一種實用的電腦接口判斷方法

嚴成武

摘 要：本文介紹了一種實用的利用單片機來實現(xiàn)U+P鼠標接口判斷的方法。首先分析電腦的USB接口和PS/2接口在電氣上的區(qū)別，并根據(jù)這種區(qū)別，給出利用單片機判斷這兩種接口的方案。

關(guān)鍵詞：單片機;PS/2接口;USB接口;接口判斷

U+P鼠標如圖1，可直接用在USB接口;經(jīng)過圖2的轉(zhuǎn)接頭（USB轉(zhuǎn)PS/2），也可以用在PS/2接口上。它能自動識別是插在了USB接口還是PS/2接口，如果是插到了USB接口，則進行USB初始化，然后按照USB協(xié)議與電腦通信;如果是插到了PS/2接口，則進行PS/2初始化，然后按照PS/2協(xié)議與電腦通信。本文將重點討論：電腦的USB接口與PS/2接口的硬件特性，以及利用單片機判斷的方法。

1、電腦USB接口與PS/2接口的硬件特性。

1.1、USB接口硬件特性。

電腦USB接口與外設的連接有4根線，分別為VCC，D-， D+，GND。其中VCC為電源正極（+5V），GND為電源負極，D-，D+為信號線。在電腦內(nèi)部，D-、D+各有一個15K的下拉電阻。當沒有接外設時，因15K下拉電阻的存在，D-、D+均為低電平。

根據(jù)USB協(xié)議，只要外設的電路不改變D-、D+的低電平狀態(tài)，則電腦會一直保持這種狀態(tài)，即：D-、D+保持低電平。

2，PS/2接口硬件特性。

電腦PS/2接口與外設的連接有6根線，但只用了4根線，分別為VCC，數(shù)據(jù)（DATA）， 時鐘（CLK），GND。其中VCC為電源正極（+5V），GND為電源負極，DATA為數(shù)據(jù)線，CLK為時鐘線。在電腦內(nèi)部，DATA、CLK各有一個約5K的上拉電阻。當沒有接外設時，在正常狀態(tài)下，因5K上拉電阻的存在，DATA、CLK均為高電平。如果鍵盤PS/2接口有通信時，電腦會在鼠標PS/2接口的CLK線上輸出一個低電平，但DATA仍保持高電平。如果電腦在禁止PS/2接口時，也會在CLK上一直輸出低電平，禁止通信。

根據(jù)PS/2協(xié)議，只要外設的電路不改變DATA、CLK的電平狀態(tài)，則電腦會一直保持它原來的狀態(tài)，即：CLK正常為高電平，另一個PS/2接口有通信或禁止接口時，為低電平;DATA一直保持高電平。

2、兩種接口的連接關(guān)系。

當U+P鼠標通過轉(zhuǎn)接頭接到PS/2接口上時，U+P鼠標的四根線可定義為：VCC，D-/DATA，D+/CLK，GND。

3、接口判斷方法。

根據(jù)兩個接口以上的硬件特性，在鼠標上電時，通過判斷D-/DATA，D+/CLK的電平，即可判斷出是哪個接口。在D-/DATA、D+/CLK上接500K的上拉電阻是為了防止接觸不良時，D-/DATA、D+/CLK不會處在懸空狀態(tài)。

如果接到了USB接口，雖然D+、D-有500K的上拉電阻，但電腦內(nèi)部有15K的下拉電阻，D+、D-還是低電平。

如果接到了PS/2接口，DATA上都是上拉電阻，而且根據(jù)PS/2協(xié)議，電腦不會主動輸出低電平，所以肯定為高電平;CLK上也都是上拉電阻，正常也為高電平，只是在另一個PS/2接口有通信或禁止接口時，為低電平。

具體電路如圖3，判斷步驟如下：

①當接口判斷電路接到電腦的USB接口（或PS/2接口）時，51單片機從VCC，GND上得電，上電復位后，延時500MS，等待接口接觸良好。

②讀D-/DATA（P0.0）、D+/CLK（P0.1）的狀態(tài)。

③如果P0.0、P0.1均為低電平，則初步認為是USB接口;每隔1MS讀一次P0.0、P0.1，如連續(xù)20次均保持這種狀態(tài)，則確認為USB接口。否則重新回到2。

④如果P0.0為高電平，不管P0.1為高電平還是低電平，都認為是PS/2接口;每隔1MS讀一次P0.0、P0.1，如連續(xù)20次均保持這種狀態(tài)，則確認為PS/2接口。否則重新回到2。

4、結(jié)束語

這種方法經(jīng)過上萬次的測試，均能正確判斷接口;2007年用在了公司的U+P鼠標產(chǎn)品上，并批量生產(chǎn)，直到現(xiàn)在，客戶沒有這方面的投訴。

參考文獻：

[1]《單片機原理與應用技術(shù)》，付曉光編著，清華大學出版社，2008年修訂。

[2]《單片微型計算機》，徐惠民，安德寧編著，北京郵電學院出版社。