嵌入式設(shè)備鼠標(biāo)接口的設(shè)計與實現(xiàn)

摘要：分析了ＰＳ／２鼠標(biāo)的接口和通信協(xié)議，介紹了ＰＳ／２鼠標(biāo)與單片機(jī)的接口設(shè)計方法，配合點陣ＬＣＤ顯示器，實現(xiàn)了嵌入式設(shè)備的圖形化人機(jī)接口（ＧＵＩ）。

    關(guān)鍵詞：ＰＳ／２接口 雙向同步串行協(xié)議 ＧＵＩ

當(dāng)前嵌入式系統(tǒng)技術(shù)已得到了廣泛應(yīng)用，但傳統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的人機(jī)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(biāo)，在點陣ＬＣＤ的單片機(jī)系統(tǒng)上實現(xiàn)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(qiáng)的實用性。

１ ＰＳ／２接口和協(xié)議

１．１ 接口的物理特性

ＰＳ／２接口用于許多現(xiàn)代的鼠標(biāo)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(jī)提供＋５Ｖ電源給鼠標(biāo)，鼠標(biāo)的地連接到主機(jī)電源地上。

１．２ 接口協(xié)議原理

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

    如果主機(jī)要發(fā)送數(shù)據(jù)，它必須控制鼠標(biāo)產(chǎn)生時鐘信號。方法如下：主機(jī)首先下拉時鐘線至少１００μｓ抑制通信，然后再下拉數(shù)據(jù)線，最后釋放時鐘線。通過這一時序控制鼠標(biāo)產(chǎn)生時鐘信號。當(dāng)鼠標(biāo)檢測到這個時序狀態(tài)，會在１０ｍｓ內(nèi)產(chǎn)生時鐘信號。如圖３中?Ａ?時序段。主機(jī)和鼠標(biāo)之間，傳輸數(shù)據(jù)幀的時序如圖２、圖３所示。

２ ＰＳ／２鼠標(biāo)的工作模式和協(xié)議數(shù)據(jù)包格式

２．１ ＰＳ／２鼠標(biāo)的四種工作模式

ＰＳ／２鼠標(biāo)的四種工作模式是：Ｒｅｓｅｔ模式，當(dāng)鼠標(biāo)上電或主機(jī)發(fā)復(fù)位命令?０ｘＦＦ?給它時進(jìn)入這種模式；Ｓｔｒｅａｍ模式?鼠標(biāo)的默認(rèn)模式，當(dāng)鼠標(biāo)上電或復(fù)位完成后，自動進(jìn)入此模式，鼠標(biāo)基本上以此模式工作；Ｒｅｍｏｔｅ模式，只有在主機(jī)發(fā)送了模式設(shè)置命令?０ｘＦ０?后，鼠標(biāo)才進(jìn)入這種模式；Ｗｒａｐ模式，這種模式只用于測試鼠標(biāo)與主機(jī)連接是否正確。

    ２．２ 數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)

ＰＳ／２鼠標(biāo)在工作過程中，會及時把它的狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送給主機(jī)。發(fā)送的數(shù)據(jù)包格式如表１所示。

表1 鼠標(biāo)發(fā)送的數(shù)據(jù)包格式

　Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0

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