Подключаем PS2 клавиатуру к PIC » Программирование устройств на PIC микроконтроллерах


Логин:
Пароль:
О сайте:

Pic.Rkniga.ru - Сайт как для начинающих, так и для опытных радиолюбителей, разрабатывающих свои устройства на популярных PIC микроконтроллерах.
Здесь можно обмениваться сообщениями на форуме, а также добавлять на сайт статьи и схемы своих устройств.

Меню сайта
Главная Форум по PIC микроконтроллерам Форум Статьи по PIC микроконтроллерам Статьи Справочная информаци по PIC микроконтроллерам Справочник Литература по PIC микроконтроллерам Литература Схемотехника Схемотехника устройств на PIC микроконтроллерах Микроконтроллеры Программаторы Все по программированию PIC микроконтроллеров Программы, Софт Программы Ссылки Написать нам
Опрос

Какие микроконтроллеры вы используете?


Atmel
MicroChip
STM
Motorola
Texas Instruments
Другие


Последние материалы
  • Каршеринг в Москве - это Просто, Удобно и Недорого.
  • Кнопка On/OFF на PIC12F629.
  • Часы с синхронизацией от китайского будильника
  • ШИМ регулятор на PIC16F628A.
  • Счетчики прямого и обратного счета на PIC16F628A.
  • Таймер отключения питания для мультиметра и не только.
  • Программирование на C микроконтроллеров PIC24
  • Измеритель напряжения и тока
  • Маршрутный компьютер для электровелосипеда
  • Простой двухканальный термометр на PIC16F690 и датчиках DS18B20
  • Популярные материалы
    Случайная книга
    Подключаем PS2 клавиатуру к PIC
    Автор публикации: alex Просмотров: 6855 Добавлен: 7-08-2012, 08:23 Комментарии: 0

         Клавиатура является самым распространенным устройством для ввода информации в компьютер. Поэтому важно знать принцип работы и интерфейс связи клавиатуры.
         В данной статье описывается устройство, которое позволяет принимать данные от клавиатуры и отображать нажатые клавиши на устройстве вывода. В качестве примера, мы разработаем простейшее устройство с использованием клавиатуры PS/2, микроконтроллера PIC и семисегментного индикатора.
    Проект с использованием PS/2 клавиатуры и PIC
    Идея проекта Главной целью данного проекта является создание устройства, способного работать с PS/2 девайсами, а конкретно с PS/2 клавиатурой. Клавиатура будет подключена к микроконтроллеру PIC, который в свою очередь будет обрабатывать коды нажатых клавиш и выводить символы клавиш на семисегментный индикатор. PS/2 - это последовательный интерфейс с тактовым сигналом 10-16 кГц, поэтому в PIC нам надо использовать прерывания, для детектирования заднего фронта импульсов. Список используемых радиоэлементов
    Микроконтроллер PIC18F452
    7805 - пятивольтовый регулятор напряжения
    Кварцевый резонатор 20 МГц
    PS/2 коннектор (мама)
    7-ми сегментный индикатор
    Резисторы
         Дополнительно, потребуется программатор для прошивки PIC, макетная плата и перемычки (ну или протравленная печатная плата). Схемотехника
         Как видно из принципиальной схемы ниже, устройство очень простое и основные детали это: 78L05, PIC18F452 и PS/2 разъем.
    Схемотехника устройства

         В разъеме PS/2 пины 2 и 6 не используются, 4-ый пин - питание +5В, 3-ий пин - общий. 5-ый пин - тактовый сигнал, а 1-ый пин - данные.
         7-ми сегментный индикатор я использовал с общим катодом. Немного теории о PS/2
         Как уже было сказано выше, в PS/2 используется последовательный протокол передачи информации с двумя линиями: тактовый сигнал и линия данных.
    PS/2 папаPS/2 мама
    Назначение выводов 6-pin Mini-DIN (PS/2):
    1 - Данные
    2 - Не используется
    3 - Общий (земля)
    4 - Питание (+5V)
    5 - Тактовый сигнал
    6 - Не используется
         На рисунке выше показана распиновка PS/2 разъемов папа (слева) и мама (справа). Обычно, разъем типа "папа" используется на стороне устройства - мышь, клавиатура, а разъем типа "мама" на компьютере. В нашем случае (т.к. у нас приемная сторона) мы будет использовать коннектор типа "мама" (можно вырезать с какой-нибудь сгоревшей материнской платы).
    Диаграмма сигналов PS/2
    Диаграмма сигналов PS/2

         На рисунке выше показана стандартная временная диаграмма выходных данных для PS/2 устройств. Последовательность следующая:
    1. Вывод данных устанавливается в низкий логический уровень
    2. Вывод тактового сигнала устанавливается в низкий уровень
    3. Вывод данных продолжает находиться в низком уровне (стартовый бит)
    4. Тактовый сигнал переходит в высокий логический уровень
    5. Начинается передача восьми битов с данными
    6. Далее идет бит контроля четности
    7. А за ним стоповый бит
    Все данные принимаются по спаду положительного синхроимпульса.
    Скан-коды клавиш
         Каждая клавиша клавиатуры содержит свой уникальный код, т.н. скан-код.
    Коды клавиш клавиатуры
    Коды специальных клавиш клавиатуры

         Как видно из картинок выше, большинство клавиш клавиатуры содержит 8-ми битные значения (1 байт), однако некоторые клавиши, содержат многобайтовую последовательность.
    Скан-код клавиши J

         Рассмотрим пример того, как происходит формирование скан-кодов клавиш. Если на клавиатуре нажимается какая-либо клавиша, то на выходе клавиатуры появляется скан-код нажатой клавишы. Когда клавиша отжимается, то на выходе формируется код 0xF0 и скан-код отжатой клавиши. Т.о. можно определить удерживается ли клавиша нажатой или нет, но нам это пока что не нужно.
    осциллограмма

         На рисунке выше приведена осциллограмма PS/2 при нажатой клавиши "J". Канал 1 (желтый) на осциллограмме это таковый сигнал. Канал 2 (голубой) это сигнал данных. Для наглядности, я нанес вспомогательные линии для детектирования спада синхросигнала.

         При данной осциллограмме легко можно определить скан-код нажатой клавиши. Не забываем, что слева находится младший бит (т.е. 0), а справа старший (7 бит). Т.о. в двоичном коде получилось 0011 1011, что в шестнадцатеричном является 0x3B, т.е. это скан-код клавиши "J". Передача данных в клавиатуру
         Другой функцией PS/2 протокола является передача данных обратно в клавиатуру, к примеру можно подать команду на включение/отключение светодиода Caps Lock, Num Lock и др. Но не будем на этом зацикливаться, т.к. это тема другой статьи.
         Собранная схема на макетной плате выглядит следующим образом:
    Собранная схема на макетной плате
    Программа для PIC
         ПО состоит из двух основных частей: главный цикл Main Loop и обработчика прерываний.
         В Main Loop происходит прием данных и их обработка для вывода на индикатор. Ну и собственно сам вывод данных.
    Часть кода Main Loop:
    #include 
     #include 
     #include 
     #include 
     //7-Segment Display Output
     #define number_0 0b01111110
     ..
     ...
     ..
     #define letter_a 0b11101110
     #define letter_b 0b11111110
     ..
     ...
     ..
     void main(void){
     TRISC = 0xFF;
     TRISD = 0x01;
     PORTB = 0x00;
     PORTC = 0x00;
        //7-Seg LED is Reverse Polarity
     PORTD = 0x00 ^ 0xFF;
     Delay10KTCYx(10);
     INTCON = 0b11000000;
     OpenCapture1( C1_EVERY_FALL_EDGE & CAPTURE_INT_ON );
     OpenTimer1( TIMER_INT_ON & T1_SOURCE_INT & T1_PS_1_1 & T1_16BIT_RW );
     WriteTimer1( 0x0000 );
     while(1)
     {
        if(buf_ready == 1){
        switch(scan_code_buf[0]){
        case 0x1C : PORTD = (letter_a ^ 0xFF);
           break;
        ...
        ....
        ..
           break;
        case 0x45 : PORTD = (number_0 ^ 0xFF);
           break;
        case 0x66 : PORTD = (delete ^ 0xFF);
           break;
        default :
           break;
        }
        //Shift Buffer Forward
        scan_code_buf[0] = scan_code_buf[1];
        scan_code_buf[1] = scan_code_buf[2];
        scan_code_buf[2] = scan_code_buf[3];
        scan_code_buf[3] = scan_code_buf[4];
        scan_code_buf[4] = scan_code_buf[5];
        scan_code_buf[5] = scan_code_buf[6];
        scan_code_buf[6] = scan_code_buf[7];
        scan_code_buf_cnt--;
           if(scan_code_buf_cnt == 0)
              buf_ready = 0;
        }
           Delay10KTCYx(1);
     }
     }
    

    Итак, в цикле Main Loop происходит обработка данных, которые поступают в fifo-буфер. В коде, который представлен ниже, происходит прием данных PS/2 по прерыванию, после чего, они помещаются в fifo-буфер. Код 0xF0 игнорируется, нас интересуют только нажатия клавиш.
    Код прерываний следующий:

    void InterruptHandlerHigh(void) // Declaration of InterruptHandler
     {
         //Check If TMR1 Interrupt Flag Is Set
       if(PIR1bits.CCP1IF){
         if(bit_counter < 10){
           current_scan_code = current_scan_code >> 1;
           current_scan_code += (PORTDbits.RD0*0b10000000000);
           bit_counter++;
         }
         else if(bit_counter == 10){
     scan_code_buf[scan_code_buf_cnt]=(current_scan_code>>2)&0xFF;
           scan_code_buf_cnt++;
           buf_ready = 1;
           bit_counter = 0;
         }
         WriteTimer1( 0x0000 );
         //Clear CCP1 Overflow Flag Bit
         PIR1bits.CCP1IF = 0; 
       }
         //Check If CCP1 Interrupt Flag Is Set
       else if(PIR1bits.TMR1IF){
         //Clear Timer1 Overflow Flag Bit 
         bit_counter = 0;
         PIR1bits.TMR1IF = 0;
       }
       INTCONbits.GIE = 1;
     }
    

         Как видно из кода выше, прерывание захвата скан кода и прерывание timer1 используются вместе, чтобы обеспечить "захват" 8-ми бит, т.к. нам не нужны стартовые, стоповые биты и бит контроля четности. Единственное, я не стал отображать такие клавиши как W, N и т.п., т.к. на семисегментном индикаторе сделать это не реально.
    Оригинал статьи на английском языке

    В архиве исходный код и прошивка для микроконтроллера PIC18F452

    ps2topic.rar [4,21 Kb] (cкачиваний: 327)

    Категория: Статьи, PIC18
    « Назад
    Комментарии