学习51单片机与PS2鼠标程序滚轮识别显示3D坐标.docx
《学习51单片机与PS2鼠标程序滚轮识别显示3D坐标.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《学习51单片机与PS2鼠标程序滚轮识别显示3D坐标.docx（26页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
学习51单片机与PS2鼠标程序滚轮识别显示3D坐标
学习51单片机与PS2鼠标程序滚轮识别，显示3D坐标
简介：
PS2鼠标，具有滚轮识别，LCD1602显示3D坐标，有LED指示灯，等等~~~~~~其实发现学起来也很简单。
由于在网上找不到51单片机可以识别鼠标带滚轮的完整可用程序，也就是3D，X，Y，Z；轴功能的程序，笔者花了很长时间尝试，终于整出来了，特拿出来与所有单片机菜鸟分享。
第一步：
PS/2接口和协议简介
1PS/2接口和协议
1.1接口的物理特性
PS/2接口用于许多现代的鼠标和键盘,由IBM最初开发和使用｡物理上的PS/2接口有两种类型的连接器:
5脚的DIN和6脚的mini-DIN｡图1就是两种连接器的引脚定义｡使用中,主机提供+5V电源给鼠标,鼠标的地连接到主机电源地上｡
1.2接口协议原理
PS/2鼠标接口采用一种双向同步串行协议｡即每在时钟线上发一个脉冲,就在数据线上发送一位数据｡在相互传输中,主机拥有总线控制权,即它可以在任何时候抑制鼠标的发送｡方法是把时钟线一直拉低,鼠标就不能产生时钟信号和发送数据｡在两个方向的传输中,时钟信号都是由鼠标产生,即主机不产生通信时钟信号｡
如果主机要发送数据,它必须控制鼠标产生时钟信号｡方法如下:
主机首先下拉时钟线至少100μs抑制通信,然后再下拉数据线,最后释放时钟线｡通过这一时序控制鼠标产生时钟信号｡当鼠标检测到这个时序状态,会在10ms内产生时钟信号｡如图3中A时序段｡主机和鼠标之间,传输数据帧的时序如图2､图3所示｡2.2数据包结构在主机程序中,利用每个数据位的时钟脉冲触发中断,在中断例程中实现数据位的判断和接收｡在实验过程中,通过合适的编程,能够正确控制并接收鼠标数据｡但该方案有一点不足,由于每个CLOCK都要产生一次中断,中断频繁,需要耗用大量的主机资源｡
2PS/2鼠标的工作模式和协议数据包格式
2.1PS/2鼠标的四种工作模式
PS/2鼠标的四种工作模式是:
Reset模式,当鼠标上电或主机发复位命令0xFF给它时进入这种模式;Stream模式鼠标的默认模式,当鼠标上电或复位完成后,自动进入此模式,鼠标基本上以此模式工作;Remote模式,只有在主机发送了模式设置命令0xF0后,鼠标才进入这种模式;Wrap模式,这种模式只用于测试鼠标与主机连接是否正确｡
PS/2鼠标在工作过程中,会及时把它的状态数据发送给主机｡发送的数据包格式如表1所示｡
Byte1中的Bit0､Bit1､Bit2分别表示左､右､中键的状态,状态值0表示释放,1表示按下｡Byte2和Byte3分别表示X轴和Y轴方向的移动计量值,是二进制补码值｡Byte4的低四位表示滚轮的移动计量值,也是二进制补码值,高四位作为扩展符号位｡这种数据包由带滚轮的三键三维鼠标产生｡若是不带滚轮的三键鼠标,产生的数据包没有Byte4其余的相同｡
第二步：
11.3 PS/2鼠标原理
目前最常见的鼠标有PS/2鼠标和USB鼠标。
本章介绍PS/2鼠标。
PS/2鼠标有4种工作模式，具体如下：
（1）复位模式。
当上电后或接收到复位命令FF后鼠标即处于此模式。
鼠标进行自检和初始化，再向主机发送0xFA，0xAA和0x00，一些参数将恢复到默认值，即采样率为100sample/s非自动流速、流模式、分辨率为4计数/mm、禁止状态。
（2）流模式。
如果有按键或滚轮动作，即向系统发送信息，最大发送速率就是可编程的采样率。
（3）遥控模式。
只有主机发送了模式设置指令0xF0后，鼠标才进入这种模式。
（4）这种模式只用于检测鼠标与主机是否连接正确，在该模式下鼠标收到什么就返回什么，除非收到退出卷绕指令0xEC或复位指令0xFF。
流模式是默认模式。
大多数应用系统使用流模式，鼠标的任何动作都会报告给主机。
也可以使用遥控模式，主机使用0xEB命令请求数据，鼠标进行应答。
标准的PS/2协议数据格式为3字节，如表11-4所示。
鼠标的按键和滚动信息都采用这种格式汇报给主机。
表11-4 标准的PS/2协议数据格式
Y
Overflow
X
Overflow
Y
Sign
X
Sign
1
Middle
Button
Right
Button
Left
Button
Xmovement
Ymovement
标准鼠标指支持左右移动和三个鼠标键。
微软智能鼠标支持滚轮。
当主机向鼠标发送魔幻序列0xF30xC80xF30x640xF30x50后，鼠标进入滚轮模式。
此时读取鼠标ID返回0x03。
此后通信过程使用如表11-5所示的4字节协议。
表11-5 字节的PS/2协议数据格式
Y
Overflow
X
Overflow
Y
Sign
X
Sign
1
Middle
Button
Right
Button
Left
Butto
n
Xmovement
Ymovement
ZHmovement
ZLmovement
其中ZH和ZL都采用二进制补码表示，范围为-8～7。
此外，鼠标还有只能IE鼠标和台风（Typhoon）鼠标，通信协议与上述还有不同。
目前最常见的鼠标就是这两种。
主机和鼠标之间的通信命令有很多。
主机向鼠标发出的每一个字节和命令鼠标都必须采用0xFA应答，但是重传命令0xFE除外。
如果鼠标接收的命令或数据是错误的，鼠标发送0xFE表示NACK，如果下一个字节重复错误，鼠标使用0xFC表示连续错误。
0xD0表示读扩展ID，可最长达256字节。
0xD1～0xDF是提供商特定命令，如0xD1是LogitechPS/2++命令。
0xE1表示读取第二个ID。
0xE2表示IBMTrackPoint。
0xE6表示设置鼠标比例为原始比例1:
1，即Xmovement和Ymovement都以原始值发送。
0xE7表示设置鼠标比例为原始比例2:
1，即如果Xmovement或Ymovement大于等于6，则乘以2后发送；如果小于6，则0，1，2，3，4，5分别被放大到0，1，1，3，6，9。
0xEA表示设置鼠标到流模式。
0xEB表示读取鼠标数据，即读取一个3字节或4字节的包。
0xEC清除卷绕模式。
0xEE表示设置鼠标到卷绕模式。
0xF0表示设置鼠标到遥控模式。
0xF2表示读取鼠标ID。
0xF3表示设置鼠标采样率。
0xF4表示设置鼠标使能。
0xF5表示设置鼠标停止。
0xF6表示设置鼠标到默认值。
0xFE表示请求重新发送。
0xFF表示复位。
鼠标还有一些其他的更加复杂的命令，读者可参考有关文献。
第三步：
/**********************XXXX.C部分*********************/
#include
#include"mouse.h"
#include"LCD1602_4.h"
#include"DELAY52.h"
sbitbeep=P3^7;
voidmain（）
{
LCD1602_Init（）;//初始化液晶1602
CLEARSCREEN;//清屏
Init_mouse（）;
delayms（500）;
num（0,2,mouse_byte）;//x坐标值
delayms（500）;
host_to_mouse（0xf3）;
num（0,2,mouse_byte）;
num（0,10,1）;
delayms（500）;
delay10us
（1）;
host_to_mouse（0xc8）;
num（0,2,mouse_byte）;
num（0,10,2）;
delayms（500）;
delay10us
（1）;
host_to_mouse（0xf3）;
num（0,2,mouse_byte）;
num（0,10,3）;
delayms（500）;
host_to_mouse（0x64）;
num（0,2,mouse_byte）;
num（0,10,4）;
delayms（500）;
host_to_mouse（0xf3）;
num（0,2,mouse_byte）;
num（0,10,5）;
delayms（500）;
host_to_mouse（0x50）;
num（0,2,mouse_byte）;
num（0,10,6）;
delayms（50）;
delay10us
（1）;
host_to_mouse（0xf2）;
num（0,2,mouse_byte）;
num（0,10,7）;
delayms（50）;
if（mouse_byte==0x03）
{
LCD1602_write_string（0,0,"OK"）;
delayms（500）;
}
else
{LCD1602_write_string（0,0,"DE"）;
delayms（500）;}
delayms（500）;
while
（1）
{led=1;
CLEARSCREEN;//清屏
LCD1602_write_string（0,0,"x:
"）;
num（0,2,move_x）;//x坐标值
LCD1602_write_string（0,8,"y:
"）;
num（0,10,move_y）;//y坐标值
LCD1602_write_string（1,8,"z:
"）;
num（1,10,move_z）;//y坐标值
if（mouse_data[0]&0x01）//如果点下左键
{
beep=0;
LCD1602_write_string（1,0,"left"）;
}
elseif（mouse_data[0]&0x02）//如果点下右键
{
beep=0;
LCD1602_write_string（1,0,"right"）;
}
elseif（mouse_data[0]&0x04）//如果点下中键
{
beep=0;
LCD1602_write_string（1,0,"middle"）;
}
else
{
beep=1;
LCD1602_write_string（1,0,"nothing"）;
}
delayms（50）;
}
}
/********************XXX.H文件部分**********************/
#ifndefMOUSE_H
#defineMOUSE_H
#include"DELAY52.h"
#include"LCD1602_4.h"
#definedelay10{_nop_（）;_nop_（）;_nop_（）;_nop_（）;_nop_（）;_nop_（）;_nop_（）;_nop_（）;_nop_（）;_nop_（）;}
#definedelay100{delay10delay10delay10delay10delay10delay10delay10delay10delay10delay10;}
sbitmouse_SDA=P3^4;//数据线P3_5计数器0输入端口
sbitmouse_CLK=P3^3;//时钟线P3_3外部中断1输入端口
sbitled=P3^6;
bitpp=0;
bitACK=0;
ucharrecv=0;
ucharbdatamouse_byte;//接收字节bdata-->可寻址的片内RAM
sbitmouse_byte_bit0=mouse_byte^0;//mouse_byte第0位
sbitmouse_byte_bit1=mouse_byte^1;//mouse_byte第1位
sbitmouse_byte_bit2=mouse_byte^2;//mouse_byte第2位
sbitmouse_byte_bit3=mouse_byte^3;//mouse_byte第3位
sbitmouse_byte_bit4=mouse_byte^4;//mouse_byte第4位
sbitmouse_byte_bit5=mouse_byte^5;//mouse_byte第5位
sbitmouse_byte_bit6=mouse_byte^6;//mouse_byte第6位
sbitmouse_byte_bit7=mouse_byte^7;//mouse_byte第7位
ucharbdatamouse_fuction;//功能信息字节
ucharmouse_buffer[11];//接收位数据缓冲区
ucharmouse_buffer_bit=0;//mouse_buffer[mouse_buffer_bit]
ucharmouse_data[4];//接收鼠标数据缓冲区,分别存放:
功能信息字节,x位移量,y位移量
ucharmouse_data_bit=0;//mouse_data[mouse_data_bit]
uintmove_x=10000;//存放横坐标
uintmove_y=10000;//存放纵坐标
ucharmove_z=0;
voidInit_mouse（void）
{
//TCON=0x00;////中断触发方式0
EA=1;//开放中断
EX1=1;//允许外部中断1
//ET0=0x01;//允许全局中断，允许设定时器/计数器0溢出中断开定时器中断0
PX1=1;//设置中断优先级设外部中断1为最高优先级别
}
/***********************************************************************
发送数据
************************************************************************/
voidhost_to_mouse（ucharcmd）
{
uchari;
EX1=0;
mouse_CLK=0;
delay100;
delay100;
ACC=cmd;
pp=~P;//获得奇偶校验位
mouse_SDA=0;
mouse_CLK=1;
for（i=0;i<8;i++）
{
while（mouse_CLK==1）;
mouse_SDA=cmd&0x01;
cmd>>=1;
while（mouse_CLK==0）;
}
while（mouse_CLK==1）;
mouse_SDA=pp;//发送奇偶校验位
while（mouse_CLK==0）;
while（mouse_CLK==1）;
mouse_SDA=1;
while（mouse_CLK==0）;
while（mouse_CLK==1）;
ACK=mouse_SDA;//接收应答位
while（mouse_CLK==0）;
EX1=1;
}
/*********************************************
奇校检
**********************************************/
ucharCheckout（void）
{
ACC=mouse_byte;
if（~P==mouse_buffer[9]）
return1;
else
return0;
}
/*********************************************************
数据分析及处理
**********************************************************/
voiddata_analyse（void）
{
//将收到的11位信号中截取8位数据放进mouse_byte
mouse_byte_bit0=mouse_buffer[1];
mouse_byte_bit1=mouse_buffer[2];
mouse_byte_bit2=mouse_buffer[3];
mouse_byte_bit3=mouse_buffer[4];
mouse_byte_bit4=mouse_buffer[5];
mouse_byte_bit5=mouse_buffer[6];
mouse_byte_bit6=mouse_buffer[7];
mouse_byte_bit7=mouse_buffer[8];
if（Checkout（））//如果校验正确
{
if（mouse_data_bit<4）
mouse_data[mouse_data_bit++]=mouse_byte;
if（mouse_data_bit==4）
{
mouse_data_bit=0;
if（mouse_data[0]&0x10）//如果"Xsignbit"为1,表示鼠标向左移
{
move_x-=（256-mouse_data[1]）;//x坐标减
}
else
{
move_x+=mouse_data[1];//x坐标加
}
if（mouse_data[0]&0x20）
{
move_y-=（256-mouse_data[2]）;//y坐标减
}
else
{
move_y+=mouse_data[2];//y坐标加
}
if（mouse_data[3]&0x08）
{
move_z-=（16-（mouse_data[3]&0x0f））;
}
else
{
mouse_data[3]=mouse_data[3]&0x0f;
move_z+=mouse_data[3];//Z坐标加
}
}
}
}
/**************************************************
外部中断1
***************************************************/
voidReceiveData（void）interrupt2
{led=0;
if（mouse_buffer_bit<=10）
{
while（mouse_CLK==0）;//等待设备拉高时钟线
mouse_buffer[mouse_buffer_bit++]=mouse_SDA;//接收数据
}
if（mouse_buffer_bit==10）
{
data_analyse（）;//数据分析及处理
mouse_buffer_bit=0;
}
}
#endif
/********************XXX.H文件部分**********************/
#ifndefLCD1602_4_H
#defineLCD1602_4_H
#include
#include"DELAY52.h"
#defineLCD1602_DATAP0
#defineCLEARSCREENLCD1602_write_cmd（0x01）
sbitLCD1602_RS=P2^5;
sbitLCD1602_RW=P2^6;
sbitLCD1602_EN=P2^7;
//**********************************************************************
voidLCD1602_Init（void）;//液晶初始化
voidLCD1602_write_cmd（ucharcommand）;//写命令
voidLCD1602_write_data（uchartemp）;//写数据
voidLCD1602_set_xy（ucharx,uchary）;//设置坐标
voidLCD1602_write_char（ucharx,uchary,uchardat）;//写一个字符到第x行y列
voidLCD1602_write_string（ucharx,uchary,uchar*s）;//写字符串到第x行y列
voidLCD1602_Read_BF（void）;//读忙信号
voidnum（ucharx,uchary,uintn）;//在第x行,第y列显示整型数字n
//**********************************************************************
voidLCD1602_Init（void）
{
LCD1602_write_cmd（0x28）;
LCD1602_write_cmd（0x28）;
LCD1602_write_cmd（0x28）;//设置4位数据传输模式
LCD1602_write_cmd（0x0C）;
LCD1602_write_cmd（0x80）;
CLEARSCREEN;
}
voidLCD1602_Read_BF（void）
{
LCD1602_RW=1;//RW1
LCD1602_RS=0;//RS0
LCD1602_EN=1;//EN1ReadBF
LCD1602_DATA=LCD1602_DATA&0x0F|0xf0;
while（LCD1602_DATA&0x80）;
LCD1602_EN=0;
}
voidLCD_en_write（void）//EN端产生一个高电平脉冲，写LCD
{
LCD1602_EN=1;
_nop_（）;
LCD1602_EN=0;
}
//*************************************
voidLCD1602_write_cmd（ucharcommand）
{
LCD1602_Read_BF（）;
LCD1602_RS=0;//RS0
LCD1602_RW=0;//RW0
LCD1602_DATA&=0x0F;
LCD1602_DATA=command&0xf0|LCD1602_DATA&0x0f;
LCD_en_write（）;
command=command<<4;
LCD1602_DATA&=0x0F;
升级会员 