基于嵌入式处理器的模拟PS/2接口实现系统及实现方法

摘要

本发明涉及计算机设备的输入输出接口，具体公开一种基于嵌入式处理器的模拟PS/2接口实现系统及实现方法。该系统包括装配嵌入式处理器的主机、带有PS/2接口的PS/2设备，嵌入式处理器带有UART口，UART口和PS/2口电性连接，其中：UART口的发送脚连接PS/2接口的时钟脚；UART口的接收脚连接PS/2接口的数据脚。该方法包括：主机发送数据时，通过主机嵌入式处理器中UART口发送脚采集来自PS/2设备中PS/2接口时钟脚的时钟信号，同时通过UART口接收脚同步输出数据信号至PS/2接口数据脚；主机接收数据时，通过UART口接收脚直接输入来自PS/2接口数据脚的数据信号，同时使来自PS/2接口时钟脚的时钟信号无效。通过UART口与PS/2接口通信，嵌入式处理器的模拟PS/2接口，既不增加芯片成本，也不影响系统性能。

说明书

技术领域

本发明涉及计算机设备的输入输出接口，特别一种基于嵌入式处理器的模拟PS/2接口实现系统及实现方法。

背景技术

PS/2设备接口用于许多现代的鼠标和键盘，它是由IBM开发并且最初出现在IBM技术参考手册里。图1示出一种5-PIN PS/2接口的定义，其中1为时钟脚，2为数据脚，3脚保留，4接5V电源正，5脚接地。在嵌入式处理器领域，要支持该PS/2接口要么增加单独的控制器驱动，要么采用GPIO(General Purpose InputOutput，通用输入/输出)来模拟。对于前者，芯片成本上会有一定的增加；而对于后者，则提高软件复杂度，且在一定程度上降低了系统性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于，在既不增加芯片成本也不影响系统性能的基础上，提供一种基于嵌入式处理器的模拟PS/2接口实现系统及实现方法。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案是，一种基于嵌入式处理器的模拟PS/2接口实现系统，包括装配嵌入式处理器的主机、带有PS/2接口的PS/2设备，嵌入式处理器带有UART口，UART口和PS/2口电性连接，其中：UART口的发送脚连接PS/2接口的时钟脚；UART口的接收脚连接PS/2接口的数据脚。

较优地，UART口的电源脚连接PS/2接口的电源脚。

较优地，UART口的接地脚连接PS/2接口的接地脚。

较优地，PS/2设备为输入设备。

可选地，输入设备为键盘。

可选地，输入设备为鼠标。

较优地，主机设置有UART控制器，用于完成数据的采集处理。

相应地，本发明还提供一种基于嵌入式处理器的模拟PS/2接口实现方法，包括：

主机发送数据时，通过主机嵌入式处理器中UART口发送脚采集来自PS/2设备中PS/2接口时钟脚的时钟信号，同时通过UART口接收脚同步输出数据信号至PS/2接口数据脚；

主机接收数据时，通过UART口接收脚直接输入来自PS/2接口数据脚的数据信号，同时使来自PS/2接口时钟脚的时钟信号无效。

较优地，通过UART控制器完成数据采集处理。

较优地，从UART控制器的FIFO内获取数据，以进行后续处理。

与现有技术相比，本发明通过UART口与PS/2接口通讯，可以简化软件设计和降低系统运行损耗，还可以最大程度保证数据采集的正确性。特别地，数据采集过程基本都是UART控制器来完成，软件干预较少；而且由于硬件控制器自身的精密性，不会发生数据采集错误。因此，采用这种模拟接口，既不会增加芯片成本，也不会影响系统性能的要求。

附图说明

图1是5-PIN PS/2接口的定义图；

图2是PS/2接口的信号时序图；

图3是本发明基于嵌入式处理器的模拟PS/2接口实现系统的硬件框图；

图4是本发明基于嵌入式处理器的模拟PS/2接口实现方法的流程图。

具体实施方式

本发明的核心思想是提出一种新的方式来实现PS/2接口，具体是通过UART口与PS/2的连接来实现的，由此保证既不增加芯片成本也不会对系统性能带来任何影响。

所谓UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步接收/发送装置)，为一种用于控制计算机与串行设备的芯片，提供了RS-232C数据终端设备接口；同时，作为接口的一部分，还可将由计算机内部传送过来的并行数据转换为输出的串行数据流。

参见图2，表示PS/2接口的信号时序图，分别示出时钟信号CLOCK和数据信号DATA。从该图可以看出，DATA信号和UART的发送接收信号时序格式完全一致：都有起始位和停止位且起始位为低，停止位为高；都有奇偶校验位，且8位数据都是低位在前。因此，采用UART接口的接收脚UART_RX和PS/2接口数据脚DATA相连，在HOST接收数据时完全可以通过UART控制器来完成数据采集；同时，依照CLOCK信号同步数据后，也可以相应进行发送。

由于常见的嵌入式处理器都带有UART口，由此通过该UART接口就可以轻松模拟嵌入式处理器的PS/2接口。这既不增加芯片成本，也不会对系统性能带来任何影响。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

参见图3，表示本发明基于嵌入式处理器的模拟PS/2接口实现系统的硬件结构。该系统包括装配嵌入式处理器的主机HOST、带有PS/2接口的PS/2设备，其中嵌入式处理器的UART口和PS/2口电性连接，具体是：UART口的发送脚UART_TX接PS/2接口的时钟脚CLOCK；UART口的接收脚UART_RX连接PS/2接口的数据脚；UART口的电源脚POWER连接PS/2接口的+5V电源脚；UART口的接地脚GND连接PS/2接口的接地脚GND。

因为连接的PS/2设备一般都是输入设备，如鼠标、键盘等。也就是说HOST主机通常都是处于数据接收状态，只在需要对设备完成初始化等操作时才处于发送状态。所以，采用该连接方式可以由UART控制器来完成数据的采集处理，此时软件只需要从UART控制器的FIFO内获得数据即可，从而极大地简化了软件设计和降低系统运行损耗。

参见图4，表示本发明基于嵌入式处理器的模拟PS/2接口实现方法的通信流程。首先判断通信状态(步骤S401)，然后作出相应方式处理，其中：在HOST发送数据时，把UART_TX做为GPIO来采集CLOCK信号，同时通过UART_RX做为GPIO来同步输出DATA信号(步骤S402)；在HOST接收数据时，则直接通过UART_RX来输入DATA信号，此时CLOCK信号无效(步骤S403)。

较优的，通过UART控制器完成数据采集处理，具体是从UART控制器的FIFO(First In First Out，为一种先进先出的数据缓存器)内获取数据，以便进行后续的其它处理。

如前所述，现有技术在模拟PS/2接口时，通常都采用GPIO来进行模拟采集，如果在相对简单的嵌入式系统中尚可，但如果在稍微复杂的系统中，频繁的PS/2通信则会极大的降低系统性能，并且还容易出现数据采集错误。

与之不同，本发明通过UART口模拟PS/2接口。其主要有益效果是可以简化软件设计和降低系统运行损耗，可以最大程度地保证数据采集的正确性。这是因为采集过程基本都是UART控制器来完成，软件干预较少，而且由于硬件控制器自身的精密性，不会发生数据采集错误。

以上仅是本发明的优选实施方式，其关键在于实现PS/2接口的硬件结构和实现方法。应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。