PS2键盘与单片机通信

PS/2键盘与单片机通信

一、实验目的：

掌握PS/2键盘与单片机通信的原理，并能加以应用。

二、实验仪器：

单片机最小实验系统AT89S52，PS/2键盘

三、实验原理：

PS／2接口通信协议PS／2接口键盘与主机采用双向通信方式，键盘可以向主机发送据主机也可以发送命令给键盘。主机具有最高优先权。通信协议是标准的串行异步通信格式，1位起始位，8位数据位(LSB 在先)，1位奇校验位P，1位停止位，若为主机发送状态，则还有一位应答位。数据格式如图2所示。

主机同键盘进行通信时，无论发送还是接收数据，都要依赖于键盘发送的时钟脉冲(每次数据传输发送l1个时钟脉冲)，时钟频率为

10-16．7kHz，通过判断时钟脉冲的上升沿和下降沿，逐位发送或读取数据位。当数据线DATA和时钟线CLK同时为高电平时，键盘可以发数据给主机。CLK可用作清除发送线。如果主机将CLK拉为低电平，则禁止键盘发送数据，而是将发送数据放到发送缓存区中，直到CLK变为高电平才开始发送数据。如果主机将DATA拉低，则当键盘检测到这一变化时，接收来自主机的命令。概括如表l所示。

当键盘发送数据时，键盘先将DATA 拉低，通知主机准备接收数据。键盘在CLK为高电平时建立数据，主机在CLK为低电平时读取数据。发送数据的时钟信号由键盘产生。时序如图3所示。

图4给出了键盘接受一个字节的时序。为了避免在同一时刻发送数据，应将CLK拉低大约100 uS以上，以禁止键盘发送数据。然后主机将数据线DATA拉低，发送起始位，并释放CLK(高电平)，由键盘接管CLK，以产生时钟信号。主机在此同步时钟信号下发送数据。键盘接收数

据是从检测到DATA变低开始，然后在CLK为高电平时读取数据，这与

键盘发送数据时的情形相反。当主机发送完校验位后，释放数据线DATA(停止位)。随后，键盘将DATA置成低电平，作为收到数据的应答信号(ACK)，并产生一个周期的时钟脉冲。如果在第11个脉冲后，主机未释放DATA，键盘将继续发送时钟信号到DATA空闲。

四、软件编程与调试

1、接口设计

PS/2键盘单片机

Data T1(P3^5)

CLk INT1(P3^3)

LCD液晶单片机

Data Bus P0

RS P2^3

RW P2^5

E P2^7

2、流程简图

开始

初始化

开中断

BF = = 1

捕获键值，判断后进

行相应操作

操作完毕，

关中断

液晶显示

返回

3、源程序

#include

#include"lcd12864.c"//包含128X64驱动程序

#include

sbit Key_Data =P3^5;//定义Keyboard数据端口引脚sbit Key_CLK=P3^3; //中断端口，时钟线

static unsigned char KeyV=0X00; //键值

static unsigned char BF = 0; //标识是否有字符被收到static unsigned char IntNum = 0; //中断次数计数

bit dx=0; //大小写标志dx==1时大写状态

/*************************/

void Keyboard_out(void) interrupt 2//键盘中断处理键值存储在KeyV 中

{

if ((IntNum>0) && (IntNum <9))

{

KeyV = KeyV >> 1; //因键盘数据是低>>高，结合上一句所以右移一位

if (Key_Data==1) //当键盘数据线为1时

{KeyV = KeyV | 0x80;} //存储一位

}

IntNum++; //中断次数加一(中断一次接收一位数据)

if (IntNum > 10) //中断11次后数据发送完毕

{

IntNum = 0; //当中断11次后表示一帧数据收完，清变量准备下一次接收

BF = 1; //标识有字符输入完了

EA = 0; //关中断等显示完后再开中

}

}

void Decode() //键值处理

{

unsigned char TempCyc;

signed char k;

TempCyc=KeyV;

if(BF==1) //接收完一个有效数据时

{

B F=0; //准备下一次接收

s witch ( TempCyc ) //键值与显示字符的对应关系

{//键值// //对应字符//

case 0x8A: k=0; break; //0

case 0x2C: k=1; break; //1

case 0x3C: k=2; break; //2

case 0x4C: k=3; break; //3

case 0x4A: k=4; break; //4

case 0x5C: k=5; break; //5

case 0x6C: k=6; break; //6

case 0x7A: k=7; break; //7

case 0x7C: k=8; break; //8

case 0x8C: k=9; break; //9

case 0x64: k=18; break; //b case 0x42: k=19; break; //c case 0x46: k=20; break; //d case 0x48: k=21; break; //e case 0x56: k=22; break; //f case 0x68: k=23; break; //g case 0x66: k=24; break; //h case 0x86: k=25; break; //i case 0x76: k=26; break; //j case 0x84: k=27; break; //k case 0x96: k=28; break; //l case 0x74: k=29; break; //m case 0x62: k=30; break; //n case 0x88: k=31; break; //o case 0x9A: k=32; break; //p case 0x2A: k=33; break; //q case 0x5A: k=34; break; //r case 0x36: k=35; break; //s case 0x58: k=36; break; //t case 0x78: k=37; break; //u case 0x54: k=38; break; //v

case 0x44: k=40; break; //x

case 0x6A: k=41; break; //y

case 0x34: k=42; break; //z

case 0x98: k=10; break; //;

case 0xAA: k=-5; break; //+

case 0xF2: k=43; break; //+

case 0x52: k=-16;break; //空格键

case 0xB0: k=101;break; //大小写控制键Caps lock

}

if(k==101)

{

dx=!dx; //按下大小写控制键时大小写标志取反

}

if(k==-16) //空格键按下时

{

write_data(-16+'0');

}

if(dx==1) //大写标志

{

if(k>=0&&k<=9)

{

if(k==0)

{

write_data(k-7+'0');

}

if(k==1)

{

write_data(k-16+'0');

}

if(k==2)

{

write_data(k+14+'0');

}

if(k>=3&&k<=5)

write_data(k-16+'0'); }

if(k==6)

{

write_data(k+40+'0'); }

if(k==7)

{

write_data(k-17+'0'); }

if(k==8)

{

write_data(k-14+'0'); }

if(k==9)

{

write_data(k-17+'0');

}

else

write_data(k+'0');

}

else//小写标志

{

if(k>16 && k<=42)

{

write_data((k+32)+'0');

}

if(k>=0 && k<=9) {

write_data(k+'0');

}

if(k==10)

{

write_data((k+1)+'0');

}

if(k==-5)

{

write_data((k+18)+'0');

}

}

EA=1;

// write_data(0x01);

}

}

void delay(int x) //延时程序

{

int i,j;

for(i=0;i<600;i++)

for(j=0;j

}

void main()

{

lcd_init(); //初始化液晶驱动硬件

//wlcome() ; //调用开机画面和欢迎界面子程序

IT1 = 1; //设外部中断1为下降沿触发

EA = 1; //开总中断

EX1=1; //开中断1

while(1)

{

Decode();

delay(10);

}

}

4、程序调试与结果

测试软件：KeilC51 Uvision3

结果：按下PS/2键盘0-9、A-Z键都会在液晶上显示相应的键，如果按下CapsLock键再按0-9，A-Z，则显示相应按键的上标，或是大小写切换。

五、问题与讨论

1、PS/2协议是什么？

2、PS/2与单片机通信的原理如何？

附录1：lcd12864.c

#include

#include "LCD12864.h"

#include

#ifndef UCHAR

#define uchar unsigned char

#ifndef UINT

#define uint unsigned int

/*********初始化************/ void lcd_init()

{

writeCmd(0x30);

delayMs(10);

writeCmd(0x0c);

delayMs(10);

writeCmd(0x01);

delayMs(10);

}

void delayUs() //延时约2us

_nop_();_nop_();

}

void delayMs(uint a) //延时a * 1ms

{

uint i, j;

for(i = a; i > 0; i--)

for(j = 100; j > 0; j--);

}

bit checkBusy() //检测LCD是否处于忙状态, 若忙返回1, 空闲返回0 {

bit busy;

RS = 0; //请参考数据共享中的手册

RW = 1;

E = 1;

delayUs();

busy = (bit)(LCD_DATA&0x80);

E = 0;

return busy;

}

void wait() //等待LCD到空闲

{

while(checkBusy());

}

void writeCmd(uchar cmd)//写命令{

wait();

RS = 0;

RW = 0;

E = 0;

delayUs();

LCD_DATA = cmd;

delayUs();

E = 1;

delayUs();

E = 0;

}

void writeData(uchar dat) //写数据{

wait();

RS = 1;

RW = 0;

E = 0;

delayUs();

LCD_DATA = dat;

delayUs();

E = 1;

delayUs();

E = 0;

}

void write_data(unsigned char lcddata) {

writeCmd(0x80);

writeData(lcddata);

}

附录2：lcd12864.h

#ifndef _LCD12864_H_

#define _LCD12864_H_

#ifndef UCHAR

#define uchar unsigned char

#ifndef UINT

#define uint unsigned int

#define LCD_DATA P0

sbit BUSY = P0;

sbit RS = P2^3;

sbit RW = P2^5;

sbit E = P2^7;

void lcd_init( );

void writeCmd(uchar cmd);

void writeData(uchar dat);

void delayMs(uint a);

void delayUs();

bit checkBusy();

void wait();

void write_data(unsigned char lcddata);

#endif