PS2设备通信协议课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,PS2,设备通信协议,时序图,PS2,接口和协议,接口简介,1981,年,IBM,推出了,IBM PC/XT,键盘及其接口标准。 经过多年演变成脚,mini-DiN,连接器接口，封装上更小巧，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,PS/2,接口硬件,物理连接器,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、,5,(,电源脚,),和,(,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,5,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。,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,kHz,，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,40s,。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 ，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,奇校验,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,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,1,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。,Ps2,设备到主机的通信,图中绿色的信号表示由,Ps2,设备产生的。也就是说,PS2,设备在产生时钟的同时向主机送出数据，主机在,PS2CLK,信号的下降沿读取每个位 。,当,PS2CLK,频率为,15kHz,时，从,PS2CLK(,时钟脚,),的上升沿到数据位转变时间至少要,5s,。数据变化到,PS2CLK(,时钟脚,),下降沿的时间至少也有,5 s,，但不能大于,25 s,，这是由,PS/2,通讯协议的时序规定的。（一般不用考虑，这由键盘或者鼠标产生）,主机（即,PC,）到,PS/2,设备的传输,主机若想影响传输，必须能够控制总线时钟！对于主机而言，控制,PS/2,总线有三种状态,状态,PS2DATA,PS2CLK,Note,Idle,高,高,Inhibit Transmission,高,低,为了传输能够发送串行数据到一位寄存器输出端，控制器要求,PS2,设备产生,PS2CLK,Host Send Request,低,高,主机到,PS/2,设备的传输,PS2,控制器必须进入主机发送请求（,Host Send Request,）的状态。这可以通过以下动作实现,:,PS2CLK,线首先被拉低至少在一个时钟周期（进入禁止传输,Inhibit Transmission,状态）,PS2DATA,线随后被拉低,(,提供的起始位帧传送,),PS2CLK,线随后被释放,(,仍然保持,PS2DATA,低,),。,PS/2,设备定期检查数据和时钟线是否为这种状态,当检测到,开始产生,PS2CLK,信号。,在从主机向,PS/2,设备发送数据时,PS2,一帧数据由,10,个域构成。见时序图,从主机到,PS/2,设备的数据的传输时序图,绿色信号由,ps2,设备产生，黄色信号由主机产生,由于,PS/2,设备能提供串行同步时钟，因此，如果主机发送数据，则主机要先把时钟线和数据线置为请求发送的状态。主机通过下拉时钟线大于,100s,来抑制通讯，并且通过下拉数据线发出请求发送数据的信号，然后释放时钟，,PS/2,设备检测到需要接收的数据时，它会产生时钟信号并记录下面,8,个数据位和一个停止位。主机此时在时钟线变为低时准备数据到数据线，并在时钟上升沿锁存数据。,Ps2,键盘,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。,键盘缺省设置状态,在上电或软件复位 （见,Reset,命令） 后 键盘执行诊断自检叫做,BAT,（ 基本保证测试）并载入如下的缺省值 ：,击打延迟为,500ms,击打速率为,10.9cps,*,第二套扫描码集,*置所有按键为机打,/,通码,/,断码,Ps2,鼠标的工作模式和协议数据包格式,Ps2,鼠标四种工作模式,Reset,模式，当鼠标上电或者主机发出,reset,命令（,ff,）时，进入这种模式,Stream,模式：鼠标默认的模式，当鼠标上电或者复位完成后，自动进入此模式,Remote,模式：和主机交互模式,Wrap,模式，用于测试鼠标和主机连接是否正确,流模式下数据包格式,Byte,Bit,Description,1,0,Left button status;1=pressed,1,Right button status;1=pressed,2,Middle button status;1=pressed,3,Reserve,4,X data sign; 1=negative,5,Y data sign; 1=negative,6,Reserve,7,Reserve,2,0-7,X data (D0-D7),3,0-7,Y data (D0-D7),带滚轮的鼠标的数据包格式,Byte,Bit,Description,1,0,Left button status;1=pressed,1,Right button status;1=pressed,2,Middle button status;1=pressed,3,always 1,4,X data sign; 1=negative,5,Y data sign; 1=negative,6,X overflow,7,Y overflow,2,0-7,X data (D0-D7),3,0-7,Y data (D0-D7),4,0-7,高四位是符号扩展位，低四位是滚轮的移动计数值,