單片機實現(xiàn)數(shù)字化B超鍵盤設計
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4．3 初始化及命令查詢處理
初始化過程是設計過程中需要注意的。計算機啟動過程跟主板有關，因為主機在總線上有優(yōu)先權，通信過程發(fā)生異常，將禁用設備，而且目前找不到介紹計算機啟動過程中對鍵盤操作細節(jié)的描述，所以本部分的設計是難點。
經過試驗發(fā)現(xiàn)，上電后，鍵盤完成白檢即發(fā)送代碼0AAH給計算機，計算機在啟動過程中可以進行復位、讀ID、停止鍵掃、使能鍵掃、控制LED狀態(tài)等操作，而且有時計算機會拉低時鐘信號——抑制通訊，在整個過程中，只要主機認為設備異常，將抑制通訊導致鍵盤無法使用而且不能進入操作系統(tǒng)。
每個由計算機發(fā)送到鍵盤的數(shù)據都能從鍵盤獲得一個0FAH應答的回應，唯一例外的是鍵盤對Resend和Echo命令的回應。在發(fā)送下一個字節(jié)給鍵盤之前，主機要等待應答。鍵盤作為從設備，無法預先知道什么時候主機會發(fā)送控制命令，一旦主機發(fā)送命令給設備，設備沒有回應，主機即將該設備掛起，除非重新開機。
針對命令集，設計了專門的應答子程序，根據設備收到的命令，作出相應的回答和處理。
經邏輯分析儀測試、分析和反復驗證，發(fā)現(xiàn)在主程序中插入命令查詢處理程序，既能滿足初始化的要求，還可以保證鍵盤及時接收和處理來自主機的信息，維持鍵盤設備正常工作，命令查詢處理程序流程如圖4所示。這部分概括起來就是空出360μs的等待時間(15μsx20)，作查詢，如果在這段時間內，數(shù)據線和時鐘線同時變?yōu)榈碗娖?，表示鍵盤有命令需發(fā)送，設備產生時鐘以接收命令，并根據收到的命令做相應的處理。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/172890.htm
4. 4 TGC數(shù)據處理
TGC數(shù)據發(fā)送實質上是一個掃描碼的序列，如第一個TGC增益數(shù)據為80，依次向計算機發(fā)送0x14 0x16 0x3E0x45 0xF0 0x14，對應鍵“L Ctrl”按下、鍵“1”按下、鍵“8”按下、鍵“0”按下、鍵“L Ctrl”釋放的動作，超聲系統(tǒng)軟件實現(xiàn)解析。實踐證明，發(fā)送每個序列數(shù)據過程中兩個數(shù)據間至少應延時1．06 ms。
上述組合不會引起計算機異常，此前嘗試過其他組合，在沒進入超聲軟件時調節(jié)TGC易引起誤操作。
特別要注意的是：
1)開機時ADC采樣使能標志清0，禁止采集TGC；
2)鍵盤上電完成初始化后開啟定時器1，聯(lián)合應用定時器和計數(shù)器，定時5 s，時間到則ADC采樣使能標志置1，可以采集TGC數(shù)據，TGC數(shù)據有變化則發(fā)送給計算機；
3)設立轉換通道標志碼，實時狀態(tài)每次鍵掃時根據標志碼只進行相對應的一個電位器的模數(shù)轉換，轉換后將轉換標志碼指向下一通道。
采用上述措施旨在解決因開機過程中鍵盤發(fā)送TGC數(shù)據和正常工作時TGC數(shù)據頻繁發(fā)送導致鍵盤死機問題，頻繁發(fā)送數(shù)據以至主機認為鍵盤異常而禁用鍵盤。
4．5 狀態(tài)同步處理
標準鍵盤上有Num Lock，Caps Lock和Scroll Lock3個LED指示燈，為了實現(xiàn)主機與鍵盤的狀態(tài)同步，采用了如下解決方案：鍵盤只發(fā)送Num Lock、Caps Lock、Scroll Lock按下或者釋放的代碼；根據按鍵情況，主機發(fā)送專門用于指示鍵盤上Num Lock、Caps Lock和ScrollLo-ck3個LED狀態(tài)的指令；鍵盤處理器收到指令后刷新指示燈。
設計中凍結鍵使用Scroll Lock以保持狀態(tài)同步。
Depth、Zoom、Focus、I．P、A-Pwr與功能調節(jié)編碼器組合使用，5個按鍵中每次只有1個激活，激活時led指示燈亮，按鍵狀態(tài)則由鍵盤MCU寄存和切換控制，不同功能激活時調節(jié)編碼器產生不同的鍵碼，如：Depth激活時編碼器左旋產生“KP-”按下的代碼，右旋則產生“KP +”按下代碼；Zoom激活時編碼器左旋產生“Page Up”按下的代碼，右旋則產生“Page Down”按下代碼。該方法成功解決了狀態(tài)同步問題。
5 結論
對基于W78E052D單片機設計的PS2鍵盤方案、硬件和軟件設計做了詳細闡述，命令查詢、TGC和狀態(tài)同步處理對自行設計非標PS2鍵盤有借鑒意義，在整個設計過程中，通過不斷改進硬件和調試軟件，得到了預期的效果。相對于采用多片MCU分別處理幾個模塊最終通過USB集線器同PC主機通訊的方案，接口更簡單，成本更低，而且不需要專門開發(fā)鍵盤驅動程序。在需要3個以上編碼器的應用中，編碼器處理方案有待于進一步改進。
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