2024年6月14日发(作者：)

２ ＰＳ／２接口硬件

２．１ 物理连接器

一般，具有五脚连接器的键盘称之为ＡＴ键盘，而具有六脚ｍｉｎｉ－ＤＩＮ连接器的键盘则称

之为ＰＳ／２键盘。其实这两种连接器都只有四个脚有意义。它们分别是Ｃｌｏｃｋ（时钟脚）、Ｄ

ａｔａ数据脚、＋５Ｖ（电源脚）和Ｇｒｏｕｎｄ（电源地）。在ＰＳ／２键盘与ＰＣ机的物理

连接上只要保证这四根线一一对应就可以了。ＰＳ／２键盘靠ＰＣ的ＰＳ／２端口提供＋５Ｖ电源，

另外两个脚Ｃｌｏｃｋ（时钟脚）和Ｄａｔａ数据脚都是集电极开路的，所以必须接大阻值的上

拉电阻。它们平时保持高电平，有输出时才被拉到低电平，之后自动上浮到高电平。现在比较常用的

连接器如图１所示。

２．２ 电气特性

ＰＳ／２通讯协议是一种双向同步串行通讯协议。通讯的两端通过Ｃｌｏｃｋ（时钟脚）同步，

并通过Ｄａｔａ（数据脚）交换数据。任何一方如果想抑制另外一方通讯时，只需要把Ｃｌｏｃｋ（时

钟脚）拉到低电平。如果是ＰＣ机和ＰＳ／２键盘间的通讯，则ＰＣ机必须做主机，也就是说，ＰＣ

机可以抑制ＰＳ／２键盘发送数据，而ＰＳ／２键盘则不会抑制ＰＣ机发送数据。一般两设备间传输

数据的最大时钟频率是３３ｋＨｚ，大多数ＰＳ／２设备工作在１０～２０ｋＨｚ。推荐值在１５ｋ

Ｈｚ左右，也就是说，Ｃｌｏｃｋ（时钟脚）高、低电平的持续时间都为４０μｓ。每一数据帧包含

１１～１２个位，具体含义如表１所列。

表1 数据帧格式说明

1个起始位

8个数据位

1个奇偶校验位

1个停止位

1个应答位

总是逻辑0

（LSB）低位在前

奇校验

总是逻辑1

仅用在主机对设备的通讯中

表中，如果数据位中１的个数为偶数，校验位就为１；如果数据位中１的个数为奇数，校验位就

为０；总之，数据位中１的个数加上校验位中１的个数总为奇数，因此总进行奇校验。

２．３ ＰＳ／２设备和ＰＣ机的通讯

ＰＳ／２设备的Ｃｌｏｃｋ（时钟脚）和Ｄａｔａ数据脚都是集电极开路的，平时都是高电

平。当ＰＳ／２设备等待发送数据时，它首先检查Ｃｌｏｃｋ（时钟脚）以确认其是否为高电平。如

果是低电平，则认为是ＰＣ机抑制了通讯，此时它必须缓冲需要发送的数据直到重新获得总线的控制

权（一般ＰＳ／２键盘有１６个字节的缓冲区，而ＰＳ／２鼠标只有一个缓冲区仅存储最后一个要发

送的数据）。如果Ｃｌｏｃｋ（时钟脚）为高电平，ＰＳ／２设备便开始将数据发送到ＰＣ机。一般

都是由ＰＳ／２设备产生时钟信号。发送时一般都是按照数据帧格式顺序发送。其中数据位在Ｃｌｏ

ｃｋ（时钟脚）为高电平时准备好，在Ｃｌｏｃｋ（时钟脚）的下降沿被ＰＣ机读入。ＰＳ／２设备

到ＰＣ机的通讯时序如图２所示。

从ＰＳ／２向ＰＣ机发送一个字节可按照下面的步骤进行：

(１)检测时钟线电平，如果时钟线为低，则延时５０μｓ；

(２)检测判断时钟信号是否为高，为高，则向下执行，为低，则转到(１)；

(３)检测数据线是否为高，如果为高则继续执行，如果为低，则放弃发送（此时ＰＣ机在向ＰＳ／２设备发送数据，

所以ＰＳ／２设备要转移到接收程序处接收数据）；

(４)延时２０μｓ（如果此时正在发送起始位，则应延时４０μｓ）；

（５）输出起始位（０）到数据线上。这里要注意的是：在送出每一位后都要检测时钟线，以确保ＰＣ机没有抑制

ＰＳ／２设备，如果有则中止发送；

（６）输出８个数据位到数据线上；

（７）输出校验位；

（８）输出停止位（１）；

（９）延时３０μｓ（如果在发送停止位时释放时钟信号则应延时５０μｓ）；

通过以下步骤可发送单个位：

（１）准备数据位（将需要发送的数据位放到数据线上）；

（２）延时２０μｓ；

（３）把时钟线拉低；

（４）延时４０μｓ；

（５）释放时钟线；

（６）延时２０μｓ。

３．２ ＰＳ／２设备从ＰＣ机接收一个字节

由于ＰＳ／２设备能提供串行同步时钟，因此，如果ＰＣ机发送数据，则ＰＣ机要先把时钟线和数据线置为请求发

送的状态。ＰＣ机通过下拉时钟线大于１００μｓ来抑制通讯，并且通过下拉数据线发出请求发送数据的信号，然

后释放时钟。当ＰＳ／２设备检测到需要接收的数据时，它会产生时钟信号并记录下面８个数据位和一个停止位。

主机此时在时钟线变为低时准备数据到数据线，并在时钟上升沿锁存数据。而ＰＳ／２设备则要配合ＰＣ机才能读

到准确的数据。具体连接步骤如下：

（１）等待时钟线为高电平。

（２）判断数据线是否为低，为高则错误退出，否则继续执行。

（３）读地址线上的数据内容，共８个ｂｉｔ，每读完一个位，都应检测时钟线是否被ＰＣ机拉低，如果被拉低则

要中止接收。

（４）读地址线上的校验位内容，１个ｂｉｔ。

（５）读停止位。

（６）如果数据线上为０（即还是低电平），ＰＳ／２设备继续产生时钟，直到接收到１且产生出错信号为止（因

为停止位是１，如果ＰＳ／２设备没有读到停止位，则表明此次传输出错）。

（７ 输出应答位。

（８） 检测奇偶校验位，如果校验失败，则产生错误信号以表明此次传输出现错误。

（９）延时４５ μｓ，以便ＰＣ机进行下一次传输。