控器作为键盘接口向PC机发送扫描码从而实现与PC机通信。

该接口方式既可以节省单片机的硬件资源又能够在距PC机一定距离内通过无线控制方式对PC机进行操作，因此可以在工控以及多媒体教学领域等被广泛运用。

2接口协议解析及应用

PS/2接口协议解析及应用什么是PS/2接口PS/2接口是指用于连接计算机主机和键盘、鼠标等输入设备的一种串行接口。

它是IBM公司在PC机上广泛应用的一种标准接口。

PS/2接口在传输数据时采用的是异步传输方式，可单向传输数据，且不支持热插拔。

PS/2接口协议的工作原理PS/2接口的引脚及功能PS/2接口有6个引脚，其中4个是数据传输相关的，2个是电源供应相关的。

数据传输相关的引脚如下：•数据线（Data）：用于传输数据，是双向传输的•时钟线（Clock）：用于传输时钟信号，是一个单向输入的引脚•接收端中断线（RXRDY）：用于告诉主机有数据传入，是一个单向输出的引脚•发送端中断线（TXRDY）：用于告诉输入设备有数据需要传输，是一个单向输出的引脚电源供应相关的引脚如下：•电源线（+5V）：提供电源供应，一般是从主机那获取电源•地线（GND）：接地引脚，提供接地功能PS/2接口协议的传输流程PS/2接口协议传输流程包括初始化、应答、数据传输和结束四个步骤。

初始化当输入设备被插入时，它会等待主机发送初始化命令。

主机会发送两个字节的初始化命令，使输入设备开始接收时钟信号，并开始在数据线上传输数据。

应答输入设备在接收到初始化命令后，会发送一个应答信号，表示它已准备好接收数据。

应答信号是一个Low的电平脉冲，时长为100us。

数据传输主机成功发送初始化命令并收到输入设备的应答信号后，就可以开始进行数据传输。

主机通过时钟线发送时钟信号，每次只传输一个字节的数据。

每传输一位时，都会等待输入设备的响应。

输入设备响应有两种情况：•正确响应：在时钟信号的上升沿，输入设备将数据线置为High 或Low，表示数据的二进制位。

•错误响应：在时钟信号的上升沿，输入设备不响应，主机必须重新传输上一个数据位。

当主机完成一个字节的传输后，输入设备会发送一个校验位，用于检验数据传输的正确性。

结束数据传输结束后，主机和输入设备都会发送结束信号。

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在应用中,给出了条码扫描器与MCU的接口电路及通行方案,并介绍了单片机对条码数据识别系统一种典型应用方法。

条码扫描器将扫描到的图像信息转换为数字信号,继而转化为与计算机兼容的数据,而且它与计算机的接口是可以直接识别的,无需做额外的接口设计。

尽管可与PC机简单直接相连,但是在一些较小系统中这样设计是不经济的,例如在图书馆自动存包柜系统中设置条码扫描器,读者用印有条码的阅览证来刷卡使用,如果在每一个存包柜配一台PC机,由这台计算机来完成条码数据的读取和柜子的开关,由于PC机价格高体积大,这样组成的系统一方面成本高,另一方面要设计PC机的安放位置。

在这种情况下,选用价格低可靠性好的单片机来完成这台PC机的功能具有较大的优越性。

但是对于单片机系统而言,由于没有现成的接口处理器,尤其是对PS/2口,8位单片机没有键盘口的I P核,因此就必须自己设计接口,利用单片机现有的资源,模拟接口处理,实现通信。

系统的设计包括两个主要部分,硬件连接的设计和软件协议的仿真。

　本文于2008-09-11收到。

　3基金项目:石家庄经济学院学生科技基金项目(第XY200708号)。

　12期　李建国等:基于PS/2协议的条码扫描器与单片机接口设计图1　条码扫描器应用系统原理框图其中软件协议的实现是核心,其实质是在硬件接口设计好的情况下,实现单片机系统与条码扫描器的一个广义上的通信。

图1给出了图书馆存包柜的条码扫描器应用系统框图。

2　键盘接口和PS /2协议211　连接器的电气特性条码扫描器的插头为如图2所示的键盘圆形插针,其中只有四个脚有意义,如表1:它们分别是Cl ock (时钟脚)、Data (数据脚)、+5V (电源脚)和Gr ound (电源地)。

在PS/2键盘与PC 机的物理连接上只要保证这四根线一一对应就可以了。

PS/2设备靠PC 的PS/2端口提供+5V 电源,另外两个脚Cl ock (时钟脚)和Data (数据脚)都是集电极开路的,所以必须接大阻值的上拉电阻。

它们平时保持高电平,有输出时才被拉到低电平,之后自动上浮到高电平[2]。

图2　连接器插头表1　PS /2端口定义1DAT A 数据信号端2n /c 未定义3G ND 电源地4VCC +5V 电源5CLK 时钟信号端6n /c 未定义212　PS /2协议分析软件设计的关键是模拟PS/2协议,PS/2协议是键盘与PC 连接的双向异步串行通信协议。

它选用键码扫描集作为按键识别体系。

扫描码和ASC II 码完全不相同,所以接口设计的一个重要任务是在扫描码和ASC II 之间建立一种映射关系,将读取的扫描码转换为ASC II 码。

对于大多数键码而言,在键盘被打开的情况下,只要一个键被按下,就一定会产生一个通码;只要一个键被释放,就一定会产生一个断码。

于是,对于一个键值而言,它的组成就是通码+断码。

在第二套通码中,对于绝大多数键而言,通码为单字节,断码为双字节的。

其规则为:断码的第一个字节是F0h,第二个字节是这个键的通码。

比如:按键“a ”的通码为1CH,而其断码则为F0H,1CH,整个代码1CH,F0h,1CH 就表示按键小写字母“a ”的一个动作。

若在PS/2键盘中整个击键的过程,先按下左SH I FT 键,再按下a 键,释放a 键,释放左SH I FT 键,这些时间段内分别产生了左SH I FT 的通码(12H ),A 的通码(1CH ),A 的断码(F0H,1CH ),SH I FT 断码(F0H,12H ),查表后可以得出产生了12H,1CH,F0H,1CH,F0H,12H 这一连串表示大写字母“A ”的扫描码[3]。

如果将条码扫描器设置为键盘接口,它输出的信号就完全按照PS/2的数据格式编码。

这就是我们识别数据的基础。

在键盘口接口系统中,由Data 线和Cl ock 线来控制对扫描码的检索和传递。

如果Data 线和Cl ock 线都处于高电平状态,则扫描器每次检索到一个扫描码,就会立即将其发送。

每位发送的数据在时钟信号的下降沿(当时钟从高变到低的时候)被单片机读取。

数据格式如表2,时序图如图3。

需要指出的是,条码扫描器在一行条码数据输入完成后,会在结尾自动加上一个“回车”符,这一点在单片机条码数据接口设计中很有必要,利用它可以在软件程序设计中判断一行条码数据的读取结束。

94 微　计　算　机　应　用　2008年表2　数据输出格式表1个起始位总是逻辑0 8个数据位 (LS B )低位在前 1个奇偶校验位奇校验 1个停止位总是逻辑1 图3　数据输出时序图3　接口设计实现当条码扫描器扫描到有效条形码时,会自动产生时钟信号,同时通过数据线按位将扫描码送到单片机。

因此,可利用单片机内部串行口来接收扫描码。

因为单片机本身集成了串口通信的I P 核,串口的控制是相当成熟和简单的,只需做软件上的设计。

但当单片机的串行口被用来与其他设备通信时,就必须重新设计硬件接口来将扫描码信号做必要的转换,然后在软件的配合下完成扫描码的接收。

因此我们重点讨论不使用单片机内部串行口来完成整个PS/2协议的仿真和数据传输。

基于对PS/2协议的分析,整个系统软件设计主要包括两个部分:第一是模拟I/O 接口时序,接收原始数据;第二是解读原始数据,识别所收到的条码数据。

简单的数据接收方式是直接串行接收,此外还可以将条码输入设备的串行输出扫描码转换成并行数据,然后利用单片机的并口读取。

311　直接读取串行数据在接口设计中条码扫描器的输出接口选用键盘口搭配PS/21协议,采用串行方式进行数据传输时,连线图4　串行方式中PS/2口硬件连接较为简单,主要将Cl ock 线和Data 线与单片机相连,为了读取数据时可以采用中断触发方式,将Cl ock 线接到单片机外部中断0请求入口端P3.2上,接口连线如图4;为保证在每一个时钟信号的下降沿单片机能准确读取Data 线的状态(一位数据),触发形式有两种方案:中断方式和查询方式。

在中断方式中,在主程序将中断口初始化为下降沿触发方式,并将PS/2接口的Da 2ta 线和Cl ock 线都初始化为空闲状态,即高电平状态,使程序在每个时钟下降沿时自动进入到中断服务程序读取数据。

当中断进行11次后说明一帧数据接收完毕,安排一个标志BF 为后续程序表明,然后关闭中断,转向扫描码的判断和ASC II 码的转换程序。

如果设计中其他应用程序占用了中断口,就必须采用查询方式来接收条码数据。

设计中要保持CP U 一直检测Cl ock 线上的电平,一旦出现拉低,开始检测Data 线的电平状态,得到一位数据,同时记录Cl ock 线跳变次数,满11次记录一个8位的字符数据。

这两种方式各有优缺点:中断触发减轻了CP U 负担,处理速度更快,查询方式为系统设计节省中断口,供应用程序使用,在实际应用中,可根据设计需要采用不同的触发方式。

312　数据的并行传输方式设计的核心是采用串入并出芯片如74HC164,条码输入设备输出的串行数据脉冲和时钟脉冲分别接到74HC164的数据端A ,B 端及时钟输入CLK 端,由Cl ock 脉冲的下降沿控制74HC164的位移操作,条码输入设备每输出一个字符的扫描码,由CLK 控制在74HC164的输出脚Q0-Q7上分别输出扫描码的D7-D0位,这部分转换完成后接口通知MCU 将转换完毕的扫描码读入。

由于Q0-Q7不能直接和P0口相连,因05　12期　李建国等:基于PS/2协议的条码扫描器与单片机接口设计此,为了保证单片机准确读取74HC1164的Q0-Q7脚上的扫描码,设计一片74HC245将他们隔开,74HC245是八位双向3态缓冲电路,在E NABLE 与D I R 同时为低电平的时候,74HC245将B1-B8上的数据传送至A1-A8上,为使单片机准确地发出读数命令,接口电路要完成74HC164转换完一个扫描码之后通知单片机接收74HC164的Q0-Q7数据。