1 PC/AT键盘的特点

PC/AT键盘由单片微控制器、键盘矩阵和支持逻辑三部分组成。键盘微控制器的主要功能是扫描 键盘，以得到有效的闭合键，一旦键被按下或放开，就为系统板产生键代码，将键代码以串行格式 传递到系统板，同时产生将键代码转换为供系统板使用的并行数据所需的时钟信号。 AT键盘使用接通键码，其值在00~7F之间，以串行数据格式传递 到系统板；每发送一个键码包含11个数据位，即1个起始位、 8个数据位（低位在前，高位在后）、1个奇偶校验位、1个停止位。在键码传送的同时， 微控制器还传送1个键码时钟同步信号，用于同步键码数据的接收。键码中每个数据位的传送发生在 键盘时钟的下降沿，时钟的波特率为16 Kb/s。图1为接通键码是2C，即按下t键时，键码的传送格式。

　　对于PC/AT键盘，如果按下键0.5 s之前放开该键，则键盘电路产生一个断开键码，将这个键码也 以串行数据的格式传送出去。AT键盘的断开键码为F0，在断开键码之后再跟接通键码。其中断开键 码通知BIOS键盘例程，按下的键序列功能已结束，键已被放开。如果在键按下 0.5 s之后仍未放开该键，则键盘电路产生一个接通键代码（与接通键码 相同），并以每秒6个键码的速率（每166.7 ms一个键码）进行传送，此过程直到键盘电路检测到断开代码为止。常用键的键码如表 1所列。

2 硬件设计

　　键盘电路如图2所示，由ATMEL公司的微控制器AT89C2051 、MAXIM 公司的看门狗自动复位电路MAX813L及键盘矩阵组成。由于AT 89C2051的可用端口为16个，除复位端RES、看门狗信号输出 端WDI、键码数据输出端TXD和时钟输出端CLK外，还剩12个可用端口，这样，其最大可独立响 应6×6=36个键的输入，可满足工控机常用控制键的要求。 MAX813L为看门狗电路，它实时接收来自AT89C2051的WDI信号，并自动判断两次 WDI信号的间隔时间。当时间间隔小于1.6 s时，其RST输出端保持低电平；当时间间隔大于1.6 s时，其RST输出端输出高电平，AT89C2051被复位。AT89C2051 具有如下特点：

◇ 具有2K字节可编程闪存；
◇ 128×8bit 内部RAM；
◇ 15根可编程I/O线；
◇ 2个16位定时/计数器；
◇ 6个中断源；
◇ 可编程串行UART。

3 软件设计

软件包括定时0中断子程序、定时1中断子程序、主程序等。其中，定时器0定时中断子程序用 于定时检测有无键被按下、判断哪个键被按下并确定对应的键码。定时器 1定时中断子程序用于确定输出键码和时钟信号的波特率，并定时输出看门狗 信号，用于防止软件出现死机现象。主程序根据有无键被按下标志，确定是否输出键码和同步时钟信 号。如有键被按下，则调入由定时中断子程序所确定的键码，输出相应的键码并同时输出同步时钟信 号。主程序流程如图3所示。

4 设计实例

下面为一设计实例，要求所设计的小键盘输出F1、F2、 F3、F4、Page UP、Page Down、Esc、Enter 8个PC/AT PS/2键盘信号。8个按键的一端分别接P3.7、P1.0~P1.6端口，8个按键的另一端为公共 接地端。

本文介绍的PC/AT键盘具有结构简单、设计灵活性强、易于编程、体积小、成本低的特点，并可 根据用户需要随意设计和布放，对使用工控机的各种测试与控制仪器具有通用性。

参考文献