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PS-2 接口协议解析及应用 随着计算机工业的发展，作为计算机最常用输入设备的键盘也日新月异。1981 年 IBM 推出了 IBM pc/XT 键盘及其接口标准。该 标准定义了 83 键，采用 5 脚 DIN 连接器和简单的串行协议。实际上，第一套键盘扫描码集并没有主机到键盘的命令。为此， 1984 年 IBM 推出了 IBM AT 键盘接口标准。该标准定义了 84~101 键，采用 5 脚 DIN 连接器和双向串行通讯协议，此协议依照 第二套键盘扫描码集设有 8 个主机到键盘的命令。到了 1987 年，IBM 又推出了 ps/2 键盘接口标准。该标准仍旧定义了 84~101 键，但是采用 6 脚 mini-DIN 连接器，该连接器在封装上更小巧，仍然用双向串行通讯协议并且提供有可选择的第三套键盘扫描 码集，同时支持 17 个主机到键盘的命令。现在，市面上的键盘都和 ps/2 及 AT 键盘兼容，只是功能不同而已。 ps/2 接口硬件 2.1 物理连接器 一般，具有五脚连接器的键盘称之为 AT 键盘，而具有六脚 mini-DIN 连接器的键盘则称之为 ps/2 键盘。其实这两种连接器都只 有四个脚有意义。它们分别是 Clock(时钟脚)、DATA(数据脚)、+5V(电源脚)和 Ground( 电源地)。在 ps/2 键盘与 pc 机的物理连 接上只要保证这四根线一一对应就可以了。ps/2 键盘靠 pc 的 ps/2 端口提供+5V 电源，另外两个脚Clock(时钟脚)和 DATA(数据 脚)都是集电极开路的，所以必须接大阻值的上拉电阻。它们平时保持高电平，有输出时才被拉到低电平，之后自动上浮到高电 平。现在比较常用的连接器如图 1 所示。 2.2 电气特性 ps/2 通讯协议是一种双向同步串行通讯协议。通讯的两端通过 Clock(时钟脚)同步，并通过 DATA(数据脚)交换数据。任何一方 如果想抑制另外一方通讯时，只需要把 Clock(时钟脚)拉到低电平。如果是 pc 机和 ps/2 键盘间的通讯，则 pc 机必须做主机，也 就是说，pc 机可以抑制 ps/2 键盘发送数据，而 ps/2 键盘则不会抑制 pc 机发送数据。一般两设备间传输数据的最大时钟频率 是 33kHz，大多数 ps/2 设备工作在 10~20kHz。推荐值在 15kHz 左右，也就是说，Clock(时钟脚)高、低电平的持续时间都为 40µs 。每一数据帧包含 11~12 个位，具体含义如表 1 所列。 表 1 数据帧格式说明 1 个起始位 总是逻辑 0 8 个数据位 （LSB）低位在前 1 个奇偶校验位 奇校验 1 个停止位 总是逻辑 1 1 个应答位 仅用在主机对设备的通讯中 表中，如果数据位中 1 的个数为偶数，校验位就为 1；如果数据位中 1 的个数为奇数，校验位就为 0；总之，数据位中 1 的个数 加上校验位中 1 的个数总为奇数，因此总进行奇校验。 2.3 ps/2 设备和 pc 机的通讯 ps/2 设备的 Clock(时钟脚)和 DATA(数据脚) 都是集电极开路的，平时都是高电平。当 ps/2 设备等待发送数据时，它首先检查 Clock(时钟脚) 以确认其是否为高电平。如果是低电平，则认为是 pc 机抑制了通讯，此时它必须缓冲需要发送的数据直到重新获 得总线的控制权(一般ps/2键盘有 16个字节的缓冲区，而ps/2 鼠标只有一个缓冲区仅存储最后一个要发送的数据)。如果Clock(时 钟脚)为高电平，ps/2 设备便开始将数据发送到 pc 机。一般都是由 ps/2 设备产生时钟信号。发送时一般都是按照数据帧格式顺 序发送。其中数据位在 Clock(时钟脚)为高电平时准备好，在 Clock(时钟脚)的下降沿被 pc 机读入。ps/2 设备到 pc 机的通讯时 序如图 2 所示。 当时钟频率为 15kHz 时，从 Clock(时钟脚)的上升沿到数据位转变时间至少要 5µ ｓ。数据变化到Clock(时钟脚)下降沿的时间至 少也有 5 µ ｓ，但不能大于25 µ ｓ，这是由ps/2