來源：《電子技術(shù)應(yīng)用》

鍵盤接口在單片機系統(tǒng)與pc機通信中的應(yīng)用 摘要：提出一種全新的利用鍵盤接口實現(xiàn)單片機系統(tǒng)和pc機通信的方案，介紹了鍵盤與pc機通信的原理，并成功地應(yīng)用于實際系統(tǒng)。該方案為外部單片機系統(tǒng)與pc機通信提供了一條有效的途徑。 關(guān)鍵詞：鍵盤接口 單片機系統(tǒng) 時序 命令字 在工控系統(tǒng)中，單片機應(yīng)用系統(tǒng)與pc機之間的通信主要是采用異步串行通信方式，通過rs-232c、rs-422、rs-423或rs-499標準接口實現(xiàn)。這引起通信方式都各自規(guī)定了自己的電氣標準，都不能直接滿足 ttl電平的傳送要求。為了通過這些標準接口通信，必須在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中加入電平轉(zhuǎn)換芯片，以實現(xiàn)ttl電平向標準接口電平的轉(zhuǎn)換[1]。 鍵盤接口是pc機的固有接口。在很式工控系統(tǒng)中，工控pc機的鍵盤由于受到高溫、灰塵的侵襲，容易損壞，故僅采用鼠標作為人機對話的工具，鍵盤接口處于空閑狀態(tài)[2]。以鍵盤接口作為單片機應(yīng)用系統(tǒng)與pc機的通信接口，具有以下優(yōu)點：①鍵盤接口的電氣標準能滿足ttl電平的傳送要求，不需電平轉(zhuǎn)換；②pc機的操作系統(tǒng)內(nèi)核能夠解釋單片機應(yīng)用系統(tǒng)通過鍵盤接口傳送來的數(shù)據(jù)，免除了編寫串行數(shù)據(jù)接收程序的工作；③pc機能夠提供+5v電源。 1 鍵盤與pc機通信原理 1.1 鍵盤接口結(jié)構(gòu) pc機鍵盤分為pc/xt、pc/at和ps/2這三種類型。pc/xt和pc/at鍵盤通過一個6針din插頭與pc機相連。3種鍵盤接口結(jié)構(gòu)類似，在其應(yīng)用于外部單片機應(yīng)用系統(tǒng)與pc機通信的場合，有效的接口引腳都為4個，它們在接口上的編號與定義分別為：1、鍵盤時鐘，2、鍵盤數(shù)據(jù)；4、地；5、+5v。 1.2 鍵盤與pc機通信時序 當首次給鍵盤上電時，鍵盤邏輯電路產(chǎn)生上電復(fù)位信號，鍵盤開始自檢。在自檢期間，數(shù)據(jù)線和時鐘線上的任何信號都無效。如果自檢無誤，鍵盤發(fā)送0aah給pc機，然后開始鍵盤掃描。 在鍵盤與cp機通信中，存在兩種傳輸協(xié)議：xt傳輸協(xié)議和at傳輸協(xié)議。在采用xt協(xié)議的傳輸模式下，鍵盤只能接收來自pc機的復(fù)位指令和向pc發(fā)送數(shù)據(jù)，沒有大的應(yīng)用價值。只有在采用at協(xié)議的傳輸模式下，鍵盤能接收來自at-ps/2兼容pc機的指令和向pc機發(fā)送數(shù)據(jù)。其數(shù)據(jù)幀長度為11位，由起始位（低電平）、8位數(shù)據(jù)(低位在前，高位在后)、奇偶校驗位（奇校驗）和停止位（高電平）組成。圖1為采用at傳輸協(xié)議的鍵盤與pc機通信時序圖。 當無數(shù)據(jù)傳輸時，鍵盤接口數(shù)據(jù)線和時鐘線均為高電平。接口時鐘信號由鍵盤提供，其頻率至少應(yīng)為733.33hz，才能保證數(shù)據(jù)的準確發(fā)送與接收。在鍵盤發(fā)送數(shù)據(jù)之前，鍵盤檢測接口時鐘線和數(shù)據(jù)線上電平。如果時鐘線為低電平，則主機禁止鍵盤發(fā)送數(shù)據(jù)。鍵盤上的鍵擊代碼送到緩存器中緩存。只有當數(shù)據(jù)線和時鐘線上電平均為高時，才允許鍵盤發(fā)送數(shù)據(jù)。此時鍵盤向主機發(fā)送數(shù)據(jù)和時鐘信號。鍵盤發(fā)送數(shù)據(jù)時，先拉低數(shù)據(jù)線以發(fā)送起始位，再依次送出8位數(shù)據(jù)，最后發(fā)送奇偶校驗位和停止位。每位數(shù)據(jù)在時鐘脈沖下降沿有效，在時鐘脈沖高電平期間變化。如果在第10位（奇偶校驗位）發(fā)送之前，計算機下拉時鐘線至少有60μs，則鍵盤停止發(fā)送，并將故障數(shù)據(jù)存儲在輸出緩存器中。數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后，保持數(shù)據(jù)線和時鐘線為高電平。pc機接收到數(shù)據(jù)后，若有誤，則要求鍵盤重發(fā)。當pc機請求發(fā)送數(shù)據(jù)時，pc機將數(shù)據(jù)線拉低，鍵盤進入接收數(shù)據(jù)狀態(tài)并發(fā)送時鐘信號。每位數(shù)據(jù)均為時鐘脈沖上升沿有效，在時鐘脈沖低電平期間變化。鍵盤接收完11位數(shù)據(jù)后，將停止位拉低作為應(yīng)答信號，表示數(shù)據(jù)接收完畢。鍵盤對接收到的數(shù)據(jù)進行判斷，若有誤，則要求pc機重發(fā)。 1.3 鍵盤與pc機通信命令字 鍵盤與pc機通信命令字很多，下面僅介紹與單片機系統(tǒng)和pc機通信有關(guān)的命令字。表1為pc機和鍵盤發(fā)送的