【雕爷学编程】Arduino动手做（118）---PS2接口模块

37款传感器与执行器的提法，在网络上广泛流传，其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止这37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和执行器模块，依照实践出真知（一定要动手做）的理念，以学习和交流为目的，这里准备逐一动手尝试系列实验，不管成功（程序走通）与否，都会记录下来—小小的进步或是搞不掂的问题，希望能够抛砖引玉。

 

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）

实验一百一十八：PS2鼠标 键盘插座接口 PS2模块

 

 

PS/2接口

上古接口之一，PS/2接口曾经是最常见的鼠标接口，最初是IBM公司的专利，俗称“小口”。这是一种鼠标和键盘的专用接口，一种6针的圆型接口。但鼠标只使用其中的4针传输数据和供电，其余2个为空脚。PS/2接口的传输速率比COM接口稍快一些，而且是ATX主板的标准接口，当时应用最为广泛的鼠标接口之一，但仍然不能使高档鼠标完全发挥其性能，而且不支持热插拔。在BTX主板规范中，这也是即将被淘汰掉的接口。需要注意的是，在连接PS/2接口鼠标时不能错误地插入键盘PS/2接口（当然，也不能把PS/2键盘插入鼠标PS/2接口）。一般情况下，符合PC99规范的主板，其鼠标的接口为绿色、键盘的接口为紫色，另外也可以从PS/2接口的相对位置来判断：靠近主板PCB的是键盘接口，其上方的是鼠标接口。

 

 

 

PS/2通讯协议

PS/2鼠标接口采用一种双向同步串行协议｡即每在时钟线上发一个脉冲,就在数据线上发送一位数据｡在相互传输中,主机拥有总线控制权,即它可以在任何时候抑制鼠标的发送｡方法是把时钟线一直拉低,鼠标就不能产生时钟信号和发送数据｡在两个方向的传输中,时钟信号都是由鼠标产生,即主机不产生通信时钟信号｡ 如果主机要发送数据,它必须控制鼠标产生时钟信号｡方法如下:主机首先下拉时钟线至少100μs抑制通信,然后再下拉数据线,最后释放时钟线｡通过这一时序控制鼠标产生时钟信号｡当鼠标检测到这个时序状态,会在10ms内产生时钟信号｡如图3中 A 时序段｡主机和鼠标之间,传输数据帧的时序如图2､图3所示｡2.2 数据包结构在主机程序中,利用每个数据位的时钟脉冲触发中断,在中断例程中实现数据位的判断和接收｡在实验过程中,通过合适的编程,能够正确控制并接收鼠标数据｡但该方案有一点不足,由于每个CLOCK都要产生一次中断,中断频繁,需要耗用大量的主机资源｡

 

PS/2接口的引脚定义

是第1针传数据，第2针闲置，第3针接地（负极），第4针接+5V电源，第5针是时钟，第6针也是闲置的。拆开PS/2接口的键盘，你会发现除了一张‘电路图’外，还有一块比豆腐大不了多少的PCB板。这块电路板上标有V、G、C、D四个焊点——V是Vcc电源，就是接电源正极，多数是接红线；G是地线，就是电源负极，多数是接黑线；C是时钟，有的接黄线，有的是绿线；D是数据，多数是绿线或者蓝线，也有黄线。颜色不靠谱，建议你先把负极和正极接好，然后把剩下的C、D两根线随便接上试试，不行再对调就好了。

 

PS/2接口和USB接口的区别

PS2接口的特性：

1.物理连接：一般，具有五脚连接器的键盘称之为AT键盘，而具有六脚mini-DIN连接器的键盘则称之为PS/2键盘。其实这两种连接器都只有四个脚有意义。它们分别是Clock、Data、+5V和Ground。在PS/2键盘与PC机的物理连接上只要保证这四根线一一对应就可以了。PS/2键盘靠PC的PS/2端口提供+5V电源，另外两个脚Clock和Data都是集电极开路的，所以必须接大阻值的上拉电阻。它们平时保持高电平，有输出时才被拉到低电平，之后自动上浮到高电平。

2.电气特性：PS/2通讯协议是一种双向同步串行通讯协议。

通讯的两端通过Clock同步，并通过Data交换数据。任何一方如果想抑制另外一方通讯时，只需要把Clock拉到低电平。如果是PC机和PS/2键盘间的通讯，则PC机必须做主机，也就是说，PC机可以抑制PS/2键盘发送数据，而PS/2键盘则不会抑制PC机发送数据。一般两设备间传输数据的最大时钟频率是33kHz，大多数PS/2设备工作在10～20kHz。推荐值在15kHz左右，也就是说，Clock高、低电平的持续时间都为40μs。

USB接口的优势：

1.可以热插拔。就是用户在使用外接设备时，不需要关机再开机等动作，而是在电脑工作时，直接将USB插上使用。

2.携带方便。USB设备大多以“小、轻、薄”见长，对用户来说，随身携带大量数据时，很方便。当然USB硬盘是首要之选了。

3.标准统一。大家常见的是IDE接口的硬盘，串口的鼠标键盘，并口的打印机扫描仪，可是有了USB之后，这些应用外设统统可以用同样的标准与个人电脑连接，这时就有了USB硬盘、USB鼠标、USB打印机等等。

4.可以连接多个设备。USB在个人电脑上往往具有多个接口，可以同时连接几个设备，如果接上一个有四个端口的USB HUB时，就可以再连上;四个USB设备，以此类推，尽可以连下去，将你家的设备都同时连在一台个人电脑上而不会有任何问题。

USB支持热插拨，而PS2接口不可以，所以论便捷性USB完胜PS2，其次就是鼠标USB接口的传输率比PS2要高一些，主要体现在游戏里的鼠标移动上，不过一般来说感觉不出来，至于键盘接口是USB或者是PS2那就没什么区别了，不过最主要还是USB支持热插拨，这点很重要，而且USB接口也是主流标准了，PS2已经完全失去意义了。包括价格上USB也比PS2贵不了多少钱，所以USB接口完胜。

但在键位组合上，PS/2可以实现全无冲突，USB下只能是最多6个可以同时按下。 USB键盘的一个数据包只有8个字节（为什么只有8个，这是因为协议规定，为什么协议这么规定，是因为早期的时候USB速度慢，使用中断传输一个包最大就8个字节），其中2个字节标记状态，其余6个字节用来记录当前按下或者弹起的按键的扫描码，所以，USB键盘最多同时描述6个按键的状态。

在稳定上，PS/2还是要好过USB的，当然USB的话虽没有PS/2的稳定，可有不错的扩展，如可以在USB的键盘中加入USB HUB。

 

 

关于USB接口和PS/2接口转换

电脑中四根线USB接口,两边的两根是电源线，中间的两根是数据线。usb接口的4根线一般是下面这样分配的，需要注意的是千万不要把正负极弄反了，否则会烧掉usb设备或者电脑的南桥芯片：

黑线：gnd 电源负极

红线：vcc 电源正极

绿线：data+ 信号正极

白线：data- 信号负极

 

 

此模块是由PS2接口转普通2.54MM接口，方便电脑键盘或鼠标与arduino连接。

 

PS2接口模块参数

工作电压：5V（DC）

接口：4PIN接口5V、GND、DAT、CLK

输出信号：数字信号

尺寸：21*17*17mm

重量：5.5g

 

 

根据图上的引脚把 PS/2 接口与 Arduino 连接起来，对应关系如下表。

5V : - Arduino 5V out

Ground : - Arduino GND

Clock : - Arduino Pin 3

Data : - Arduino Pin 8

 

 

Arduino实验开源代码

 

/*

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）

实验一百一十八：PS2鼠标 键盘插座接口 PS2模块

1、安装< PS2Keyboard.h>库

（https://www.pjrc.com/teensy/arduino_libraries/PS2Keyboard.zip）

2、项目：在 Arduino 上使用 PS/2 键盘进行输入测试

3、PS/2 接口与 Arduino 接脚

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);

  }

}

　　

实验串口返回情况

 

 

Arduino实验开源代码之二

 

/*

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）

实验一百一十八：PS2鼠标 键盘插座接口 PS2模块

1、安装< PS2Keyboard.h>库

（https://www.pjrc.com/teensy/arduino_libraries/PS2Keyboard.zip）

2、项目：在 Arduino 上使用 PS/2 键盘进行输入测试(识别一些特殊按键）

3、PS/2 接口与 Arduino 接脚

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);

  }

  }

}

　　

实验串口返回情况

 

Arduino实验场景图