【正文】 位 中 包 含 偶 數(shù) 個 1， 校 驗 位 就 會 置 1； 如 果 數(shù) 據(jù) 位 中 包 含 奇 數(shù) 個 1， 校驗 位 就 會 置 0。 這 是 用 來錯 誤 檢 測 。 設備到主機的通訊17數(shù)據(jù)和時鐘線都是集電極開路結構（正常保持高電平）。如果不是，那么是主機抑制了通訊，設備必須緩沖任何要發(fā)送的數(shù)據(jù)直到重新獲得總線的控制權（鍵盤有 16 字節(jié)的緩沖區(qū)，而鼠標的緩沖區(qū)僅存儲最后一個要發(fā)送的數(shù)據(jù)包）。每位在時鐘的下降沿被主機讀入，如圖 和圖 所示：圖 設備到主機的通訊（當時鐘為高，數(shù)據(jù)線改變狀態(tài)，在時鐘信號的下降沿數(shù)據(jù)被鎖存） Q鍵的掃描碼從鍵盤發(fā)送到計算機，通道A是時鐘信號，通道B是數(shù)據(jù)信號時鐘頻率為 。數(shù)據(jù)變化到時鐘脈沖的下降沿的時間至少要有 5 微秒并且不大于 25 微秒。主機可以在第 11 個時鐘脈沖（停止位）之前把線拉低，導致設備放棄發(fā)送當前字節(jié)（這是非常罕見的） 。這將給主機時間當它處理接收到的字節(jié)時抑制發(fā)送（主機在收到每個包時，通常自動做這個） 。發(fā)送一個單一字節(jié)從仿真鍵盤到主機的大體過程如下：（1）等待 Clock = high； （2）延時 50 微秒 ；（3）Clock s 仍舊為 high? No—到第 1 步； （4）Data = high? No—放棄 (并且從主機讀取字節(jié)) ；（5）延遲 20 毫秒 (=40 微秒 to the time Clock is pulled low in sending the start bit) ；（6）輸出起始位 0 ；（7）輸出 8 個數(shù)據(jù)位 ；（8）輸出校驗位 ；（9）輸出停止位 1 ；（10）延遲 30 毫秒 (=50 微秒 from the time Clock is released in sending the stop bit)。通過以下步驟可發(fā)送單個位： （1）準備數(shù)據(jù)位（將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)位放到數(shù)據(jù)線上） ； （2）延時 20μs； （3）把時鐘線拉低； （4）延時 40μs； （5）釋放時鐘線； 19（6）延時 20μs。首先，PS/2設備總是產生時鐘信號。設備應該在不超過10毫秒的間隔內就要檢查這個狀態(tài)。主機僅當時鐘線為低的時候改變數(shù)據(jù)線，而數(shù)據(jù)在時鐘脈沖的上升沿被鎖存。在停止位發(fā)送后，設備要應答接收到的字節(jié)，就把數(shù)據(jù)線拉低并產生最后一個時鐘脈沖。主機可以在第11個時鐘脈沖（應答位）前中止一次傳送，只要下拉時鐘線至少100微秒。注意應答位時序的改變——數(shù)據(jù)改變發(fā)生在時鐘線為高的時候（不同于其它11位是當它為低的時候）。 （a ）在主機最初把書記現(xiàn)拉低后，設備開始產生時鐘脈沖的時間，必須步大于15ms；（b）數(shù)據(jù)包被發(fā)送的時間必須不大于2ms. 如果這兩個條件不滿足,主機將產生一個錯誤。如果主機發(fā)送的命令要求有一個回應，這個回應必須在書籍釋放時鐘線后20ms之內被收到。在設備到主機通訊的情況中，時鐘改變后的5微秒內不應該發(fā)生數(shù)據(jù)改變的情況。PS/2設備從主機接收一個字節(jié)的步驟如下：（1）等待時鐘線為高； （2）數(shù)據(jù)線仍然為低嗎？ 不，有錯誤發(fā)生，放棄； （3）讀入8個數(shù)據(jù)位；（4）讀入校驗位；（5）讀入停止位；（6）數(shù)據(jù)線仍舊為0 嗎？ 是，保持時鐘直到數(shù)據(jù)=1，然后產生一個錯誤； （7）輸出應答位； （8）檢查校驗位； 如果校驗位不正確則產生一個錯誤； 21（9）延遲45微秒，給主機時間抑制下次的傳送。下面的步驟可用于發(fā)出應答位。 PS/2 鍵盤接口 PS/2 接口簡介隨著計算機工業(yè)的發(fā)展，作為計算機最常用輸入設備的鍵盤也日新月異。該標準定義了 83 鍵，采用 5 腳 DIN 連接器和簡單的串行協(xié)議。為此，1984 年 IBM 推出了 IBM AT 鍵盤接口標準。到了 1987 年，IBM 又推出了 PS/2 鍵盤接口標準。現(xiàn)在，市面上的鍵盤都和 PS/2 及 AT 鍵盤兼容，只是功能不同而已。這兩種連接器（在電氣特性上）是十分類似的。這種適配器大約每個值 6 美元，或者你可以根據(jù)任意兩種連接器的對應管腳關系做你自己的適配器。如果你的鍵盤是 6 腳的22miniDIN，而你的計算機是 5 腳的 DIN（或者相反） ，這兩類連接器可以用上面提到的適配器來兼容。其實這兩種連接器都只有四個腳有意義。在 PS/2 鍵盤與 PC 機的物理連接上只要保證這四根線一一對應就可以了。它們平時保持高電平，有輸出時才被拉到低電平，之后自動上浮到高電平。但計算機工業(yè)放棄了它們轉而支持 USB 和 PS/2 設備。為什么要用兩個數(shù)值而不是一個數(shù)值呢？這是因為一個鍵可以被按下，也可以被釋放。這些數(shù)值在系統(tǒng)中被稱為鍵盤掃描碼。如果它發(fā)現(xiàn)有鍵被按下、 釋放或按住，鍵盤將發(fā)送“掃描碼”的信息包到計算機。當一個鍵被按下或按住就發(fā)送通碼；當一個鍵被釋放就發(fā)送斷碼。每個鍵一整套的通斷碼組成了“掃描碼集” 。所有現(xiàn)代的鍵盤默認使用第二套掃描碼。記住通碼只表示鍵盤上的一個按鍵，它不表示印刷在按鍵上的那個字符。直到主機把掃描碼翻譯成一個字符或命令。這類的通碼第一個字節(jié)總是為E0h。每個鍵都有它自己唯一的通碼，它們也都有唯一的斷碼。多數(shù)第二套斷碼有兩字節(jié)長，它們的第一個字節(jié)是F0h，第二個字節(jié)是這個鍵的通碼。 如果你按了一個鍵，這個鍵的通碼被發(fā)送到計算機。這就意味著鍵盤將一直發(fā)送這個鍵的通碼直到它被釋放或者其他鍵被按下。當你首先按下這個鍵，字符“a ”立刻出現(xiàn)在你的屏幕上。這里有兩個重要的參數(shù)：機打延時，是第一個和第二個“a”之間的延遲；機打速率是在機打延時后每秒有多少字符出現(xiàn)你的屏幕上。你可以用 “Set Typematic Rate/Delay”（0xF3）命令來改變機打速率和延時。在多個鍵被按下的情況下，只有最后一個按下的鍵變成機打。 命令集每個發(fā)送到鍵盤的字節(jié)都從鍵盤獲得一個 0xFA（“應答” ）的回應。在發(fā)送下一個字節(jié)給鍵盤之前，主機要等待“應答” 。下面列出了所有可能被發(fā)給鍵盤的命令。 0xFE：用于只是在接收中出現(xiàn)的錯誤。但是 0xFE 絕不會作為“Resend ”命令的回應而被發(fā)送。0xF5：鍵盤停止掃描，載入缺省值（鍵“Set Default”命令） ，等待進一步指令。 240xF3：主機在這條命令后會發(fā)送一個字節(jié)的參數(shù)來定義機打速率和延時。0xEE：鍵盤用“Echo”（ 0xEE）回應。0xD1：寫輸出端口，寫參數(shù)到輸出端口。 0xD3：寫鼠標緩沖區(qū) ，把參數(shù)寫到輸入緩沖區(qū)就像時從鼠標接收到的一樣。 0xA9：鼠標接口測試，若通過則返回0x00；若時鐘線保持低不變則返回 0x01； 若時鐘線保持高不變則返回 0x02；若數(shù)據(jù)線保持低不變則返回 0x03；若數(shù)據(jù)線保持高不變則返回 0x04。 0xAB：鍵盤接口測試，若通過則返回0x00；若時鐘線保持低不變則為 0x01； 若時鐘線保持高不變則為0x02；若數(shù)據(jù)線保持低不變則為0x03；若數(shù)據(jù)線保持高不變則為 0x04。 0xAE：使能鍵盤接口，清除命令字節(jié)的第4位并重新使能與鍵盤的通訊。同時電路板上的 LED 燈會根據(jù)不同的鍵盤指示，閃爍不同。圖 移動小車的結構框圖 單片機C語言的主要特點用 C 編寫程序比匯編更符合人們的思考習慣，開發(fā)者可以擺脫與硬件無必要的接觸，更專心的考慮功能和算法而不是考慮一些細節(jié)問題，這樣就減少了開發(fā)和調試的時間。不同的功能模塊，分別指定相應的入口參數(shù)和出口參數(shù)，對于一些要重復調用的程序一般把其編成函數(shù)，這樣可以減少程序代碼的長度，又便于整個程序的管理，還可增強可讀性和移植性。 /*　整型變量聲明部份*/　Function1（…）。匯編語言是一種用文字助記符來表示機器指令的符號語言，是最接近機器碼的一種語言。但是不同的 CPU，其匯編語言可能有所差異，所以不易移植。而且一些單片機廠家也不一定能提供C 編譯器。所以在資源較少單片機開發(fā)中，我們還是建議采用匯編語言比較好。C 語言有功能豐富的庫函數(shù)、運算速度快、編譯效率高、有良好的可移植性，而且可以直接實現(xiàn)對系統(tǒng)硬件的控制。此外，C 語言程序具有完善的模塊程序結構，從而為軟件開發(fā)中采用模塊化程序設計方法提供了有力的保障。用 C 語言來編寫目標系統(tǒng)軟件，會大大縮短開發(fā)周期，且明顯地增加軟件的可讀性，便于改進和擴充，從而研制出規(guī)模更大、性能更完備的系統(tǒng)。所以作為一個技術全面并涉足較大規(guī)模的軟件系統(tǒng)開發(fā)的單片機開發(fā)人員最好能夠掌握基本的 C 語言編程。圖 編譯工程后的文件列表AVR jtag 在線仿真調試（1）硬件連接；（2）運行 AVR Studio，打開 文件；（3）工程文件保存為 文件，方便下次打開；（4）選擇相關硬件配置，選擇目標板接口為 AVR Dragon，芯片類型為 Atmega32；（5）硬件配置完成后，程序自動運行，點擊停止按鈕，程序停止運行后，點擊顯示30“連接”對話框，如圖 所示。31圖 程序成功下載到硬件 系統(tǒng)運行結果程序下載完成后，打開小車供電電源，將小車連接到臺式機后，開機，完成自檢。分別按下自制鍵盤上的“上” 、 “下” 、 “左” 、“右”鍵，小車會按照鍵盤的指示：前進、后退、左轉、右轉。表 LED 燈的閃爍規(guī)律沒有任何鍵按下 ●●●●●●●●按下“UP”鍵（上） ●●●●○●●●按下“DOWN ”鍵（下） ●●●●○●○○按下“LEFT”鍵（左） ●●●●○●○●按下“RIGHT”鍵（右） ●●●●○●●○ 小車的車輪部分由 3 個車輪組成，前面 1 個，后面 2 個（左輪和右輪） 。小車根據(jù)鍵盤的指示，前進、后退、左轉、右轉時，左輪和右輪的轉動方式如表 所示。隨著技術的發(fā)展，單片機作為小型智能化控制設備得到了越來越多的用途，特別是以單片機為核心的控制設備得到了實用性的發(fā)展，越來越用于社會和大眾生活。首先對 AVR 系列的單片機的概念進行了了解，明確了 AVR 單片機的發(fā)展過程及現(xiàn)狀，闡述了移動小車的設計原則，并分析出課題的研究背景及意義。其中 PS/2 鍵盤協(xié)議和接口中的內容是整個系統(tǒng)完成通信與控制的關鍵。其中在 PC 機上，主要是用 ICC AVR 編譯器進行整個程序的開發(fā)，在 AVR STUDIO 開發(fā)平臺上將程序下載到單片機中，這兩個集成開發(fā)環(huán)境都有很強的易用性，并且增強了程序的可讀性。34致 謝伴隨著畢業(yè)設計的即將結束，我的大學生活也已經(jīng)進入尾聲。尤其是王老師嚴謹?shù)慕虒W精神、寬廣的專業(yè)知識以及不失幽默的生活態(tài)度，給了我很大的鼓舞。此次畢業(yè)設計既是對我大學四年所學知識的總結與運用，也是對我即將步入社會、走向工作崗位前的一次考驗與檢查。從對 AVR單片機編程非常陌生，到現(xiàn)在了解很多相關知識；從不知何從下手，到現(xiàn)在能夠流暢的使用軟件工具；從一知半解的名詞解釋，到現(xiàn)在了解并且能夠運用到實踐中去，我都感到了很大的提升，體會到了創(chuàng)造的樂趣，也體會到了學習的意義，并且會在今后的生活中熟練運用，為將來的工作打下了良好的基礎和極大的便利。四年的時間，我們的自學能力在這里得提升，感謝所有的恩師：是您賦予我們最有意義的收獲，帶領我們走進知識殿堂。最后再次感謝王老師對我的幫助，感謝幫助過我的同學，感謝所有的老師的悉心教誨。35參考文獻[1] 朱飛,楊平 . AVR 單片機 C : 人民郵電出版社, [2] 張軍,宋濤 . AVR 單片機 C : 電子工業(yè)出版社, 2022[3] 于正林. AVR : 國防工業(yè)出版社, [4] 楊正忠,耿德根 . AVR : 中國電力出版社, 2022[5] 周興華. AVR 單片機 C : 中國電力出版社, 2022[6] : 北京航空航天大學出版社,[8] ATMEL. Atmega32 Data Sheet[OL].2022.[9] ATMEL. AVR Studio USER MANUAL[OL].2022.36附錄 A：英文原文8bit Microcontroller with 32K Bytes InSystem Programmable Flash ：ATmega32 ，ATmega32LFeatures ? Highperformance, Lowpower AVR 8bit Microcontroller ? Advanced RISC Architecture – 131 Powerful Instructions – Most Singleclock Cycle Execution – 32 x 8 General Purpose Working Registers – Fully Static Operation – Up to 16 MIPS Throughput at 16 MHz – Onchip 2cycle Multiplier ? Nonvolatile Program and Data Memories – 32K Bytes of InSystem SelfProgrammable Flash Endurance: 10,000 Write/Erase Cycles – Optional Boot Code Section with Independent Lock Bits