21.AVR学习笔记二十一AVR学习笔记二十一计算机键盘(PS2键盘)实验.doc

AVR学习笔记二十一、计算机键盘（PS/2键盘）实验 21.1 实例功能 在前面的实例学习中，我们已经了解了独立按键，矩阵（行列）按键、AD按键，这些按键都有一个共同的缺点：按键数目有限，如果想要增加按键数目不但要增加程序量，电路连接也需要有很大的改动。 今天我们来学习一下计算机的键盘、也就是常说的PS/2键盘。这种键盘有100个以上的按键，而它与外部器件的连线只有4根，在需要大量按键而单片机I/O资源有限的情况下，使用这种键盘是一种很好的解决方案。 本实例有三个功能模块： 单片机系统：利用ATmega16单片机实现对PS/2键盘的按键识别，并通过串口发送到计算机； 外围电路：PS/2键盘与单片机的连接，RS232电平转换电路； 软件程序：编写程序，实现读取PS/2键盘的按键功能。 21.2 器件和原理 21.2.1 PS/2键盘的接口 PS/2键盘的接口有很多，我们以6芯接口为例说明，如图1所示，键盘通过6芯插头跟微机相连，其中只有四根有用，分别是：电源、地、时钟线、数据线。 图1 6芯PS/2键盘接口 21.2.2 PS/2键盘接口协议标准 PS/2键盘接口协议标准主要有两种：PC/XT标准、AT标准；前者数据位是9位，是一种老式的标准；后者为11位，是现在比较常用的一种标准，目前许多微机键盘都支持这一标准，在本实例中我们采用符合这种标准的微机键盘。 21.2.3 AT标准的PS/2键盘的数据格式 键盘通过数据线和时钟线与系统通信，当有按键按下时，在时钟线的作用下，通过数据线将键盘命令码发送出去。键盘接通电源后，首先进行复位等初始化工作，然后开始进行键盘扫描，同时做好接受命令和发送键盘数据的准备工作，一旦有按键按下，则立即送出按键编码。键盘和系统间采用11位格式的串行方式：第一位起始位，第2-9位是8位数据位，低位在前，高位在后，这8位数据位就是被按下按键的键码，第10位是奇偶校验位，第11位是停止位。 数据的起始位为低电平。系统接受的键盘数据在移位时钟的下降沿输出，时钟周期为50us，时序图如图2： 图2 键盘输出时序 21.2.4 PS/2键盘编码 PS/2键盘有上百个按键，每一个按键都有各自的唯一的编码，由于按键数目太多，在此就不一一说明，大家可以通过查询PS/2键盘编码表来获得键码。 21.3 电路和连接 RS232电平转换电路前面已经介绍过，不再详述；这里只介绍PS/2键盘与单片机的连接，本例中将键盘的时钟线连接到单片机的外部中断1（INT1）端口相连，键盘的数据线连接单片机的PD0口，键盘的电源和地分别连到开发板的电源和地上。 21.4 程序设计 21.4.1 程序功能 本程序利用外部中断判断是否有键盘数据传输，当有数据传输时，键盘的时钟线在下降沿将数据发出，首先设置外部中断为下降沿触发方式，进入中断后接收数据，接收完数据后将外部中断触发方式设置为上升沿触发，在上升沿触发中断里，处理接收到的数据，这样提高了程序的执行效率。 21.4.2 函数说明 本实例程序主要有两部分组成：串口数据发送程序和键盘处理程序（外部中断函数和键值解码函数），串口发送程序前面已经详细讲解，在此不再重复，键盘处理程序主要有下面几个函数： void Get_KeyValue(unsigned char KeyCode); //获取键值 void Int_init(void); //外部中断初始化 //外部中断1函数，下降沿接收数据，上升沿处理接受的数据 ISR(INT1_vect) 3、编程说明 使用WINAVR开发环境，使用的是外部12M的晶振，所以需要将makefile文件中的时钟频率修改为12M。另外在程序烧录到单片机的时候，熔丝位也要选择为外部12M晶振（注意是晶振，不是外部振荡器，一定不要选择错了，否则会导致单片机不能再烧写程序）。 4、程序代码 在这里列出键盘处理程序的主要代码，串口发送程序在此不再列出，完整的程序代码在附件中。 /*********************************************** **** AVR PS2键盘范例 *** **** MCU: ATmega16 *** **** 作者： maweili *** **** 编译器：WINAVR *** ****