单片机接口技术的特点与应用设计分析

摘 要 单片机接口技术比计算机接口技术更加容易控制，具有较小的规模，存储容量不算很大。其接口的部分是由不同特性的部件进行交接的。尤其是对于单片机来说，它的接口就是CPU与其他电路的部件来进行交接的。本文简要叙述了单片机接口技术的特点，并且论述了这种技术在PS/2接口技术中的应用，从而完成鼠标硬件以及软件结构的设计，仅供大众参考。

【关键词】单片机 接口技术 特点 应用设计

接口指的是具有不同特性的部件在一起交互交接的部分。对于单片机来说，它的接口就是CPU与其他电路以及部件来进行交接的。而接口又可以分为软件部分和硬件部分。接口的软件部分指的是为了实现信息的交换而进行设计的程序；解救的硬件部分就是指连接两个实体部件的连线以及逻辑线路。在我国目前所掌握的技术条件下来看，要想实现硬件部分的对接，就一定要得到其相应的软件接口的支持才可。

1 单片机接口技术的特点

由于单片机本身就已经具备了部分常用的功能部件，并且主要面向测控系统，所以，单片机的接口与通用计算机接口技术相比具有以下三方面的特点。

第一，单片机的接口设计更加侧重于测控接口和人机接口。一般常用的危机的人机界面都是用的是标准键盘和显示器，它与单片机的人机接口相比显得更加复杂，但是却又更加多的功能。由于PC机本身的键盘属于一个单片机系统，能够对100多个键同时进行扫描，还有消除抖动以及重键处理等方面的功能。除此以外，一般的通用计算机并不能够面向测控应用，所以不具备测控接口的功能；要想其能够进行测控应用，就必须要增加扩展板。

第二，一般单片机的接口是由用户自己进行设计的，并且一般没有统一的标准和规格。即使是同一种功能的单片机接口也能够采用不同的设计方案。但是一般通用微型计算机的接口都是在之前已经设计好的，用户只能够选择其不同的功能，并不能够根据自己的喜好来进行设计。所以，对于单片机的设计需要加入更多的技巧和经验。

第三，一般单片机应用系统的规模相对来说都比较小，并且也没有足够大的存储容量。所以，单片机的应用系统基本不采用大容量的存储器，一般也都只使用静态的存储器，而很少使用动态的存储器。此外，单片机应用系统也较少使用软盘、硬盘之类的外部存储器。但是在通用的微型计算机中，大部分采用的都是大容量的动态存储器，并且使用的外部存储器也都是类似于软盘和硬盘等的大容量存储器。

2 单片机接口技术在PS/2上的应用

PS/2是一个出现比较早的输入接口，其接口技术和开发技术也都比较成熟，可是这种成熟的技术并不是被大众掌握的，而仅仅掌握在一部分的主板开发商以及鼠标键盘的开发商手中。并且我们也很难找到PS/2协议方面的官方参考资料。PS/2鼠标与键盘都需要履行双向同步串行的协议，也就是只要数据线上发出了一个数据，同时在时钟线上打出一个脉冲就能够被PS/2读入。同时，键盘和鼠标既能够把数据发送到主机上，也能够接收到主机发过来的数据，但是在总线上具有优先权的是主机，主机只用把时钟拉低，就能够在任何时候都能够阻断键盘或者鼠标的通讯。并且在数据的传输过程中，时钟一直都是由设备提供的，即使主机想通过设备来发送数据，也需要提前告诉设备，让设备产生一个可以利用的时钟信号。

2.1 PS/2接口硬件结构的基本设计

PS/2的接口能够与单片机进行直接连接，只需要把单片机中的VCC与GND两个接口分别与PS/2中的4号与3号针脚进行连接，就能够实现设备的供电。如果把P2.0与P2.1的接口与PS/2的1号与5号接口进行针脚的连接，就能够数显数据线与时钟线的单片机与PS/2的信号传输。

如果在单片机的引脚上连续按P2.2至P2.7六个键，就能够来模拟鼠标的上下左右移动，也能够模拟鼠标的左右键。用这个模块就能够测试出PS/2接口的基本功能。要想调试和测试其相关的内容，就需要通过P1接口上的八个发光二极管来调试。而通过P3.0至P3.1的接串口模块，就能够实现单片机与PC机接口的通信，也可以用这个模块来进行扩展与测试。

2.2 PS/2接口的软件结构设计

PS/2的接口设备软件主要是由以下六个部分组成，笔者在此介绍每个模块不同的功能。第一，PS/2接口驱动模块能够实现PS/2接口对接的基本操作，能够像PS/2接口发送一个字节的数据，也能够接收一个字节的数据；第二，reset的模式处理模块能够完成reset相关的模式操作；第三，stream的模式处理模块能够完成stream相关的模式操作，并且能够发送一个完整的函数；第四，显示处理模块能够提供调试以及测试方面的显示函数；第五，按键处理模块，能够通过上面的六个按键来模拟鼠标上下左右的移动以及左右键，如果按下了某一个键，就能够产生与之对应的鼠标数据，并且能够通过按键来调用stream模式中的数据函数，然后通过数据包将数据函数发送给主机；第六，主程序模块能够协调接口设备中各类模块的稳定运行。

2.3 PS/2的鼠标接口设备状态的转换

通过对PS/2是鼠标实际应用，我们可以了解到：当鼠标的上电达到一定的时间以后，主机就能够像鼠标发送信号，同时鼠标上的电机也会随即进入到reset模式。在这个模式之下，主机可以对鼠标进行一些配置的检测。当主机进入到了重新启动或者休眠唤醒的状态下时，也能够使鼠标进入到reset模式。而在stream模式之下，设备就能够向主机发送一些鼠标的数据，并且在这个时期，主机可以短暂的抑制鼠标的数据发送。

3 结束语

综上所述，本文总结了单片机接口技术与通用计算机接口技术的不同点，主要包括人机接口、控制接口、是否是用户自行设计、系统的规模与储存容量等方面进行了对比；同时分析了单片机接口技术的硬件结构设计、软件结构设计以及鼠标接口设备的状态转换，通过这些方面对单片接口技术做出了详细的论述，望对广大读者有所帮助。

参考文献

[1]丁保华、张有忠、陈军、孟凡喜.单片机原理与接口技术实验教学改革与实践[J].实验技术与管理，2010（01）.

[2]徐丽媛.单片机接口技术概述[J].计算机光盘软件与应用，2011（24）.

[3]孙景祥，李欣.单片机接口技术的特点与应用设计[J].科技传播，2011（11）.

作者简介

刘爽（1986-），女，汉族，吉林省白山市人，吉林省林业技师学院教师，助理讲师。研究方向：电气工程及其自动化方面教学。

作者单位

吉林省林业技师学院 吉林省白山市 134700