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(diǎn)陣ＬＣＤ的單片機(jī)系統(tǒng)上實(shí)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(diǎn)，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
１ ＰＳ／２接口和協(xié)議

　�。保� 接口的物理特性

　�。校樱步涌谟糜谠S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

　�。校樱彩髽�(biāo)接口采用一種雙向同步串行協(xié)議。即每在時(shí)鐘線上發(fā)一個(gè)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(shí)候抑制鼠標(biāo)的發(fā)送。方法是把時(shí)鐘線一直拉低，鼠標(biāo)就不能產(chǎn)生時(shí)鐘信號和發(fā)送數(shù)據(jù)。在兩個(gè)方向的傳輸中，時(shí)鐘信號都是由鼠標(biāo)產(chǎn)生，即主機(jī)不產(chǎn)生通信時(shí)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(shí)鐘信號。方法如下：主機(jī)首先下拉時(shí)鐘線至少１００μｓ抑制通信，然后再下拉數(shù)據(jù)線，最后釋放時(shí)鐘線。通過這一時(shí)序控制鼠標(biāo)產(chǎn)生時(shí)鐘信號。當(dāng)鼠標(biāo)檢測到這個(gè)時(shí)序狀態(tài)，會在１０ｍｓ內(nèi)產(chǎn)生時(shí)鐘信號。如圖３中(Ａ)時(shí)序段。主機(jī)和鼠標(biāo)之間，傳輸數(shù)據(jù)幀的時(shí)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

　�。玻� ＰＳ／２鼠標(biāo)的四種工作模式

　�。校樱彩髽�(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(shí)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。

　�。玻� 數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)

　�。校樱彩髽�(biāo)在工作過程中，會及時(shí)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。
                      
     Ｂｙｔｅ１中的Ｂｉｔ０、Ｂｉｔ１、Ｂｉｔ２分別表示左、右、中鍵的狀態(tài)，狀態(tài)值０表示釋放１表示按下。Ｂｙｔｅ２和Ｂｙｔｅ３分別表示Ｘ軸和Ｙ軸方向的移動計(jì)量值，是二進(jìn)制補(bǔ)碼值。Ｂｙｔｅ４的低四位表示滾輪的移動計(jì)量值，也是二進(jìn)制補(bǔ)碼值，高四位作為擴(kuò)展符號位。這種數(shù)據(jù)包由帶滾輪的三鍵三維鼠標(biāo)產(chǎn)生。若是不帶滾輪的三鍵鼠標(biāo)，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)包沒有Ｂｙｔｅ４其余的相同。

　�。� 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　�。常� 接口設(shè)計(jì)

　　因?yàn)椋校樱彩髽?biāo)接口采用雙向同步串行協(xié)議，時(shí)鐘脈沖信號(以下皆稱ＣＬＯＣＫ)總是由鼠標(biāo)產(chǎn)生。因此，可以考慮這種方案：鼠標(biāo)的ＣＬＯＣＫ接主機(jī)的一外中斷線，數(shù)據(jù)線(以下皆稱ＤＡＴＡ)接主機(jī)的某一Ｉ／Ｏ口線，如圖４所示。
                      
     在主機(jī)程序中，利用每個(gè)數(shù)據(jù)位的時(shí)鐘脈沖觸發(fā)中斷，在中斷例程中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)位的判斷和接收。在實(shí)驗(yàn)過程中，通過合適的編程，能夠正確控制并接收鼠標(biāo)數(shù)據(jù)。但該方案有一點(diǎn)不足，由于每個(gè)ＣＬＯＣＫ都要產(chǎn)生一次中斷，中斷頻繁，需要耗用大量的主機(jī)資源。 由于鼠標(biāo)與主機(jī)之間以雙向同步串行協(xié)議傳送數(shù)據(jù)，若不考慮ＣＬＯＣＫ，僅考慮ＤＡＴＡ，則其數(shù)據(jù)幀的時(shí)序與單片機(jī)的ＵＡＲＴ異步串行時(shí)序類似。所以，采用了另一種方案：鼠標(biāo)的ＣＬＯＣＫ仍舊接主機(jī)的外中斷，但鼠標(biāo)的ＤＡＴＡ接ＵＡＲＴ的接收腳(ＲｘＤ)。參照圖４，ＤＡＴＡ改接ＲｘＤ。在初始化過程中，主機(jī)利用ＣＬＯＣＫ的外中斷和ＲｘＤ腳的Ｉ／Ｏ口線功能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。初始化完成后，切換到ＲｘＤ功能（即ＵＡＲＴ的接收引腳功能）。因?yàn)槭髽?biāo)已處于Ｓｔｒｅａｍ模式的工作狀態(tài)，這時(shí)鼠標(biāo)能主動發(fā)送數(shù)據(jù)。這樣，主