码垛机器人示教盒系统软硬件设计5.pdf

第五章 示教盒硬件设计 示教盒硬件设计主要是示教盒键盘的设计，设计了 PS/2 接口的键盘。 5.1 PS/2 接口硬件及通讯 5.1.1 连接器 物理上的 PS/2 端口是两类连接器 5 脚的 DIN 或 6 脚的 mini-DIN 中的一种。 这两种连接器在电气特性上是十分类似的，两者之间的一点不同就是管脚的排 列。这就意味着这两类连接器可以很容易用一种简单的硬件连线的适配器进行转 换。DIN 是德国标准化组织建立的。PC 键盘可以有 6 脚的 mini-DIN 或 5 脚的 DIN 连接器。如果你的键盘是 6 脚的 mini-DIN 而你的计算机是 5 脚的 DIN （或 者刚好相反），这两类连接器可以用上面提到的适配器来兼容。具有 5 脚连接器 的键盘称之为ＡＴ键盘，具有 6 脚的 mini-DIN 的键盘叫做PS/2 键盘。如下表所 【 】 示 30 ： 表 5-1 PS/2 接口及引脚定义 Tab5-1 The pinouts for PS/2 connector Male Female 6-pin Mini DIN 1-数据 2-保留 3- 电源地 4- 电源+5V 5-时钟 Plug Socket 6-保留 该连接器有 4 个有用的管脚：电源地、+5V 、数据和时钟。+5V 由计算机提 供，电源地连接到计算机的电源地上。数据和时钟是集电极开路的，因此它们通 常保持高电平而且很容易下拉到地（逻辑 0 ）。连接到PS/2 键盘或鼠标上的设备 在时钟和数据线上需要提供一个大的上拉电阻。置“0”时把线拉低，置“1”时把线 浮成高电平。参考图中数据和时钟线的一般接口结构。数据和时钟分别由微控制 器的 A 端口和 B 端口读入。这两条线一般保持+5V ，可以通过向端口 C 和 D 写 入 1 来拉地。数据是 D 的反相，时钟是C 的反相。 第 57 页 5.1.2 PS/2 键盘与主机之间的通讯 PS/2 键盘实行一种双向的同步串行通讯协议。在数据线上发送一位数据时， 时钟线发送一个脉冲即被读入。键盘可以发送数据给计算机，计算机也可以发送 数据到键盘，但计算机具有总线优先权，它只要任何时候把时钟拉低，就可以抑 制来自于键盘的通讯。键盘向计算机发送数据时，数据在时钟信号的下降沿（时 钟信号由高到低时）被读取；计算机向键盘发送数据时，数据在时钟信号的上升 沿（时钟信号由低到高时）被读取。无论通讯的方向从哪到哪，时钟信号总是由 键盘来产生的。如果计算机想要发送数据给键盘，它必须要通知键盘产生时钟信 号。时钟频率最大为 33kHz，而且大多数 PS/2 设备工作在 10-20kHz，频率控制 【 】 在 15kHz 左右比较好，即时钟应该是高电平 40 微秒低电平 40 微秒 30 。 要发送的数据都包含在字节中，且每个字节为一帧，包含 11-12 位。这些位 的含义如下表所示： 表 5-2 数据位定义 Tab5-2 The definiti