1. 项目概述与背景
在嵌入式系统和老旧设备改造中，PS/2接口键盘依然占据重要地位。这个104键PS/2键盘驱动项目，本质上是通过C语言实现了一套完整的键盘通信协议解析系统。不同于USB键盘的即插即用特性，PS/2键盘需要开发者精确掌握其底层通信时序和扫描码体系。
我最早接触这个项目是在2015年改造一台工业控制设备时，当时需要为其添加键盘输入功能。市面上的USB转PS/2适配器存在兼容性问题，最终决定直接开发原生PS/2驱动。经过多次迭代，这套驱动已经稳定运行在各种51单片机、STM8和STM32平台上。
2. PS/2协议深度解析
2.1 物理层特性
PS/2接口使用6针Mini-DIN连接器，但实际只用到4个引脚：
- VCC（+5V）
- GND
- DATA（双向数据线）
- CLK（时钟线，由键盘产生）
电气特性上需要注意：
- 采用集电极开路输出，必须外接上拉电阻（典型值4.7kΩ）
- 时钟频率10-16.7kHz，对应位宽60-100μs
- 数据线在空闲时保持高电平
2.2 通信协议细节
数据传输采用同步串行协议，每帧包含：
- 起始位（0）
- 8位数据（LSB先发）
- 奇校验位
- 停止位（1）
通信方向分为两种模式：
- 键盘→主机：键盘主动发送按键事件
- 主机→键盘：用于初始化、LED控制等
关键提示：PS/2是真正的双向协议，DATA线方向会根据通信模式动态切换，这点在硬件设计时必须考虑。
3. 硬件设计要点
3.1 微控制器选型
根据项目需求可选择不同级别的MCU：
| MCU类型 | 优点 | 适用场景 |
|---|---|---|
| 51系列 | 成本低，资源足够 | 简单键盘输入系统 |
| STM8 | 性价比高，低功耗 | 便携式设备 |
| STM32 | 性能强，扩展性好 | 需要复杂处理的系统 |
3.2 电路连接方案
推荐两种接法：
基础接法（无方向控制）
code复制键盘CLK → MCU GPIO（输入，上拉）
键盘DATA → MCU GPIO（开漏输出，上拉）
增强接法（带方向控制）
code复制键盘CLK → 74HC125（三态缓冲器）→ MCU GPIO
键盘DATA → 74HC245（双向收发器）→ MCU GPIO
经验之谈：在工业环境中，建议使用增强接法并添加TVS二极管保护，可有效防止ESD损坏。