基于FPGA的PS2鼠标控制器设计

FPGAPS/2鼠标控制器设计PS/2介绍PS/2USB接PCUSBPCPS/2PS/2PS/2接口来完成基本的人机交互。PS/2的接口特性PS/2接口多用于鼠标和键盘，IBM是开发和使用最早的。PS/25DIN6MINI-DIN1-1所示。1-1PS/2接口连接器引脚定义PS/2的接口协议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100卩s抑制通信，然后再下拉数据线，最后释放时钟线。通过这时序控制鼠标产生时钟信号。 PS/2接口的鼠标一般工作在10KHz-20KHz时钟频率，不同厂家制造的鼠标工作的时钟频率不同，推荐值在15kHz左右，也就是说，Clock（时钟脚）40s。PS/2接口分为两种通讯模式：设备到主机的通讯、主机到设备的通讯。时序如1-2。当时钟为高时，设备驱动数据线改变状态，在时钟信号的下降沿数据被控制器锁存。图1-3为主机到设备的通讯时序1-3主机到的鼠标通信时序PS/2的鼠标工作模式PS/2鼠标有四种工作模式，它们分别为：Reset模式：当鼠标上电或主机发复位命令给它时，进入Reset模式；Stream模式：这是鼠标的默认模式，当鼠标上或复位完成后，鼠标自动进 Stream模式，鼠标大部分就是用此模式工作；Remote模式：只有当主机发送了设置命令后，鼠标才进入Remote模式;Wrap模式：Wrap模式只用于测试鼠标与主机连接是否正确。PS/2的数据帧格式6tt7BileYoverflawl6tt7BileYoverflawlXoberflawensXsipnbflBrt2 BinMiddleBtn RightsytM；BH4XeignbitXMovemtntYMmmtntQI1DLeflBtnZMovement1-4鼠标发送数据格式鼠标发送数据的具体方式如下：Byte1BitO、Bit1、Bit2分别表示左、0表示释放，1表示按下；Byte2Byte3Y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，产生的数据包没有格式如图1-5所示。

Byte4,其余的相同。数据帧11个起始位8个歡聊症1牛奇翼柚骥位1ti11个应■拎程HL对设并的诵讯屮1-5数据帧格式硬件相关介绍PS/2接口DE2-115包含一个标准的PS/2接口，可以用来外接PS/2鼠标或键盘。图2-1给出了PS/2接口相关的原理图。WCSKX35VOC5TOC52-1PS/2接口原理图WCSKX35VOC5TOC5PS/2接口相关的引脚配置信息可以在图 2-2中找到。SignalFPGAPinNo.DescriptionI/OStandardPS2CLKPING6PSi2Clock13VPS2_DATPIN_H5PS/2Dab3.3VPS2_CLK2PING5PS/2Clock(reservedforsecondPS/2device)13VPS2DAT2PIN_F5PS/2Data(reservedforsecondPS/2device)3,3V2-2PS/2接口引脚配置按键及拨码开关电路DE2-1151-8KEYOKEY1、KEY2、KEY3CycloneIVEFPGA。当按钮没有被按下的时候，它的输出是高电平，按下去则给出一个低电平。得益于去抖动电路，这些按钮开关适合用来给内部电路提供（模拟的）时钟信号或者复位信号WCC：3in3-“J ■KEV2匸“J ■KEV2匸KJCV1■JiniK.E-FOTOirLTTJinrLTLTlJBeforeDebounciriig

^PcsiibLinoiridepressed

PushbuttonreleasedSchmnttTr»gg^rbounced图1-9按键消抖DE2-115181-10所示。这些开关没有去抖电路，它们可以作为对电平敏感的电路的输入数据。每个开关都直接连接到CycloneIVE。DOWN位置（靠近开发板边缘）UP位置是输出为高电平。LjogiurSW17SW16SW14SW1LjogiurSW17SW16SW14SW1SWOLogicnOLED 电路LEOROG19LEDR1LEDFME21LEOR3LEOR3LEDR3F19g砸直血E22LEDG1tALF.DG1//tlE药LHDG^^E24LDG3^DE2-11527FPGA控制的LED.18LED18个拨动开关的正上方，8LED可以在按钮开关的上方找到（LED段数码管的中间）LEDCycloneIVLEOROG19LEDR1LEDFME21LEOR3LEOR3LEDR3F19g砸直血E22LEDG1tALF.DG1//tlE药LHDG^^E24LDG3^H21LED旳4FieLED旳4FieCyc/one^?/FG2QLED旳5G22LjD世G15G21G16LEDR17F17H15CycloneIVEFPGA到拨动开关间的详细引脚连接信息请参考附录2.4 数码管电路DE2-115配有八个七段数码管。它们被分成两组，每组四个，用来作为数字显示用。正如图1-12所示，七段数码管的每个引脚（共阳模式）均连接到CycloneIVFPGA。 FPGA输出低电压的时候，对应的字码段点亮，反之则熄灭。067