摘要：介绍pc键盘和键盘接口的ps/2通信协议，以及用89c51实现可锁定键盘的软件和硬件设计方法。具有安全可靠、容错能力强、可以直接采用标准键盘进行改装、便于实现等优点，并保留标准键盘的全部功能。

关键词：ps/2 89c51 c51 键盘

引 言

　　在智能仪器、自动控制等领域，已大量使用嵌入式pc，如advantech公司的pc/104、amd公司的dimm-pc等。为适应开放式、模块化的要求，嵌入式pc具有标准的pc接口，如vga显示器控制接口、以太网接口、rs232接口、pc/at键盘接口等。所以，可以用标准的pc键盘对嵌入式pc进行操作与控制。键盘在输入指令之后，可能很长一段时间不用。为计算机安全和防止误触发，需要将键盘锁定，还要对某些键采取屏蔽措施，但是pc标准键盘不能满足这些要求。本文介绍一种用89c51设计实现的可锁定加密pc/at键盘。

1 键盘功能及工作原理

　　pc键盘功能主要有按键识别、去抖、重键处理、发送扫描码、自动重发、接收键盘命令、处理命令等。键盘有编码键盘和非编码键盘。编码键盘程序设计简单，但硬件电路复杂，价格较高；非编码键盘用软件来实现识别键、编码转换、去抖等功能，硬件电路简单，价格便宜。现代微机系统中广泛采用非编码键盘。pc键盘多采用18行×8列的二维矩阵行列结构。采用行扫描法识别按下的按键。

2 ps/2协议

　　ps/2协议是外设与主机之间通信的一种同步双向串行协议。在该协议中主机拥有较高的优先级，在一定条件下可以终止外设正在进行的发送过程。ps/2协议采用的传送数据帧的格式为：1位起始位（0）、8位数据位、1位奇偶校验位、1位停止位（1）。数据发送时低位在前，高位在后。外设每收到主机发来的1帧数据，都要紧随该帧的停止位发送一个握手位ack（0）应答主机。然后，外设还要发1帧应答数据（0xf0），表示外设已经完整地接收到了主机的命令；而主机则不需发送握手位，也不需要发送应答帧。

2.1 键盘到pc键盘接口的通信

　　 当时钟线和数据线均为高电平时，允许键盘发送数据，系统将接收数据；当时钟线被拉为低电平时，表明系统禁止数据传输。图1给出了发送时序，包含1个低电平触发的起始位、8位数据位、1个奇校验位和1个高电平的结束位。

2.2 pc系统到键盘的通信协议

　　 若时钟线出现高电平，数据线出现低电平，表明系统请求发送，键盘准备产生同步时钟脉冲串，并接收数据。包含了1个低电平触发的起始位、8位数据位、1个奇校验位、1个应答位、1个高电平的结束位。图2为时序图。

(1)键盘命令及执行过程

① ffh：复位键盘。系统通过此软件复位命令使键盘进入程序复位和内部自测试，称为基本保证测试（bat）。复位键盘的过程如下：

a. 键盘收到ffh后立即回送ack（fah）作答；

b. 键盘接口收到ack后，将键盘时钟和数据线置为高电平；

c. 键盘检测到此状态后开始bat操作；

d. 如果bat正确完成，键盘发送aah以表示结束，

否则以fdh（或其它任何值）表示诊断有误。

② feh：重新发送。当系统检测到从键盘送来的任何传输错误时，它便向键盘发送feh命令。键盘接收到此命令后，将重新送出原来的内容。

③ fdh~f7h：空操作（保留未用）。

④ f6h：设置缺省值。此命令使键盘所有条件复位到电源接通时的缺省状态，键盘继续扫描。

⑤ f5h：设置缺省值和停止键盘。此命令使键盘所有条件复位到电源接通时的缺省状态，并停止键盘扫描，等待下一个键盘命令。

⑥ f4h：启动键盘。键盘接收到此命令后，用ack（fah）作答，清除输出缓冲器，并启动键盘开始扫描