PS2设备通信协议

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IBMPC/XT键盘及其接口标准。经过多年演变成６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、＋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。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08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11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0PS/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。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5μs。数据变化到PS2CLK(时钟脚)下降沿的时间至少也有5μs，但不能大于25μs，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PS2DATAPS2CLKNoteIdle高高InhibitTransmission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PS2CLKHostSendRequest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（HostSendRequest）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InhibitTransmission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100μs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ByteBitDescription10Leftbuttonstatus;1=pressed1Rightbuttonstatus;1=pressed2Middlebuttonstatus;1=pressed3Reserve4Xdatasign;1=negative5Ydatasign;1=negative6Reserve7Reserve20-7Xdata(D0-D7)30-7Ydata(D0-D7)带滚轮的鼠标的数据包格式ByteBitDescription10Leftbuttonstatus;1=pressed1Rightbuttonstatus;1=pressed2Middlebuttonstatus;1=pressed3always14Xdatasign;1=negative5Ydatasign;1=negative6Xoverflow7Yoverflow20-7Xdata(D0-D7)30-7Ydata(D0-D7)40-7高四位是符号扩展位，低四位是滚轮的移动计数值