毕业设计终稿

第2章 PS/2鼠标、键盘协议

（8）延时30微秒（如果在发送停止位时释放时钟信号则应延时50微秒）； 按如下的过程发送单个位：

（1）准备数据位（将需要发送的数据位放到数据线上） （2）延迟20微秒 （3）把时钟拉低 （4）延迟40微秒 （5）释放时钟 （6）延迟20微秒

2.4 主机到设备的通讯

被发送的包有点不同于主机到设备通讯过程。首先，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，如下示： 1）通过下拉时钟线至少100微秒来抑制通讯。

2）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。当发生在设备到主机通讯的过程中时正好相反。

在停止位发送后，设备要应答接收到的字节，就把数据线拉低并产生最后一个时钟脉冲。如果主机在第11个时钟脉冲后不释放数据线，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）。

主机可以在第11个时钟脉冲（应答位）前中止一次传送，只要下拉时钟线至少100微秒。

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) 等待设备把时钟拉高 （7) 等待设备把时钟拉低

（8) 重复5-7步 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

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（12） 等待设备释放数据线和时钟线。

图2-4用图形表示，图2-5以单独的时序表示了由主机产生的信号及由PS/2设备产生的信号。注意应答位时序的改变，数据的改变发生在时钟线为高的时候，不同于其它11位是当它为低的时候。

图2-4 主机到设备的通信

图2-5 主机到设备通讯的详细过程

图3-5描述了两个重要的定时条件（a）和（b）。（a）在主机最初把数据线拉低后，设备开始产生时钟脉冲的时间，必须不大于15毫秒；（b）数据包被发送的时间必须不大于2ms。如果这两个条件不满足，主机将产生一个错误。在包收到后，主机为了处理数据立刻把时钟线拉低来抑制通讯。如果主机发送的命令要求有一个回应，这个回应必须在主机释放时钟线后20毫秒之内被收到。如果没有收到，则主机产生一个错误。在设备到主机通讯的情况中，时钟改变后的5微秒内不应该发生数据改变的情况。 如果要仿真一个鼠标或键盘，则按如下的过程从主机读入数据：

在你的主程序中，至少每10毫秒检测数据线是否为低，如果数据线已被主机拉低，则从主机读取一个字节。 （1）等待时钟线为高电平；

（2）判断数据线是否为低，为高则错误退出，否则继续执行；

（3）读地址线上的数据内容，共8个Bit，每读完一个位，都应检测时钟线是否被PC机拉低，如果被拉低则要中止接收 ；

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第2章 PS/2鼠标、键盘协议

（4）读地址线上的校验位内容，1个Bit； （5）读入停止位；

（6）如果数据线上为0（即还是低电平），PS/2设备继续产生时钟，直到接收到1 且产生出错信号为止（因为停止位是1，如果PS/2设备没有读到停止位，则表明此次传输出错）；

（7）输出应答位；

（8）检测奇偶校验位，如果校验失败，则产生错误信号以表明此次传输出现错误； （9）延时45微秒，以便PC机进行下一次传输 [8] 。 按如下次序读取每位（8个数据位、检验位和停止位）： （1）延迟20微秒 （2）把时钟拉低 （3）延迟40微秒 （4）释放时钟 （5）延迟20微秒 （6）读数据线

按如下次序发送应答位： （1） 延迟15微秒 （2）把数据线拉低 （3）延迟5微秒 （4）把时钟线拉低 （5）延迟40微秒 （6）释放时钟线 （7）延迟5微秒 （8）释放数据

2.5 本章小结

PS/2键盘、鼠标协议包括物理上的连接器以及它的电气特性。具体分为设备到主机的通讯和主机到设备的通讯。本章节还具体阐述了两者之间的不同点和工作流程以及工作原理。

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第3章 PS/2键盘接口设计

3.1 PS/2键盘接口特性

现今仍在使用中的绝大多数流行的键盘包括：USB键盘，它最后出现的键盘被所有新式

的计算机支持（Macintosh和IBM/及其兼容机）。它们有自己相关的复杂接口并且不包含这篇文章中。IBM机器兼容键盘，也叫做“AT键盘”或“PS/2键盘”，所有现代的PC都支持这个设备。它们是最容易使用的接口，也是本文的主题。ADB键盘，连接到老式Macintosh系统的Apple桌面总线。

3.1.1 PS/2键盘接口概述

键盘上包含了一个大型的按键矩阵，它们是由安装在电路板上的处理器（叫做“键盘编码器”）来监视的。具体的处理器在键盘与键盘之间是多样化的，大概好似它们基本上都做着同样的事情：监视哪些按键被按下或释放了，并传送适当的时候到主机。如果有必要，处理器处理所有的去抖动并在它的16 字节缓冲区里缓冲数据[9]。你的主板包含了一个“键盘控制器”负责解码所有来自键盘的数据，并告诉你的软件什么事件发生了。在主机和键盘之间的通讯使用IBM 的协议。

3.1.2 扫描码

键盘的处理器花费很多的时间来扫描或监视按键矩阵。如果它发现有键被按下，释放或按住，键盘将发送“扫描码”的信息包到计算机。扫描码有两种不同的类型：“通码”和“断码”。当一个键被按下或按住就发送通码；当一个键被释放就发送断码。每个按键被分配了唯一的通码和断码，这样主机通过查找唯一的扫描码就可以测定是哪个按键。每个键一整套的通断码组成了“扫描码集”。有三套标准的扫描码集，分别是第一套、第二套和第三套。所有现代的键盘默认使用第二套扫描码。

第一套扫描码集：原始的XT扫描码集；现在某些键盘还支持； 第二套扫描码集：所有现代键盘默认的扫描码集； 第三套扫描码集：可选的PS/2扫描码集（很少使用）；

3.1.3 通码断码和机打重复率

只要一个键被按下，这个键的通码就被发送到计算机。记住通码只表示键盘上的一个按

键，它不表示印刷在按键上的那个字符。这就意味着在通码和ASCII 码之间没有已定义的关联。直到主机把扫描码翻译成一个字符或命令。虽然多数第二套通码都只有一个字节宽，但也有少数“扩展按键”的通码是两字节或四字节宽。这类的通码第一个字节总是为E0h。

正如键按下通码就被发往计算机一样，只要键一释放，断码就会被发送。每个键都有它自己唯一的通码，它们也都有唯一的断码。幸运的是，你不用总是通过查表来找出按键

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