嵌入式設備鼠標接口的設計與實現

摘要：分析了ＰＳ／２鼠標的接口和通信協議，介紹了ＰＳ／２鼠標與單片機的接口設計方法，配合點陣ＬＣＤ顯示器，實現了嵌入式設備的圖形化人機接口（ＧＵＩ）。

    關鍵詞：ＰＳ／２接口 雙向同步串行協議 ＧＵＩ

當前嵌入式系統(tǒng)技術已得到了廣泛應用，但傳統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的人機接口多采用小鍵盤操作的文本菜單方式，用戶操作較為不便。本文介紹了一種利用ＰＳ／２接口鼠標，在點陣ＬＣＤ的單片機系統(tǒng)上實現圖形化用戶界面的方案。用窗口菜單和圖形按鈕取代了傳統(tǒng)的鍵盤操作，具有成本低、效果好等特點，具有很強的實用性。

１ ＰＳ／２接口和協議

１．１ 接口的物理特性

ＰＳ／２接口用于許多現代的鼠標和鍵盤，由ＩＢＭ最初開發(fā)和使用。物理上的ＰＳ／２接口有兩種類型的連接器：５腳的ＤＩＮ和６腳的ｍｉｎｉ－ＤＩＮ。圖１就是兩種連接器的引腳定義。使用中，主機提供＋５Ｖ電源給鼠標，鼠標的地連接到主機電源地上。

１．２ 接口協議原理

ＰＳ／２鼠標接口采用一種雙向同步串行協議。即每在時鐘線上發(fā)一個脈沖，就在數據線上發(fā)送一位數據。在相互傳輸中，主機擁有總線控制權，即它可以在任何時候抑制鼠標的發(fā)送。方法是把時鐘線一直拉低，鼠標就不能產生時鐘信號和發(fā)送數據。在兩個方向的傳輸中，時鐘信號都是由鼠標產生，即主機不產生通信時鐘信號。

    如果主機要發(fā)送數據，它必須控制鼠標產生時鐘信號。方法如下：主機首先下拉時鐘線至少１００μｓ抑制通信，然后再下拉數據線，最后釋放時鐘線。通過這一時序控制鼠標產生時鐘信號。當鼠標檢測到這個時序狀態(tài)，會在１０ｍｓ內產生時鐘信號。如圖３中?Ａ?時序段。主機和鼠標之間，傳輸數據幀的時序如圖２、圖３所示。

２ ＰＳ／２鼠標的工作模式和協議數據包格式

２．１ ＰＳ／２鼠標的四種工作模式

ＰＳ／２鼠標的四種工作模式是：Ｒｅｓｅｔ模式，當鼠標上電或主機發(fā)復位命令?０ｘＦＦ?給它時進入這種模式；Ｓｔｒｅａｍ模式?鼠標的默認模式，當鼠標上電或復位完成后，自動進入此模式，鼠標基本上以此模式工作；Ｒｅｍｏｔｅ模式，只有在主機發(fā)送了模式設置命令?０ｘＦ０?后，鼠標才進入這種模式；Ｗｒａｐ模式，這種模式只用于測試鼠標與主機連接是否正確。

    ２．２ 數據包結構

ＰＳ／２鼠標在工作過程中，會及時把它的狀態(tài)數據發(fā)送給主機。發(fā)送的數據包格式如表１所示。

表1 鼠標發(fā)送的數據包格式

　Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0

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