FPGA 实现PS/2键盘控制LED

今天发现开发板上有PS/2接口，所以就打算试试是不是好的。

在这里简单说一下PS/2的基本知识，增加了解。


如图即为PS/2接口的公头，是一种6针的接口。包括数据（1脚）、时钟（5脚）、电源（+5V）（4脚）、地（3脚），以及预留了2个针脚。

它名字的来历是最早出现在IBM的PS/2的机子上，故之。它是一种鼠标和键盘的专用接口，输速率比COM接口稍快一些，而且是ATX主板的标准接口，是目前应用最为广泛的键盘接口之一。

键盘和鼠标都可以使用PS/2接口，但是按照PC’99颜色规范，鼠标通常占用浅绿色接口，键盘占用紫色接口。尽管键盘鼠标对于的ps/2针脚一样，但是这两个接口还是不能混插，这是由它们在电脑内部不同的信号定义所决定的。

接下来说说键盘编码，普通计算机都是采用编码键盘，编码方式分为第一套、第二套、第三套编码，民用都是第二套。具体编码细则可以自行百度。在这里我用到了Z键、Y键和Ctrl键，他们对于的编码分别是0x1A、0x35、0x14。

然后是PS/2的时序，具体如下：起始位、数据0、数据1、数据2、数据3。。。。数据7、校验位、停止位。（这和串口很相似），在PS/2时钟下降沿采集数据。

接下来直接上代码

module ps2

(

/*系统信号[b]*******[/b]/

input clk,

input rst_n,

/[b]**ps2信号************[/b]/

input data_in,

input clk_in,

/*测试信号[b]*******[/b]/

output reg done_flag,

output reg[3:0] led

);

/[b]************************[/b]/

reg r1,r2;

reg[7:0] ps2_data;

reg[4:0] i;//状态

wire ps2_clk_n;

/[b]************************[/b]/

//clk_in下降沿检测

/[b]*************************[/b]/

always@(posedge clk or negedge rst_n)

begin

if(!rst_n)

begin

r1 <= 1’b0;

r2 <= 1’b0;

end
else

begin

r1 <= clk_in;

r2 <= r1;

end
end
assign ps2_clk_n = r2&(!r1);

/[b]***************************[/b]/

//获取ps2键值

/[b]***************************[/b]/

always@(posedge clk or negedge rst_n)

begin

if(!rst_n)

begin

i<= ‘d0;

done_flag <= 1’b0;

ps2_data <= 8’b0;

end
else case(i)

‘d0:

begin

if(ps2_clk_n)

i <= i + 1’b1;

else i <= i;

end
‘d1,’d2,’d3,’d4,’d5,’d6,’d7,’d8:

begin

if(ps2_clk_n)

begin

i <= i + 1’b1;

ps2_data[i-1] <= data_in;

end
else i <= i;

end
‘d9,’d10:

begin

if(ps2_clk_n)

i <= i + 1’b1;

else

i <= i;

end
‘d11://判断通断码，为F0则是断码

begin

if(ps2_data==8’hF0)

i <= ‘d12;

else

i <= ‘d23;

end
‘d12,’d13,’d14,’d15,’d16,’d17,’d18,’d19,’d20,’d21,’d22:

begin

if(ps2_clk_n)

i <= i + 1’b1;

else

i <= i;

end
‘d23:

begin

i <= i + 1’b1;

done_flag <= 1’b1;

end
‘d24:

begin

i <= ‘d0;

done_flag <= 1’b0;

end
default:i <= ‘d0;

endcase

end

/[b]*****************************[/b]/

//输出控制led,Z键左移；Y键右移；CTRL切换

/[b]****************************[/b]/

always@(posedge clk or negedge rst_n)

begin

if(!rst_n)

led <= 4’b1110;

else if(done_flag)

case(ps2_data)

8’h1a://字母z

begin

led <= {led[2:0],led[3]};//左移

end
8’h35://字母y

begin

led <= {led[0],led[3:1]};//右移

end
8’h14:

begin

led <= {led[0],led[1],led[2],led[3]};

end
default:;

endcase

end
endmodule

首先进行PS/2时钟下降沿检测，然后接受键盘过来的键值（即按键的编码，比如Z键接收到的就是0x1A），通过对按键编码的判断来控制LED的左右移动和切换。

这是最简单的PS/2操作，如果要做更复杂处理，同样可以按照这个思路扩展，以支持不同操作。