ps2键盘编码

2 PS/2键盘的编码与命令集 2.1 PS/2键盘的编码

目前,PC机使用的PS/2键盘都默认采用第2套扫描码集.扫描码有两种不同的类型:“通码(make code)”和“断码(break code)”.当一个键被按下或持续按住时,键盘会将该键的通码发送给主机;而当一个键被释放时,键盘会将该键的断码发送给主机.根据键盘按键扫描码的不同,可将按键分为3类:

第1类按键通码为一个字节,断码为0xF0+通码形式.如A键,其通码为0x1C;断码为0xF0 0x1C.

第2类按键通码为两字节0xE0+0xXX形式,断码为0xE0+0xF0+0xXX形式.如Right Ctrl键,其通码为0xE0 0x14;断码为0xE0 0xF0 0x14.

第3类特殊按键有两个,Print Screen键,其通码为0xE0 0x12 0xE0 0x7C;断码为0xE0 0xF0 0x7C 0xE0 0xF0 0x12.Pause键,其通码为0xE1 0x14 0x77 0xE1 0xF0 0xl4 0xF0 0x77;断码为空.

组合按键扫描码的发送是按照按键发生的次序,如按下面顺序按左Shift十A键:①按下左Shift键;②按下A键;③释放A键;④释放左Shift键,那么计算机上接收到的一串数据为0x12 0x1C 0xF0 0x1C 0xF0 0x12. 在文中的驱动程序设计中,就是根据按键的分类对其分别进行处理.

2.2 PS/2键盘的命令集

主机可通过向PS/2键盘发送命令对键盘进行设置或者获得键盘的状态等操作.每发送一个字节,主机都会从键盘获得一个应答0xFA(“重发resend”和“回应echo”命令例外).驱动程序在键盘初始化过程中所用的指令:0xED,主机在该命令后跟随发送一个参数字节,用于指示键盘上Num Lock,Caps Lock,Scroll Lock Led的状态;0xF3,主机在这条命令后跟随发送一个字节参数定义键盘机打的速率和延时;0xF4,用于当主机发送0xF5禁止键盘后,重新使能键盘.

4.1 单片机与键盘间PS/2通信的程序设计

在PS/2通信过程中,主设备(文中是单片机)是在时钟信号为低时发送和接收数据信号.因为单片机向键盘发送的是指令,需要键盘回应,所以这部分程序采用查询方式;而单片机接收键盘数据时,数据线上的信号在时钟为低时已经稳定,所以这部分程序采用中断方式,且不需要在程序中加入延时程序. 单片机向PS/2键盘发送数据程序代码为:

void ps2_sentchar(unsigned char sentchar){//ps2主设备向从设备发送数据 unsigned char sentbit_cnt= 0x00; unsigned char sentchar_chk = 0x00; EX0=0; //关外部中断0 //发起一个传送,发起始位

PS2_SGN_CLOCK = 0; //将时钟线拉低并保持100 us delay100us();

PS2_SGN_DATA= 0; //起始位 PS2_SGN_CLOCK = 1; //发送DATA0-7

for(sentbit_cnt=0;sentbit_cnt< 8;sentbit_cnt++){ while(PS2_SGN_CLOCK) _nop_(); //等待时钟线变为低 PS2_SGN_DATA = sentchar& 0x01;//发送数据 if(PS2_SGN_DATA) sentchar_chk++; //计算校验 while(!PS2_SGN_CL0CK) _nop_(); //等待时钟线变高 sentchar>>=1; //待发送数据右移一位 }

//发送校验位

while(PS2_SGN_CLOCK) _nop_(); //等待时钟线变低

switch(sentchar_chk){ case 0: case 2: case 4:

case 6:PS2_SGN_DATA =1;break;//奇校验 case 1: case 3: case 5:

case 7:PS2_SGN_DATA = 0;break;//奇校验 default;break; )

while(!PS2_SGN_CLOCK) _nop_(); //等待时钟线变高 while(PS2_SGN_CLOCK) _nop_(); //等待时钟线变低 PS2_SGN_DATA =1;//发送停止位,停止位总为1

while(!PS2_SGN_CLOCK) _nop_(); //等待时钟线变高 while(PS2_SGN_CLOCK) _nop_(); //等待时钟线变低 //接收ACK

//if(PS2_SGN_DATA) error(); //ACK信号由键盘发出,总为低电平

while(!PS2_SGN_CLOCK) _nop_(); //等待时钟线变高 EX0= 1; //开外部中断0 }

单片机由PS/2键盘接收数据程序:外部中断0设置为下降沿触发 void int0() interrupt 0 using 0 {// EX0=0; //关外部中断0 switch(ps2_revchar_cnt){ case 1: ……

case 8:mcu_revchar<<=1;

if(PS2_SGN_DATA) mcu_revchar |= 0x01; ps2_revchar_cnt++; break;

case 0:ps2_revchar_cnt++;break; //开始位,

case 9:ps2_revchar_cnt++;break; //校验位,可添加校验程序 case 10: _nop_();//停止位 ps2_revchar_cnt= 0;

revchar_flag=1;//置接收到数据标识位 break;

default:break; }

EX0=1;//开外部中断0 }

4.2 键盘扫描码转换程序设计

由于键盘扫描码无规律可循,因此由键盘扫描码获得相应按键的键值(字符键为其ASCII值,控制键如F1,Ctrl等为自定义值),只能通过查表的方式获得.由于按键的3种类型及部分按键对应着两个键值(如A键的键值根据Caps和Shift键状态有0x41(A)和0x61(a)两种),因此综合考虑查表转换速度和资源消耗,设计中使用4个键盘表:键盘扫描码转换基本集和切换集(kb_plain_map[NR_KEYS]与kb_shift_map[NR_KEYS]);包含E0前缀的键盘扫描码转换基本集和切换集(kbeO_plain_map[NR_KEYS]与kbe0_shiftmap[NR_KEYS]).PS/2 104键盘按键扫描码最大值为0x83,所以设置NR_KEYS为132.所有4个键盘表的定义均为如下形式:KB_MAP[MAKE CODE]=KEYVAL,如果扫描码对应的按键为空(如KB_MAP[0x00]),则定义相应键值为NULL_KEY(0x00).以下是键盘扫描码基本集的部分代码实例: kb_plain_map[NR_KEYS]={……

NULL_KEY;0x2C;0x6B;0x69;0x6F;0x30;0x39; NULL_KEY; //扫描码0x40~0x47 //对应按键空,逗号,K,I,O,0,9,空

//对应键值0x00,',','k','i','o','O','9',0x00…… };

如此设计键盘转换表的另一个好处在于,以后如需扩展支持有ACPI、Windows多媒体按键键盘时,只需要将键表中相应处修改即可,如ACPI

Power按键通码为0xE0 0x37,修改kbe0_plain_map[0x37]=KB_ACPI_PWR即可. 特殊按键Pause使用单独程序处理,如果接收到0xE1就转入这段程序.而Print Screen 键则将其看作是两个通码分别为0xE0 0x12和0xE0 0x7C

的“虚键”的组合键处理.在驱动程序中设定如下全局变量:led_status记录Scroll Lock Led,Num Lock Led和Caps Lock Led的状态(关为0,开为1);agcs_status记录左右Shift Ctrl Gui Alt状态,相应键按下则对应位为1,释放为0.E0_FLAG接到0xE0置1;E1_FLAG接收到0xE1置1;F0_FLAG接收到0xF0置1.按键键值通过KeyVal提供上层程序使用.PS/2键盘扫描码键值转换程序ps2_codetrans()流程框架如图5所示.

第1类按键的扫描码键值转换程序代码。 if(F0_FLAG){//接收扫描码为断码 switch(mcu_revchar){//处理控制键

case 0x11:ages_status&=0xF7;break;//左alt释放 case 0x12:ages_status&=0xFE;break;//左shift释放 case 0x14:agcs_status&=0xFD;break;//左ctrl释放

case 0x58;if(led_status&0x04) led_status &= 0x03; //caps lock else led_status |=0x04 ; ps2_ledchange(); break;

case 0x59: agcs_status &= 0xEF;break;//右shift释放

case 0x77: if(led_status&0x02)led_status&=0x05;//num lock else led_status |=0x02; ps2_ledchange(); break;

case 0x7E:if(led_status&0x01) led_status&=0x06;//scroll lock else led_status |=0x01; ps2_ledchange(); break;

default;break; }

F0_FLAG=0; }

else{//接收扫描码为通码

if(led_status&0x04) caps_flag=1;else caps_flag = 0; if(led_status&0x02) num_flag =1; else num_flag =0; if(agcs_status&0x11) shift_flag = 1;else shift_flag=0; //扫描码键值转

换 if((caps_flag == shift_flag) || (!num_flag)) KeyVal=kb_plain_map[mcu_revchar]; else KeyVal = kb_shift_map[mcu_revchar]; switch(mcu_revchar)(//处理控制键或状态键 case 0x11:agcs_status|= 0x08;//左alt按下 Case 0x12:agcs_status|= 0x01;//左shift按下 case 0x14:agcs_status|= 0x02;//左ctrl按

下 case 0x59:agcs_status|= 0x10;//右shift按下 default:break;

} }

第2类按键的扫描码键值转换程序与上面相似.注意:在退出该程序段时,对E0_FLAG和F0_FLAG标识清0.Pause键的处理程序,如果接收到0xE1,置E1_FLAG=1,然后顺次将后续接收到的7个字节数据和Pause的通码后7个字节比较,一致则返回KeyVal=KB_PAUSE;在比较完所有7个字节后清除E1_FLAG标识.键盘初始化程序kb_init()流程为:

①上电后,接收键盘上电自检通过信号0xAA,或者自检出错信号0xFC.单片机接

收为0xAA则进入下一步,否则进行出错处理.

②关LED指示,单片机发送0xED,然后接收键盘回应0xFA,接着发送0x00接收0xFA.

③设置机打延时和速率:单片机发送0xF3,接收0xFA,发送0x00(250 ms,2.0 cps),接收0xFA.

④检查LED,发送0xED,接收0xFA,发送0x07(开所有LED),接收0xFA.发送0xED,接收0xFA,发送0x00(关LED),接收0xFA.

⑤允许键盘,发送0xF4,接收0xFA.键盘LED改变ps2_ledchange()函数流程:发送0xED;接收0xFA;发送led_status;接收0xFA.

1，PS2的基本常识主要包括：

1.1 PS2通信由CLK和DATA两个线构成

1.2 PS2的CLK不论PC->KeyBoard,还是PC<-KeyBoard，都是由KeyBoard提供1.3 数据帧构成：起始位(1bit) + 数据位(8bit) + 奇校验位(1bit) + 停止位(1bit) + 应答位(1bit, 只在PC->KeyBoard中,KeyBoard产生) 1.4 CLK平时状态为高电平，低电平表示抑制通讯，说明PC现在处理不过来，需要KeyBoard将发送的数据暂时缓存1.5 数据在CLK下降沿被采样

1.6 数据发送的时序如下：(a) 键盘发送时序；(b) 键盘接收时序

2， PC->KeyBoard中，KeyBoard怎么知道PC有数据要发给自己?

正常情况下，CLK和DATA两根线都是高电平。PC下拉CLK超过100us，再下拉DATA，然后释放CLK；即让KeyBoasd在CLK上升沿采样到DATA为低。KeyBoard 识别这个特征后，意识到PC有东西要传，然后主动提供时钟。

3， PC<-KeyBoard中，PC怎么知道KeyBoard有数据要发给自己?

PC等待CLK拉低，在下降沿时采样DATA为低时，认为KeyBoard有数据传送。 4，PC没有作好接收的准备，怎么办?

PC如果暂时不能接收新的数据，就主动把CLK拉低了。KeyBoard看到CLK为低，会将数据暂存在buffer里的。

4，KeyBoard没有作好接收的准备，怎么办?

KeyBoard在CLK上升沿采样到DATA为高时，意识到PC有数据要发送，如果不能接收，就不提供时钟；即上升沿后的CLK为高电平，这时KeyBoard不要将CLK 下拉，让PC的起始bit发不出来，使PC处理等待发送状态至直KeyBoard准备好可以接收，才提供时钟。