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。
⑦ F3H:设置拍发速率和延时参数。每当按下任一键时,键盘以拍发速率连续送出键的接通码,直到键被释放为止。延时参数是指按下一键后,键盘输出的响应时间。
系统缺省设置:拍发速率=10个/s±20%,延时=500ms±20%。
当要改变设置时可以使用F3H命令,并后跟一个字节的参数。参数定义如表1所列。
表1
D7
D6 D5
D4 D3
D2 D1 D0
0
C
B
A
计算拍发速率和响应延时的公式如下:
拍发速率=1/[(8+A)×2B×0.00417] (1/s)
响应延时=(1+C)×250 (ms)
注:缺省的延时参数值为2CH。
此命令的执行过程如下:
a. 键盘收到F3H命令后,用FAH予以响应,并停止
扫描和等待随后的参数;
b. 键盘若收到随后的设置参数,用另一个ACK响
应,并按其参数设置新的拍发速率和响应延时,
之后重新开始扫描(若键盘原来是开放的);
c. 键盘若收到FAH命令,但无随后的设置参数,则
键盘结束命令设置,并保持原来的拍发速率和响
应延时,停止扫描。
⑧F2H,F1,EFH:保留未用。
⑨F0H:设置键盘扫描码命令。此命令用于设置键盘的扫描码,后跟参数指定三种扫描码的哪一种。键盘复位时,默认扫描码是第二种。
⑩EEH:回送命令。此命令用于辅助诊断,要求键盘接收到EEH时也要回送EEH予以响应。若键盘原来是开放的,则继续扫描。
EDH:置位/复位LED指示器。键盘右上角有三个LED指示器,分别反映Caps、Num和Scroll三个键的锁定情况。参数字节如表2所列。
表2
D7D3
D2
D1
D0
保 留
1=激励Caps LED
1=激励Num LED
1=激励Scroll LED
此命令执行过程与F3H相似。若命令后跟参数,则按参数设定LED状态并继续扫描。若仅有命令无参数,则不改变LED原状态,并停止扫描。
(2)键盘响应
键盘在下列四种情况下都会向键盘接口发送数据。
① 按下任一键,键盘以拍发速率向接口发送键盘接通扫描码。
② 释放所按下的键,键盘发送断开扫描码。
③ 系统向键盘发送键盘命令后,键盘回送应答。
④ 当用户按键速度超出键盘所能容纳的最大键个数时,键盘做出响应。
后三种情况称为键盘响应。响应字节有7个,定义如下。
4 软件设计
① 消抖及重键处理:通过软件上延时程序来消除抖动;采用后按键优先处理,即多键同时按下时,只重复发送最后按下键的扫描码。
② 程序包括键盘扫描子程序、发送键码子程序、发送数据子程序、接收命令子程序、定时器1中断服务程序、主程序等。键盘扫描子程序用于扫描键状态,将被按键的位置号存入缓冲器中;发送键码子程序用于将缓冲区键的接通码或断开码发送给计算机键盘接口或者存在键盘密码缓冲区中;发送数据子程序用于将数据发给计算机键盘接口;接收命令子程序用于接收计算机键盘接口发来的键盘命令;定时器1中断服务子程序用于给程序中的延时提供标准时钟,并具有软件看门狗功能,防止软件出现死机现象;主程序用于系统初始化,子程序调度,锁定状态的显示等。