Протокол PS/2

[rw6hrm]

Оффтоп - Понимаю, что у меня был пик, а не малинка, но http://rw6hrm.qrz.ru/adapter.htm на всякий случай.

[Advertiser]

[CityAceE]

Понимаю, что у меня был пик, а не малинка

Спасибо! Нашёл в исходниках полезную для себя информацию.

[CityAceE]

Добрался до реализации программной части интерфейса PS/2. Относительно быстро реализовал чтение единичного кода с клавиатуры. Любопытно, что во многих исходниках игнорируется какая-либо проверка не только стартового и стопового битов, но и бита чётности. Но у себя я для надёжности все три бита проверяю на корректность. Не обошлось и без проблем, конечно.

Клавиатура у меня опрашивается 50 раз в секунду, в общем цикле без всяких прерываний и прочих штук-дрюк. Вот просто опрашиваю, и жду какое-то время нажата (или отпущена) кнопка/и или нет. Вот с этим "каким-то временем" и возникла загвоздка. Поясняю.

В процессе работы эмулятора я сбрасываю CLOCK, тем самым запрещая передачу данных с клавиатуры. Потом, когда начинается опрос клавиатуры, я поднимаю CLOCK и начинаю в цикле ждать данных. Сигналом прихода данных является сброшенный клавиатурой сигнал CLOCK. И вот у меня возникла проблема с этим временем ожидания. Время, которое проходит между поднятием CLOCK и началом передачи данных сильно варьирует! Данные могут начать приходить почти моментально, а может пройти довольно много времени. От чего это зависит, я так и не понял, но предполагаю, что данные с клавиатуры всего идут с определённой частотой. Таким образом, если ставить длительное время, то конечно, всё гарантированно прочитается, но при этом эмулятор на это время стоит, как вкопанный, и только ждёт клавиатуру. А в подавляющем большинстве случаев кнопки не нажимаются и это время я просто теряю впустую. Если ставить короткое время ожидания, то клавиши срабатывают через раз. Опытным путём с помощью осциллографа подобрал оптимальное время ожидания, примерно похожее на время передачи одного байта данных. Всё оформил и начал начал экспериментировать. Убедился, что нажатие на клавишу отрабатывается стабильно. Но до меня не сразу дошло, как читать второй байт данных, так как везде в описаниях протокола речь идёт исключительно о чтении одного байта. В исходниках подсмотрел, что чтение одного байта оформляют просто процедурой, а чтобы прочитать второй байт, эту процедуру просто вызывают нужное количество раз. Но у меня так тоже сразу не взлетело. Изначально второй байт у меня вообще никак не приходил. Я получал либо ошибку, либо ничего вообще не получал. Разобрался, что между передачей нужно выждать определённое время. Если время будет коротким, то ничего не прочитается, а если длинным, то все данные теряются, даже если предварительно передача была запрещена. Хотя и не должны, судя по описанию! Опять же, экспериментальным путём, выяснил, что повлиять на скорость следования второго и последующего байтов никак нельзя - это время жёстко задано клавиатурой и всегда одинаковое. В моём случае - это 3.8 mS. Можно сбрасывать CLOCK на какое-то время после приёма первого байта, а потом снова его поднимать, а можно сразу без опускания ожидать второго байта - время между двумя байтами всегда будет одним и тем же. А если чуть переборщить с опущенным CLOCK'ом и вовремя его не поднять, что второй байт будет потерян.

В итоге эти 3.8 mS с небольшим запасом я и взял в качестве времени ожидания поступления данных при получении одного байта. И если поставить две процедуры чтения друг за другом, то по времени всё выстраивается, как того хочет моя клавиатура.

Вот так простая на первый взгляд задача отняла кучу времени. Зато я получил хороший опыт. А осциллограф оказал неоценимую помощь.

Не знаю насколько всё правильно я реализовал. Подозреваю, что с другой клавиатурой и на другой плате всё будет работать иначе. Если будут какие-то советы, то с удовольствием приму их.

А вообще, я конечно, немного обескуражен скоростью данного интерфейса - как всё слишком медленно. И чем больше одновременно нажатых или отпущенных кнопок, тем ещё медленнее. Понимаю, что интерфейс устаревший и уже практически ушёл на покой, но тем не менее. С матричной клавиатурой по скорости он и рядом не стоял, конечно. Хотя внутри любой клавиатуры и так матрица. И даже геймпад NES опрашивается куда быстрее.

Следующим этапом у меня с нуля организовать чтение/запись SD-карты. А это, наверное, будет посложнее. Напоминаю, что пишу всё на ассемблере для процессоров ARM.

[i8088]

Понимаю, что интерфейс устаревший и уже практически ушёл на покой, но тем не менее.

Только недавно в организации, которую мы обслуживаем, покупали новый компьютер HP (обычный desktop), он
комплектовался USB мышью и клавиатурой, но в кейсе была штатно установлена планка с двумя PS2 разъемами,
провода от нее подкючались к специальному разъему на материнке, помеченному как PS2.

[max232cpe]

Только недавно в организации, которую мы обслуживаем, покупали новый компьютер HP (обычный desktop), он
комплектовался USB мышью и клавиатурой, но в кейсе была штатно установлена планка с двумя PS2 разъемами,
провода от нее подкючались к специальному разъему на материнке, помеченному как PS2.

Брендовые машины и некоторые сервера до сих пор имеют ps/2 и даже порты флопа с сд-ромами. Хотя и меньше их стало.

[i8088]

Брендовые машины и некоторые сервера до сих пор имеют ps/2 и даже порты флопа с сд-ромами. Хотя и меньше их стало.

Да, я еще видел плату от HP на DDR4 с двумя COM и LPT (один из COM и LPT нужно подключать через выкидыш).
Плата бытовая, не серверная.

[max232cpe]

Да, я еще видел плату от HP на DDR4 с двумя COM и LPT (один из COM и LPT нужно подключать через выкидыш).
Плата бытовая, не серверная.

lpt и com порты даже на обычном ширпотребе встречаются и по сей день.

[Rio444]

Клавиатура у меня опрашивается 50 раз в секунду

Зачем такие сложности?

По стандарту клавиатура должна работать в режиме опроса, но на деле очень много клавиатур так не работают или работают неправильно.

Клавиатура должна сама отправлять данные когда захочет. В этом режиме 100% клавиатур работают правильно.

Выше давал ссылку на код для AVR.
Продублирую нужные фрагмент кода:

// External Interrupt 0 service routine    //Отрицательный фронт AT Clock  ЧИТАЕМ ИЛИ ПИШЕМ
interrupt [EXT_INT0] void ext_int0_isr(void)
{
// Place your code here
    delay_us(3);   //Задержка, чтобы установился сигнал Data
    if(at_read)    //Если читаем из AT   
    { 
        if (at_bitcount == 11) //проверяем старт-бит
        {    
            at_even_parity = 0;   //Обнуляем бит четности
            if (ADATA) at_error = YES; //нет старт-бита? Значит что-то пошло не так 
        }
        else if(at_bitcount > 2)  //Перекидываем значащие биты в буфер
        {
            at_shift_reg = at_shift_reg >> 1;
            if (ADATA) 
            {
                at_shift_reg = at_shift_reg | 0x80;
                at_even_parity = !at_even_parity;
            }
        }
        else if (at_bitcount == 2)  //Если бит чётности (odd parity)
        {
            if(at_even_parity==ADATA) at_error = YES;  //Если бит чётности = биту НЕчётности (взаимная инверсия), то ошибка!
        }
        else  //Если стоп-бит
        {
            if (ADATA==0) at_error = YES;   //нет стоп-бита? Значит что-то пошло не так
            else  //Если байт принят и всё в порядке,
            {
                at_buff = at_shift_reg;
                at_new_data = YES;      //Буфер символа не пуст
                at_bitcount = 12; //Взводим счётчик битов (ниже он будет уменьшен на 1 и станет = 11)  
                ACLK_OUT = NULL;  //Опускаем Clock - подтверждение клавиатуре в приёме (не обязательное) 
            }              
        } 
    }
    else    //Если пишем в AT
    {     
        if (at_bitcount >3) //Отправляем биты в AT  
        {   
            if(at_shift_reg & 1)
            {
                ADATA_OUT = ONE; 
                at_even_parity = !at_even_parity;   
            }
            else ADATA_OUT = NULL;
            at_shift_reg = at_shift_reg >> 1;    
        }  
        else if(at_bitcount == 3) //Отправляем бит чётности
        {   
            ADATA_OUT = at_even_parity;  //У нас ADATA_OUT инвертировано, но и even_parity инвертировано относительно odd parity (которое и отсылается)
        }
        else if(at_bitcount == 2) //Отправляем стоп-бит     = 1. И, одновременно, включаем порт на приём
        {
            ADATA_OUT = ONE;
        }
        else  // Иначе at_bitcount == 1, других вариантов быть не может))))
        {
            if (ADATA) at_error = YES; //нет ACK (подтверждение от клавиатуры)? Значит что-то пошло не так
            at_read = 1;  //Переводим в режим чтения
            at_bitcount = 12; //Взводим счетчик битов
        }    
    } 
    at_bitcount--;  //Уменьшаем на 1 счётчик битов. Причём не зависимо от того, принимаем или передаём.   
}

void at_write (char a)    //Пишем байт в AT
{
    ACLK_OUT = NULL; //Тянем Clock на землю

    GIMSK=0;     // Вырубаем прерывания от AT Clock
    GIFR=1<<INTF0;      //Сбрасываем флаг прерывания от AT Clock (если он уже оказался установлен)

    delay_us(100);              //Ждём 100мкс (это минимум).
    ADATA_OUT = NULL;    //Тянем Data на землю
    
    //Готовим данные (это даёт небольшую паузу):
    at_shift_reg = a;  //Заталкиваем в сдвиговый регистр AT передаваемый байт
    at_read = NO; // Сбрасываем режим чтения, значит будет запись в AT
    at_bitcount = 11;  // Взводим счётчик битов
    at_error = NO;   //Сбрасываем ошибку работы с AT (если она была)
         
    at_even_parity = 0;   //Обнуляем бит четности
          
    ACLK_OUT = OFF;   //отпускаем Clock   
    
    GIMSK=(1<<INT0);      // Включаем прерывание для Clock AT   
}

//типовая процедура пропуска подтверждения операции записи в АТ клаву
//(простейшее ожидание и проверка ответа "0xFA")
void FAskip()       //Возвращает at_error (если ошибка = 1, иначе = 0)
{
    while (!(at_new_data | at_error)); //Пока буфер символа пуст и нет ошибки приёма, ждём (в это время могут выполняться прерывания).
    if (at_buff != 0xFA) at_error = YES;    //проверяем ответ
    at_new_data = NO;
}

void at_init()   //Инициализация AT клавиатуры
{
    at_write (0xFF); // Сбрасываем клавиатуру
    FAskip(); // Пропускаем от клавиатуры символ - подтверждение приёма. ////Если произошла ошибка, выход из процедуры   
    ACLK_OUT = OFF;
    while (!(at_new_data | at_error)); //Пока нет новых данных (и нет ошибки AT), ждём (в это время могут выполняться прерывания)
    at_new_data = NO;  
    if(at_buff != 0xAA) at_error = YES;  
}

[UncleDim]

без всяких прерываний и прочих штук-дрюк

- только клавиатурой и придется заниматься))

[CityAceE]

Зачем такие сложности?

На самом деле ничего сложного. Делаю свои дела, когда доходит до обновления экрана, опрашиваю и клавиатуру: разрешаю передачу, проверяю, запрещаю передачу. Запрет не передачу описан во всех мануалах, которые я читал. Я так планировал сделать с самого начала, но были сомнения, а подтверждение такого подхода нашёл в исходниках, ссылку на которые дал rw6hrm.

Клавиатура должна сама отправлять данные когда захочет. В этом режиме 100% клавиатур работают правильно.

ОК.А если программа не готова принять эти данные, то что?

Продублирую нужные фрагмент кода:

Приблизительно так и делают все остальные программы. Так же сделано и у меня.

только клавиатурой и придется заниматься))

Сейчас вхолостую тратится 3.8 mS при опросе клавиатуры 50 раз в секунду. Итого из 1 секунды работы эмулятора тратится 0.000190 сек на обработку клавиатуру. Проверено совместно с эмулятором, это время не является критичным для его работы.