来源：《电子技术应用》

键盘接口在单片机系统与pc机通信中的应用 摘要：提出一种全新的利用键盘接口实现单片机系统和pc机通信的方案，介绍了键盘与pc机通信的原理，并成功地应用于实际系统。该方案为外部单片机系统与pc机通信提供了一条有效的途径。 关键词：键盘接口 单片机系统 时序 命令字 在工控系统中，单片机应用系统与pc机之间的通信主要是采用异步串行通信方式，通过rs-232c、rs-422、rs-423或rs-499标准接口实现。这引起通信方式都各自规定了自己的电气标准，都不能直接满足 ttl电平的传送要求。为了通过这些标准接口通信，必须在单片机应用系统中加入电平转换芯片，以实现ttl电平向标准接口电平的转换[1]。 键盘接口是pc机的固有接口。在很式工控系统中，工控pc机的键盘由于受到高温、灰尘的侵袭，容易损坏，故仅采用鼠标作为人机对话的工具，键盘接口处于空闲状态[2]。以键盘接口作为单片机应用系统与pc机的通信接口，具有以下优点：①键盘接口的电气标准能满足ttl电平的传送要求，不需电平转换；②pc机的操作系统内核能够解释单片机应用系统通过键盘接口传送来的数据，免除了编写串行数据接收程序的工作；③pc机能够提供+5v电源。 1 键盘与pc机通信原理 1.1 键盘接口结构 pc机键盘分为pc/xt、pc/at和ps/2这三种类型。pc/xt和pc/at键盘通过一个6针din插头与pc机相连。3种键盘接口结构类似，在其应用于外部单片机应用系统与pc机通信的场合，有效的接口引脚都为4个，它们在接口上的编号与定义分别为：1、键盘时钟，2、键盘数据；4、地；5、+5v。 1.2 键盘与pc机通信时序 当首次给键盘上电时，键盘逻辑电路产生上电复位信号，键盘开始自检。在自检期间，数据线和时钟线上的任何信号都无效。如果自检无误，键盘发送0aah给pc机，然后开始键盘扫描。 在键盘与cp机通信中，存在两种传输协议：xt传输协议和at传输协议。在采用xt协议的传输模式下，键盘只能接收来自pc机的复位指令和向pc发送数据，没有大的应用价值。只有在采用at协议的传输模式下，键盘能接收来自at-ps/2兼容pc机的指令和向pc机发送数据。其数据帧长度为11位，由起始位（低电平）、8位数据(低位在前，高位在后)、奇偶校验位（奇校验）和停止位（高电平）组成。图1为采用at传输协议的键盘与pc机通信时序图。 当无数据传输时，键盘接口数据线和时钟线均为高电平。接口时钟信号由键盘提供，其频率至少应为733.33hz，才能保证数据的准确发送与接收。在键盘发送数据之前，键盘检测接口时钟线和数据线上电平。如果时钟线为低电平，则主机禁止键盘发送数据。键盘上的键击代码送到缓存器中缓存。只有当数据线和时钟线上电平均为高时，才允许键盘发送数据。此时键盘向主机发送数据和时钟信号。键盘发送数据时，先拉低数据线以发送起始位，再依次送出8位数据，最后发送奇偶校验位和停止位。每位数据在时钟脉冲下降沿有效，在时钟脉冲高电平期间变化。如果在第10位（奇偶校验位）发送之前，计算机下拉时钟线至少有60μs，则键盘停止发送，并将故障数据存储在输出缓存器中。数据发送完毕后，保持数据线和时钟线为高电平。pc机接收到数据后，若有误，则要求键盘重发。当pc机请求发送数据时，pc机将数据线拉低，键盘进入接收数据状态并发送时钟信号。每位数据均为时钟脉冲上升沿有效，在时钟脉冲低电平期间变化。键盘接收完11位数据后，将停止位拉低作为应答信号，表示数据接收完毕。键盘对接收到的数据进行判断，若有误，则要求pc机重发。 1.3 键盘与pc机通信命令字 键盘与pc机通信命令字很多，下面仅介绍与单片机系统和pc机通信有关的命令字。表1为pc机和键盘发送的