【Arduino】108種傳感器模塊系列實驗（124）---PS2接口模塊

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-9-24 19:42

37款傳感器與模塊的提法，在網(wǎng)絡上廣泛流傳，其實Arduino能夠兼容的傳感器模塊肯定是不止37種的。鑒于本人手頭積累了一些傳感器和模塊，依照實踐出真知（一定要動手做）的理念，以學習和交流為目的，這里準備逐一動手試試做實驗，不管成功與否，都會記錄下來---小小的進步或是搞不定的問題，希望能夠拋磚引玉。

【Arduino】108種傳感器模塊系列實驗（資料+代碼+圖形+仿真）
實驗一百二十四： PS2鼠標鍵盤插座接口 PS2模塊

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-9-24 20:05

PS/2接口
上古接口之一，PS/2接口曾經(jīng)是最常見的鼠標接口，最初是IBM公司的專利，俗稱“小口”。這是一種鼠標和鍵盤的專用接口，一種6針的圓型接口。但鼠標只使用其中的4針傳輸數(shù)據(jù)和供電，其余2個為空腳。PS/2接口的傳輸速率比COM接口稍快一些，而且是ATX主板的標準接口，當時應用最為廣泛的鼠標接口之一，但仍然不能使高檔鼠標完全發(fā)揮其性能，而且不支持熱插拔。在BTX主板規(guī)范中，這也是即將被淘汰掉的接口。需要注意的是，在連接PS/2接口鼠標時不能錯誤地插入鍵盤PS/2接口（當然，也不能把PS/2鍵盤插入鼠標PS/2接口）。一般情況下，符合PC99規(guī)范的主板，其鼠標的接口為綠色、鍵盤的接口為紫色，另外也可以從PS/2接口的相對位置來判斷：靠近主板PCB的是鍵盤接口，其上方的是鼠標接口。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-9-24 21:13

PS/2通訊協(xié)議
PS/2鼠標接口采用一種雙向同步串行協(xié)議｡即每在時鐘線上發(fā)一個脈沖,就在數(shù)據(jù)線上發(fā)送一位數(shù)據(jù)｡在相互傳輸中,主機擁有總線控制權(quán),即它可以在任何時候抑制鼠標的發(fā)送｡方法是把時鐘線一直拉低,鼠標就不能產(chǎn)生時鐘信號和發(fā)送數(shù)據(jù)｡在兩個方向的傳輸中,時鐘信號都是由鼠標產(chǎn)生,即主機不產(chǎn)生通信時鐘信號｡如果主機要發(fā)送數(shù)據(jù),它必須控制鼠標產(chǎn)生時鐘信號｡方法如下:主機首先下拉時鐘線至少100μs抑制通信,然后再下拉數(shù)據(jù)線,最后釋放時鐘線｡通過這一時序控制鼠標產(chǎn)生時鐘信號｡當鼠標檢測到這個時序狀態(tài),會在10ms內(nèi)產(chǎn)生時鐘信號｡如圖3中 A 時序段｡主機和鼠標之間,傳輸數(shù)據(jù)幀的時序如圖2､圖3所示｡2.2 數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)在主機程序中,利用每個數(shù)據(jù)位的時鐘脈沖觸發(fā)中斷,在中斷例程中實現(xiàn)數(shù)據(jù)位的判斷和接收｡在實驗過程中,通過合適的編程,能夠正確控制并接收鼠標數(shù)據(jù)｡但該方案有一點不足,由于每個CLOCK都要產(chǎn)生一次中斷,中斷頻繁,需要耗用大量的主機資源｡

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-9-24 21:26

PS/2接口的引腳定義
是第1針傳數(shù)據(jù)，第2針閑置，第3針接地（負極），第4針接+5V電源，第5針是時鐘，第6針也是閑置的。拆開PS/2接口的鍵盤，你會發(fā)現(xiàn)除了一張‘電路圖’外，還有一塊比豆腐大不了多少的PCB板。這塊電路板上標有V、G、C、D四個焊點——V是Vcc電源，就是接電源正極，多數(shù)是接紅線；G是地線，就是電源負極，多數(shù)是接黑線；C是時鐘，有的接黃線，有的是綠線；D是數(shù)據(jù)，多數(shù)是綠線或者藍線，也有黃線。顏色不靠譜，建議你先把負極和正極接好，然后把剩下的C、D兩根線隨便接上試試，不行再對調(diào)就好了。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-9-25 07:14

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-9-25 07:24

PS/2接口和USB接口的區(qū)別

PS2接口的特性：
1.物理連接：一般，具有五腳連接器的鍵盤稱之為AT鍵盤，而具有六腳mini-DIN連接器的鍵盤則稱之為PS/2鍵盤。其實這兩種連接器都只有四個腳有意義。它們分別是Clock、Data、+5V和Ground。在PS/2鍵盤與PC機的物理連接上只要保證這四根線一一對應就可以了。PS/2鍵盤靠PC的PS/2端口提供+5V電源，另外兩個腳Clock和Data都是集電極開路的，所以必須接大阻值的上拉電阻。它們平時保持高電平，有輸出時才被拉到低電平，之后自動上浮到高電平。
2.電氣特性：PS/2通訊協(xié)議是一種雙向同步串行通訊協(xié)議。
通訊的兩端通過Clock同步，并通過Data交換數(shù)據(jù)。任何一方如果想抑制另外一方通訊時，只需要把Clock拉到低電平。如果是PC機和PS/2鍵盤間的通訊，則PC機必須做主機，也就是說，PC機可以抑制PS/2鍵盤發(fā)送數(shù)據(jù)，而PS/2鍵盤則不會抑制PC機發(fā)送數(shù)據(jù)。一般兩設備間傳輸數(shù)據(jù)的最大時鐘頻率是33kHz，大多數(shù)PS/2設備工作在10～20kHz。推薦值在15kHz左右，也就是說，Clock高、低電平的持續(xù)時間都為40μs。

USB接口的優(yōu)勢：
1.可以熱插拔。就是用戶在使用外接設備時，不需要關(guān)機再開機等動作，而是在電腦工作時，直接將USB插上使用。
2.攜帶方便。USB設備大多以“小、輕、薄”見長，對用戶來說，隨身攜帶大量數(shù)據(jù)時，很方便。當然USB硬盤是首要之選了。
3.標準統(tǒng)一。大家常見的是IDE接口的硬盤，串口的鼠標鍵盤，并口的打印機掃描儀，可是有了USB之后，這些應用外設統(tǒng)統(tǒng)可以用同樣的標準與個人電腦連接，這時就有了USB硬盤、USB鼠標、USB打印機等等。
4.可以連接多個設備。USB在個人電腦上往往具有多個接口，可以同時連接幾個設備，如果接上一個有四個端口的USB HUB時，就可以再連上;四個USB設備，以此類推，盡可以連下去，將你家的設備都同時連在一臺個人電腦上而不會有任何問題。

USB支持熱插撥，而PS2接口不可以，所以論便捷性USB完勝PS2，其次就是鼠標USB接口的傳輸率比PS2要高一些，主要體現(xiàn)在游戲里的鼠標移動上，不過一般來說感覺不出來，至于鍵盤接口是USB或者是PS2那就沒什么區(qū)別了，不過最主要還是USB支持熱插撥，這點很重要，而且USB接口也是主流標準了，PS2已經(jīng)完全失去意義了。包括價格上USB也比PS2貴不了多少錢，所以USB接口完勝。

但在鍵位組合上，PS/2可以實現(xiàn)全無沖突，USB下只能是最多6個可以同時按下。 USB鍵盤的一個數(shù)據(jù)包只有8個字節(jié)（為什么只有8個，這是因為協(xié)議規(guī)定，為什么協(xié)議這么規(guī)定，是因為早期的時候USB速度慢，使用中斷傳輸一個包最大就8個字節(jié)），其中2個字節(jié)標記狀態(tài)，其余6個字節(jié)用來記錄當前按下或者彈起的按鍵的掃描碼，所以，USB鍵盤最多同時描述6個按鍵的狀態(tài)。

在穩(wěn)定上，PS/2還是要好過USB的，當然USB的話雖沒有PS/2的穩(wěn)定，可有不錯的擴展，如可以在USB的鍵盤中加入USB HUB。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-9-25 07:37

關(guān)于USB接口和PS/2接口轉(zhuǎn)換
電腦中四根線USB接口,兩邊的兩根是電源線，中間的兩根是數(shù)據(jù)線。usb接口的4根線一般是下面這樣分配的，需要注意的是千萬不要把正負極弄反了，否則會燒掉usb設備或者電腦的南橋芯片：
黑線：gnd    電源負極
紅線：vcc    電源正極
綠線：data+    信號正極
白線：data-    信號負極

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-9-25 07:54

此模塊是由PS2接口轉(zhuǎn)普通2.54MM接口，方便電腦鍵盤或鼠標與arduino連接。

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-9-25 08:01

模塊參數(shù)
工作電壓：5V（DC）
接口：4PIN接口5V、GND、DAT、CLK
輸出信號：數(shù)字信號
尺寸：21*17*17mm
重量：5.5g

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-9-25 08:06

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-9-25 08:08

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-9-25 10:33

根據(jù)圖上的引腳把 PS/2 接口與 Arduino 連接起來，對應關(guān)系如下表。

5V : - Arduino 5V out
Ground : - Arduino GND
Clock : - Arduino Pin 3
Data : - Arduino Pin 8

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-9-25 10:36

/*
【Arduino】108種傳感器模塊系列實驗（資料+代碼+圖形+仿真）
實驗一百二十四： PS2鼠標鍵盤插座接口 PS2模塊
1、安裝< PS2Keyboard.h>庫
（https://www.pjrc.com/teensy/arduino_libraries/PS2Keyboard.zip）
2、項目：在 Arduino 上使用 PS/2 鍵盤進行輸入測試
3、PS/2 接口與 Arduino 接腳
5V : - Arduino 5V out
Ground : - Arduino GND
Clock : - Arduino Pin 3
Data : - Arduino Pin 8
*/
#include <PS2Keyboard.h>
const int DataPin = 8;
const int IRQpin = 3;
PS2Keyboard keyboard;
void setup() {
//keyboard.begin(DataPin, IRQpin, PS2Keymap_US);
keyboard.begin(DataPin, IRQpin, PS2Keymap_German);
//keyboard.begin(DataPin, IRQpin, PS2Keymap_French);
Serial.begin(9600);
Serial.println("International Keyboard Test:");
}
void loop() {
if (keyboard.available()) {
char c = keyboard.read();
Serial.println(c);
}
}

復制代碼

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-9-25 10:38

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-9-25 10:46

/*
【Arduino】108種傳感器模塊系列實驗（資料+代碼+圖形+仿真）
實驗一百二十四： PS2鼠標鍵盤插座接口 PS2模塊
1、安裝< PS2Keyboard.h>庫
（https://www.pjrc.com/teensy/arduino_libraries/PS2Keyboard.zip）
2、項目：在 Arduino 上使用 PS/2 鍵盤進行輸入測試(識別一些特殊按鍵）
3、PS/2 接口與 Arduino 接腳
5V : - Arduino 5V out
Ground : - Arduino GND
Clock : - Arduino Pin 3
Data : - Arduino Pin 8
*/
#include <PS2Keyboard.h>
const int DataPin = 8;
const int IRQpin = 3;
PS2Keyboard keyboard;
void setup() {
delay(1000);
keyboard.begin(DataPin, IRQpin);
Serial.begin(9600);
Serial.println("Keyboard Test:");
}
void loop() {
if (keyboard.available()) {
// read the next key
char c = keyboard.read();
// check for some of the special keys
if (c == PS2_ENTER) {
Serial.println();
} else if (c == PS2_TAB) {
Serial.print("[Tab]");
} else if (c == PS2_ESC) {
Serial.print("[ESC]");
} else if (c == PS2_PAGEDOWN) {
Serial.print("[PgDn]");
} else if (c == PS2_PAGEUP) {
Serial.print("[PgUp]");
} else if (c == PS2_LEFTARROW) {
Serial.print("[Left]");
} else if (c == PS2_RIGHTARROW) {
Serial.print("[Right]");
} else if (c == PS2_UPARROW) {
Serial.print("[Up]");
} else if (c == PS2_DOWNARROW) {
Serial.print("[Down]");
} else if (c == PS2_DELETE) {
Serial.print("[Del]");
} else {
// otherwise, just print all normal characters
Serial.print(c);
}
}
}

復制代碼

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-9-25 10:48

ID:513258 · 發(fā)表于 2019-9-25 11:02

說明： PS2鼠標尚未找到，相關(guān)實驗待后續(xù)........

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【Arduino】108種傳感器模塊系列實驗（124）---PS2接口模塊