雷达终端设备键盘鼠标通用接口板的设计与实现

摘 要： 针对当前普通键盘鼠标在雷达终端录取设备中通用性不强的问题，设计了键盘鼠标通用接口板，成功实现了将普通键盘鼠标运用于雷达录取终端，减少了专用键盘鼠标的使用，节约了大量成本，提高了雷达终端录取设备的保障能力，满足了部队的需求。

关键词： 雷达终端设备； 键盘； 鼠标； 接口板

中图分类号： TN957?34； TP39 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）11?0098?02

在雷达终端录取设备中，键盘鼠标作为人机交换的输入设备，是雷达操纵员或雷达技术人员对设备进行操纵、维护时必不可少的控制手段。现在市面上的通用键盘鼠标由于与雷达录取设备的相关协议不匹配，不能直接使用，以至于大多数雷达终端录取设备都使用生产厂家生产的专用键盘和鼠标。这样，一方面通用性不强，另一方面是造价比较昂贵。本文通过开发键盘鼠标通用接口板，编制相关协议，使市面上通用的键盘鼠标通过该板的转接可以直接运用到雷达终端录取设备的操作和使用上，成为实现人机操作的重要连接纽带。

1 组成原理

键盘鼠标通用接口板功能是接收标准PC机键盘和鼠标的信息，将键盘数据、鼠标数据合成一路后送给雷达终端录取显示处理分机，其原理框图如图1所示。其主要技术难点是相关协议的采集和制定，本设计将通过电路实现以上功能。

2 关键部位的设计

2.1 键盘接口

在键盘鼠标接口板上提供了两种键盘接口，即AT/XT键盘接口（XS1）和PS/2键盘接口（XS2）。受单片机I/O口限制，两路键盘接口以并联方式联接，所以两种键盘不能同时使用。

键盘信号与单片机80C2051的I/O口连接。PC机键盘上的每个键都对应一个扫描码。当按下键盘的某个键时，它向外界送出对应于该键的接通扫描码，放开该键时，送出一个断开扫描码（断开扫描码就是先发一个0F0H字节，后面跟着接通扫描码）。PC机的键盘采用同步串行方式与外界通信。它的时钟线和数据线都是双向的，为集电极开路方式，可由键盘或键盘/鼠标接口板驱动。键盘在发送数据前，先使数据线为低电平，时钟线为高电平，表示请求发送数据。键盘/鼠标接口板可以通过将时钟线置成低电平，来阻止键盘数据发送。键盘的数据线接到单片机P1口的第6位，键盘的时钟线接到单片机P1口的第7位。单片机的P1口为双向I/O口。单片机在主程序中循环检测键盘数据线的状态，当检测到键盘数据线为低电平时（此时表示键盘请求发送数据），程序跳到键盘接收处理子程序执行，在键盘接收处理子程序中，根据时钟信号线的变化接收从数据信号线上送来的串行键盘数据。接收完一个键盘数据后，判断该数据是否为接通扫描码，如果是接通码，则将接通码转换成录取器能识别的按键代码，送入发送缓冲区。如果是断开码，则将这个数据忽略（键盘上仿真鼠标功能的几个按键的处理过程略有不同，对这些键进行处理时，将按键的接通码作为鼠标按键的接通码，将按键的断开码作为鼠标按键的断开码）。

2.2 PS/2鼠标接口

PS/2鼠标信号与单片机80C2051的I/O口连接。PS/2鼠标发送数据的原理和PC机键盘发送数据的原理基本相同，也是通过两根双向的信号线（数据线，时钟线）进行数据通信，在发送数据前，先使数据线为低电平，时钟线为高电平，表示请求发送数据。键盘/鼠标接口板也可以通过将时钟线置成低电平，阻止鼠标数据发送。

PS/2鼠标和键盘的不同之处在于PS/2鼠标必须要对其初始化后才能工作，其初始化命令包括：0FFH：复位；0F4H：激活鼠标；0EAH：设置成数据流模式。

PS/2鼠标的数据线接到单片机P1口的第4位，时钟线接到单片机P1口的第5位。在单片机程序的初始化部分，完成PS/2鼠标的初始化（将初始化命令通过时钟线和数据线送给PS/2鼠标），在主程序中循环检测PS/2鼠标数据线的状态，当检测到数据线为低电平时（此时表示PS/2鼠标请求发送数据），程序跳到PS/2鼠标接收处理子程序执行，在PS/2鼠标接收处理子程序中，根据时钟信号线的变化接收从数据信号线上送来的鼠标数据。

2.3 PC鼠标接口

PC鼠标输出的信号是232电平，经D3电平转换电路MAX232转换后，加到单片机的I/O口上，同时加到D4与非门电路74LS00上。

PC鼠标的接口为9芯的异步串行接口。其接口为RS 232接口。

在键盘/鼠标接口板上，利用MAX232芯片产生的10 V电压为PC鼠标提供工作电压（接到PC鼠标的4脚和7脚），PC鼠标有了这个工作电压后就可以正常工作，它将鼠标数据通过2脚送出，接到键盘/鼠标接口板上MAX232的13脚，经MAX232电平转换后（RS 232电平转换成TTL电平），信号加到D4（74LS00）的1脚和单片机的P1口的第1位（13脚）。单片机的P1口的第0位（12脚）控制PC鼠标数据的发送，平时该脚为高电平，以允许PC鼠标数据发送，当单片机要发送数据，它首先要检测P1口的第1位（13脚）的状态（即PC鼠标的状态），在确保PC鼠标没有发送数据时，将P1口的第0位（12脚）置低后再发送数据，以确保单片机发出的数据不会受PC鼠标的干扰。

2.4 单片机

单片机采用89C2051，内含2 KB的E2PROM。是本板的核心，其担负的任务主要有：

（1）为键盘和PS/2鼠标提供初始化命令。

（2）接收从键盘和PS/2鼠标发来的数据，并将数据格式转换后，按照1 200 b/s的波特率通过串行口送出。

（3）检测PC鼠标口数据的变化，控制PC鼠标数据的发送。

（4）产生键盘复位信号。

2.5 录取器接口

键盘鼠标接口板将处理后的键盘、鼠标数据送给录取器，同时可接收从录取器发来的命令。还提供录取两路独立的复位信号。

键盘鼠标接口板和录取器之间的数据通信格式为：波特率1 200 b/s，1个起始位，8位数据位，1位停止位，无奇偶校验位。电平符合RS 232电平标准。

2.6 复位电路

提供两路复位信号：复位1，复位2。复位为低电平有效。复位1受单片机和复位开关XB1控制。复位2受单片机和复位开关XB2控制。其中为了保持和以前录取键盘接口的一致性，在复位2信号后增加了一个跨接头XB3，作为复位2的使能控制。

2.7 看门狗电路

为保证单片机可靠工作，采用硬件看门狗。看门狗由“D1”实现。单片机必须每次在0.2 s的时间间隔内给该芯片一个写信号，否则该芯片将复位单片机。同时该芯片还提供上电复位功能。

3 通用接口板的实现

根据上述设计制作了键盘鼠标通用接口板，如图2所示。

该板结构简单、体积小，将该板应用于雷达录取终端，通过该通用接口板能够实现对录取终端的实际操作，且经部队长时间使用测试，性能稳定、故障率低。

4 结 论

本文给出了雷达录取终端键盘鼠标接口板的设计方法，并解决了相关协议的采集与制定等技术难点问题，成功实现了将现在通用的鼠标键盘运用于雷达录取终端，减少了专用键盘鼠标的使用，节约了大量成本，提高了雷达终端录取设备的保障能力，满足了部队的需求。

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