一種usb接口鍵盤鼠標(biāo)一體系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)方法
【專利說明】一種USB接口鍵盤鼠標(biāo)一體系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種鍵盤鼠標(biāo)一體化技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種USB接口鍵盤鼠標(biāo)一體系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0003]通用串行總線(Universal Serial Bus，USB)作為連接計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與外圍設(shè)備的一種串口總線標(biāo)準(zhǔn)，被廣泛地應(yīng)用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，并擴(kuò)展至移動(dòng)設(shè)備、數(shù)碼相機(jī)、智能電視、游戲機(jī)等其它相關(guān)領(lǐng)域。最新一代是USB 3.1標(biāo)準(zhǔn)，傳輸速度可達(dá)lOGbit/s能滿足絕大部分的外圍數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)，支持5V/12V/20V三段式電壓，最大供電100W，新型Type-C接口支持正反插設(shè)計(jì)。
[0004]Silicon Labs公司推出的C8051F340微控制器具有高速的微控制器內(nèi)核，其指令集與MCS-51完全兼容；集成了豐富的模擬資源和外部設(shè)備接口，其中包含一個(gè)USB功能控制器。這個(gè)USB功能控制器，符合USB2.0規(guī)范，支持8個(gè)端點(diǎn)、IKB USB緩存、自帶收發(fā)器、接口無需外部電阻。
[0005]USB接口鍵盤和鼠標(biāo)由于支持熱插拔和簡(jiǎn)單易用等特點(diǎn)，在桌面計(jì)算機(jī)系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)在的鍵盤和鼠標(biāo)都是通過獨(dú)立的USB接口，連接到計(jì)算機(jī)外部進(jìn)行使用，在USB接口緊張的和操作空間受限的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)使用不便。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是針對(duì)以上不足之處，提供一種USB接口鍵盤鼠標(biāo)一體系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)方法。解決現(xiàn)有技術(shù)中鍵盤和鼠標(biāo)，在USB接口緊張的和操作空間受限的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)使用不便的問題。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種USB接口鍵盤鼠標(biāo)一體系統(tǒng)，采用C8051F340微控制器為控制核心，所述系統(tǒng)包括:USB接口電路、鍵盤矩陣接口電路、PS/2鼠標(biāo)接口電路；鍵盤采用行列式矩陣鍵盤，通過鍵盤矩陣接口電路連接到C8051F340微控制器的通用I/O 口上；PS/2鼠標(biāo)通過通用I/O模擬PS/2通信協(xié)議，經(jīng)由PS/2鼠標(biāo)接口電路掛接到C8051F340微控制器上；C8051F340微控制器用于實(shí)時(shí)采集鍵盤數(shù)據(jù)和PS/2鼠標(biāo)數(shù)據(jù)，通過USB接口電路發(fā)送給主機(jī)并接受主機(jī)命令。
[0008]所述系統(tǒng)還包含以下幾個(gè)部分:5V轉(zhuǎn)3.3V的穩(wěn)壓電源電路、JTAG接口的程序調(diào)試接口電路、鍵盤指示燈驅(qū)動(dòng)電路。
[0009]一種USB接口鍵盤鼠標(biāo)一體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，對(duì)USB接口鍵盤鼠標(biāo)一體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，包括如下方案:
C8051F340微控制器固件程序功能主要分為USB固件的實(shí)現(xiàn)、矩陣行列式鍵盤的掃描處理和鼠標(biāo)PS/2協(xié)議的實(shí)現(xiàn)； USB固件的實(shí)現(xiàn):包括通用的枚舉配置部分和類協(xié)議部分；枚舉配置實(shí)現(xiàn)USB主機(jī)對(duì)設(shè)備的枚舉和配置，使主機(jī)確認(rèn)設(shè)備的功能并提供資源；類協(xié)議部分實(shí)現(xiàn)USB設(shè)備各自數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ埽ㄊ髽?biāo)的HID報(bào)告描述符合鍵盤HID報(bào)告描述符，規(guī)定了主機(jī)和USB設(shè)備數(shù)據(jù)的傳輸格式；
矩陣行列式鍵盤的掃描處理:配置鍵盤的掃描碼，將按鍵對(duì)應(yīng)的掃描碼發(fā)送給主機(jī)同時(shí)接受主機(jī)回傳的指示燈數(shù)據(jù)；
鼠標(biāo)PS/2協(xié)議的實(shí)現(xiàn):通過C8051F340微控制器的兩個(gè)通用I/O 口來模擬，包括鼠標(biāo)的初始化、鼠標(biāo)數(shù)據(jù)的接受和發(fā)送，需要兩個(gè)通用I/O準(zhǔn)確的模擬PS/2協(xié)議。
[0010]本發(fā)明的一種USB接口鍵盤鼠標(biāo)一體系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)方法和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、采用C8051F340微控制器為控制核心，設(shè)計(jì)USB接口電路，減少了外面電器元件的使用；
2、利用采用C8051F340微控制器自帶的USB控制器實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)鍵盤一體的設(shè)計(jì)，將矩陣鍵盤和PS/2鼠標(biāo)經(jīng)C8051F340微控制器處理后，通過單一 USB接口連接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；其具有節(jié)省計(jì)算機(jī)外圍接口、簡(jiǎn)單易用等優(yōu)點(diǎn)；
3、實(shí)現(xiàn)了鼠標(biāo)鍵盤一體設(shè)計(jì)，采用單芯片設(shè)計(jì)，具有外圍電路簡(jiǎn)單、成本低和單一接口等優(yōu)點(diǎn)，可作為通用的外圍計(jì)算機(jī)設(shè)備使用，具有廣發(fā)的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0011]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0012]附圖1為一種USB接口鍵盤鼠標(biāo)一體系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意框圖；
附圖2為一種USB接口鍵盤鼠標(biāo)一體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法的固件程序流程框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0014]實(shí)施例1:
本發(fā)明的一種USB接口鍵盤鼠標(biāo)一體系統(tǒng)，采用C8051F340微控制器為控制核心，所述系統(tǒng)包括:USB接口電路、鍵盤矩陣接口電路、PS/2鼠標(biāo)接口電路；鍵盤采用行列式矩陣鍵盤，通過鍵盤矩陣接口電路連接到C8051F340微控制器的通用I/O 口上；PS/2鼠標(biāo)通過通用I/O模擬PS/2通信協(xié)議，經(jīng)由PS/2鼠標(biāo)接口電路掛接到C8051F340微控制器上；C8051F340微控制器用于實(shí)時(shí)采集鍵盤數(shù)據(jù)和PS/2鼠標(biāo)數(shù)據(jù)，通過USB接口電路發(fā)送給主機(jī)并接受主機(jī)命令。
[0015]所述系統(tǒng)還包含以下幾個(gè)部分:5V轉(zhuǎn)3.3V的穩(wěn)壓電源電路、JTAG接口的程序調(diào)試接口電路、鍵盤指示燈驅(qū)動(dòng)電路。
[0016]實(shí)施例2:
本發(fā)明的一種USB接口鍵盤鼠標(biāo)一體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，對(duì)USB接口鍵盤鼠標(biāo)一體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，包括如下方案:
C8051F340微控制器固件程序功能主要分為USB固件的實(shí)現(xiàn)、矩陣行列式鍵盤的掃描處理和鼠標(biāo)PS/2協(xié)議的實(shí)現(xiàn)； USB固件的實(shí)現(xiàn):包括通用的枚舉配置部分和類協(xié)議部分；枚舉配置實(shí)現(xiàn)USB主機(jī)對(duì)設(shè)備的枚舉和配置，使主機(jī)確認(rèn)設(shè)備的功能并提供資源；類協(xié)議部分實(shí)現(xiàn)USB設(shè)備各自數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?，包括鼠?biāo)的HID報(bào)告描述符合鍵盤HID報(bào)告描述符，規(guī)定了主機(jī)和USB設(shè)備數(shù)據(jù)的傳輸格式；
矩陣行列式鍵盤的掃描處理:配置鍵盤的掃描碼，將按鍵對(duì)應(yīng)的掃描碼發(fā)送給主機(jī)同時(shí)接受主機(jī)回傳的指示燈數(shù)據(jù)；
鼠標(biāo)PS/2協(xié)議的實(shí)現(xiàn):通過C8051F340微控制器的兩個(gè)通用I/O 口來模擬，包括鼠標(biāo)的初始化、鼠標(biāo)數(shù)據(jù)的接受和發(fā)送，需要兩個(gè)通用I/O準(zhǔn)確的模擬PS/2協(xié)議。
[0017]上述【具體實(shí)施方式】?jī)H是本發(fā)明的具體個(gè)案，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍包括但不限于上述【具體實(shí)施方式】，任何符合本發(fā)明的一種USB接口鍵盤鼠標(biāo)一體系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)方法的權(quán)利要求書的且任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對(duì)其所做的適當(dāng)變化或替換，皆應(yīng)落入本發(fā)明的專利保護(hù)范圍。
[0018]除說明書所述的技術(shù)特征外，均為本專業(yè)技術(shù)人員的已知技術(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種USB接口鍵盤鼠標(biāo)一體系統(tǒng)，其特征在于采用C8051F340微控制器為控制核心，所述系統(tǒng)包括:USB接口電路、鍵盤矩陣接口電路、PS/2鼠標(biāo)接口電路；鍵盤采用行列式矩陣鍵盤，通過鍵盤矩陣接口電路連接到C8051F340微控制器的通用I/O 口上；PS/2鼠標(biāo)通過通用I/O模擬PS/2通信協(xié)議，經(jīng)由PS/2鼠標(biāo)接口電路掛接到C8051F340微控制器上；C8051F340微控制器用于實(shí)時(shí)采集鍵盤數(shù)據(jù)和PS/2鼠標(biāo)數(shù)據(jù)，通過USB接口電路發(fā)送給主機(jī)并接受主機(jī)命令。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種USB接口鍵盤鼠標(biāo)一體系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)還包含以下幾個(gè)部分:5V轉(zhuǎn)3.3V的穩(wěn)壓電源電路、JTAG接口的程序調(diào)試接口電路、鍵盤指示燈驅(qū)動(dòng)電路。3.—種USB接口鍵盤鼠標(biāo)一體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于對(duì)權(quán)利要求1或2中的任意一種USB接口鍵盤鼠標(biāo)一體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，包括如下方案: C8051F340微控制器固件程序功能主要分為USB固件的實(shí)現(xiàn)、矩陣行列式鍵盤的掃描處理和鼠標(biāo)PS/2協(xié)議的實(shí)現(xiàn)； USB固件的實(shí)現(xiàn):包括通用的枚舉配置部分和類協(xié)議部分；枚舉配置實(shí)現(xiàn)USB主機(jī)對(duì)設(shè)備的枚舉和配置，使主機(jī)確認(rèn)設(shè)備的功能并提供資源；類協(xié)議部分實(shí)現(xiàn)USB設(shè)備各自數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ埽ㄊ髽?biāo)的HID報(bào)告描述符合鍵盤HID報(bào)告描述符，規(guī)定了主機(jī)和USB設(shè)備數(shù)據(jù)的傳輸格式； 矩陣行列式鍵盤的掃描處理:配置鍵盤的掃描碼，將按鍵對(duì)應(yīng)的掃描碼發(fā)送給主機(jī)同時(shí)接受主機(jī)回傳的指示燈數(shù)據(jù)； 鼠標(biāo)PS/2協(xié)議的實(shí)現(xiàn):通過C8051F340微控制器的兩個(gè)通用I/O 口來模擬，包括鼠標(biāo)的初始化、鼠標(biāo)數(shù)據(jù)的接受和發(fā)送，需要兩個(gè)通用I/O準(zhǔn)確的模擬PS/2協(xié)議。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種USB接口鍵盤鼠標(biāo)一體系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)方法，屬于鍵盤鼠標(biāo)一體化技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)中鍵盤和鼠標(biāo)，在USB接口緊張的和操作空間受限的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)使用不便的問題。技術(shù)方案為：一種USB接口鍵盤鼠標(biāo)一體系統(tǒng)，采用C8051F340微控制器為控制核心；鍵盤采用行列式矩陣鍵盤，通過鍵盤矩陣接口電路連接到C8051F340微控制器的通用I/O口上；PS/2鼠標(biāo)通過通用I/O模擬PS/2通信協(xié)議，經(jīng)由PS/2鼠標(biāo)接口電路掛接到C8051F340微控制器上；C8051F340微控制器用于實(shí)時(shí)采集鍵盤數(shù)據(jù)和PS/2鼠標(biāo)數(shù)據(jù)，通過USB接口電路發(fā)送給主機(jī)并接受主機(jī)命令。一種USB接口鍵盤鼠標(biāo)一體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，C8051F340微控制器固件程序功能主要分為USB固件的實(shí)現(xiàn)、矩陣行列式鍵盤的掃描處理和鼠標(biāo)PS/2協(xié)議的實(shí)現(xiàn)。
【IPC分類】G06F3/038, G06F3/02
【公開號(hào)】CN105045401
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510375911
【發(fā)明人】張久明, 陳亮甫, 陳乃闊
【申請(qǐng)人】山東超越數(shù)控電子有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年7月1日