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80C196单片机鼠标接口程序设计实例
80C196单片机鼠标接口程序设计实例 关键词：鼠标 接口技术 软件设计 接口程序 80C196单片机由于低格低、处理能力强，在信号分析、数据采集等很多 领域得到了广泛应用，在目标系统中使用各种规格的液晶或CRT显示器也越来越 多。因此在这样的单片机系统中引入鼠标，将会方便操作，提高工作效率。鼠标 内核本质上是一个二维的角度或位移信号检测装置，耗电极少、可靠性高、价格 低廉，可能在许多场合发挥作用。鼠标与主机之间通过RS-232标准串行接口进行 通信，信息传送是单方向、无条件、无应答连续进行的。此外80C196的UART不 直接支持鼠标的接口协议，在程序设计中必须予以注意。本文主要探讨80C196 单片机与Microsoft兼容鼠标接口程序的设计实现。1 鼠标信号发送协议与过程 鼠标是一个功能高度集中的小型机电一体化系统。它首先将直线移转换成 角度位移，再转变成数字量，然后与按钮状态统一编码，通过RS-232串口发出。
鼠标工作所需功率从RS-232串行接口的控制线上窃取（PS/2、USB接口鼠标除外）。
当鼠标被拖动超过一个最小距离或某一按钮被按下时，它按照规定的协议将移动 距离和按钮状态通过一次或几次信息发送到机；
主机上的鼠标驱动程序将信息变 换成鼠标位置和按钮状态供其它程序模块调用。每发生一次移动或按钮状态变化， 鼠标向上发送一次信息。通常一般鼠标的分辨率为400DPI。理论上即沿着某一方 向每拖动一英寸（一般速度），会产生400次信息发送过程。，如果拖动较快， 则信息发送次数送减少，但所反映的总的移动距离仍然是400步。
各种串行接口鼠标在物理层普遍采用标准的串行通信协议，波特率为 1200bps。帧格式为7个数据位、2个停止位，无奇偶校验位。上层协议则在此基 础上以十六进制数形式直接发更新鼠标信息，包括：初始化报告：移动方向、距 离、按钮状态。其一般形式如表1所示。
表1 鼠标信息发送格式 上述P1、P2、P3三个参数说明：
P1_D7D6固定值01；
D1D0=11本次鼠标移动包含左右移动分量；
D3D2=11 本次鼠标移动包含上下移动分量；
D4=1目前鼠标右键呈按下状态；
D5=1目前鼠标左键呈按下状态（D4D5=00则键呈释放状态）。
P2_D7D6固定值00；
其余六位表示一个有符号二进制数，反映左右移动量， 大于0为向右移动，小于0为向左移动。
P3_D7D6固定值00；
其余六位表示一个有符号二进制数，反映上下移动量， 大于0为向下移动，小于0为向上移动。
例如：[6CH 02H 3AH]（P1=6CH,P2=02H,P3=3AH）反馈出鼠标向右移动 了2个单位，向上移动了6个单位，目前左键按下。
2 鼠标接口程序设计 80C196系列单片机内设RS-232收发器，但需要配置接口芯片实现电平转 换。考虑到鼠标从串口窃取功率，接口芯片必须具有一定的驱动能力，而不能要 用简单的准RS-232电平转换器。这里采用MAX232E作为接口芯片。
图1中左侧为80C196单片机，P2.0（TXD）、P2.1（RXD）通过MAX232E 形成满足鼠标要求的串行接口，包括生成标准RS-232C电平和提供电源供应。图 1中最右边为9针或24针标准串行接插件。由于鼠标的电源供应采用功率窃取方案， 由DTR/RTS提供，这里为DTR加限流电阻防止对鼠标造成伤害。RTS由MAX232E 垢信号发送端提供，通过80C196的P2.0控制MAX232E的10脚（对应的输出脚为7 脚）电平高低以改变7脚电位，使鼠标可以接收来自RTS的控制命令，以实现鼠 标安装与否的检测。MAX232E的11脚（对应的输入脚为14脚）设备高电平以保 证14脚电位为负RS-232电位，满足鼠标发送信号时的电平要求。
从链路层看，80C196串行接口的四种工作方式均不满足鼠标的帧格式要 求；
但其工作方式1（1位起始位、8位数据位、1位停止位）的总传送位数与鼠标 （1位起始位、7个数据位、2个停止位）相同，均为10位。接收过程中80C196收 到7个数据位后，将2个停止位中的第一个作为数据位装入接收缓冲器的最高位， 由于停止位在物理层是高电平，作为数据被接收后相当于逻辑“0”；
剩下的第二 个停止位给好为80C196提供了有效的停止位。利用80C196的工作方式1完全可以 保证正确接收鼠标信息。
单片机起动后，通过鼠标驱动模块对鼠标进行初始化，即通过P2.0使RTS电平翻转一次而令鼠标发送初始化报告，以确认鼠标是否安装。之后，鼠标即可 随着拖动或按钮操作向单片机发送动作信息，经接口模块释放即可反应鼠标位置 和按钮状态。
鼠标接口模块主要包括按钮状态识别和位置识别两个部分。80C196将根 据接收到的鼠标信息不断刷新鼠标信息缓冲区。由于鼠标事件间隔不确定，采用 扫描方式但会浪费CPU时间，还可能因来不及处理而丢失信息。有效的处理方法 是采用中断方式接收，应用模块通过软件接口获得鼠标信息。完整的鼠标接口程 序流程图如图2所示。在初始化阶段，首先检查鼠标是否存在，根据结果设置标 志位，以备以后取鼠标信息时判断用；
根据需要设定鼠标初始化位置、按钮原始 状态；
最后设置串行接口参数（帧格式等）并开放鼠标中断。鼠标发送信息时， 第三个字节为一个完整的信息报告。但80C196每接收到一个字节，就产生一次 中断，然后根据当前字节是否大于40H确定其性质。若是信息报告的首字节，则 还要进一步通过有效性检验后保存；
若不是首字节，则必须经过一系列检验后保 存起来。收到三个字节后立即进行命令分析和执行。具体处理过程可参看源程序。
用户模块通过特定接口模块（图2（b））获得鼠标当前位置和按钮状，并可通过 进位标志C=0/1判断鼠标是否安装。
下面是图2、3程序流程图如图对应的程序清单。该程序要求80C196单片 机的工作频率为12MHz；
如果采有其它工作频率，通过修改串行口的波特率设置 参数以及延时程序的时间常数即可。
；
；
8098特殊功能寄存器预定义 R0 EQU 00H：Word SBUD EQU 07H：Byte INT_MASK EQU 08H：Byte INT_PEND EQU 09H:Byte BAUD_RT EQU 0EH:Byte IOP2 EQU 10H:Byte SP_CON EQU 11H:ByteSP_STAT EQU 11H:Byte IOC1 EQU 16H：Byte SP EQU 18H：Word ；
；
通用寄存器预定义 RSEG AT ICH AX：
DSW 1 DX：
DSW 1 AL EQU AX：BYTE AH EQU （AX+1）：BYTE DL EQU DX：BYTE DH EQU （DX+1）：BYTE SCRNW EQU 640 ；
显示屏宽度 SCRNH EQU 480 ；
显示屏高度 ；
；
变量区 RSEG AT 20H M_X ：DSW 1 ；
光标X值 M_Y ：DSW 1 ：光标Y值 M_BUF ：DSB 4 ；
接收缓冲区 M_P ：
DSW 1 ；
接收指针BX ：DSW 1 LRB_OK：DSB 1 ；
鼠标状态 ；
Bit7：存在，Bit5，左键，Bit4：右键 ；
CSEG AT 2000H DCW INIT CSEG AT 200CH DCW SIOINT DCW INIT DCW 0 DCB 0，0，0，0，0，0 DCB 08DH DCB 000H DCB 027H，0FEH ；
CSEG AT 2080H INIT：LD SP，#0100H ；
设堆栈指针 LD M_X，#SCRNW/2；
初始化指针 LD M_Y，#SCRNH/2 ANDB LRB_OK，#7CH LD M_P，#M_BUF CLRB INT_PEND ；
清除中断LDB INT_MASK，#40H ；
开串行中断 LDB AL，SP_STAT ；
清除RI/TI LDB SP_CON，#09H ；
设串口模式 LDB BAUD_RT，#9BH ；
1200，12MHz LDB BAUD_RT，#80H EI ANDB IOP2，#0FEH ；
P2.2=0 LD AX，#8000H ；
延迟200ms DLY0：DEC AX JNE DLY0 LDB AL，LRB_OK LBS AL，7，M_OK ANDB INT_MASK，#0BFH M_OK：NOP ；
… … … ；
；
清单二：取鼠标消息， AL=鼠标及按钮状态，BX=X，DX=Y GET_M:ANDB INT_MASK,#0BFH LDB AL，LRB_OK ；
取鼠标信息 LD BX，M_XLD DX，M_Y ORB INT_MASK，#40H RET ；
；
清单三：串口中断服务程序 SIOINT：PUSHF ；
中断服务 PUSH AX LDB AL，SBUF LDB AH，SP_STAT JBS AL，6，ISB0 ；
第一个字节 CMP M_P，#M_BUF JNE SIO_1 SJMP C99 ；
缓冲区空，出错 SIO_1：CMP M_P，#M_BUF+2 JH C98 ；
缓冲区满，出错 STB AL，[M_P]+ ；
存储收到字节 CMP M_P，#M_BUF+3 JNE C99 LD M_P，#M_BUF ；
已收到完整命令 GOLR：LDB AL，1[M_P] ；
处理X方向位移 SHLB AL，#2EXTB AL SHRA AX，#2 ADD M_X,AX CKL:CMP M_X,#0 JGE CKR CLR M_X CKR:CMP M_X ,#SCRNW JLT GOUD LD M_X,#SCRNW GOUD:LDB AL,2[M_P] ;处理Y方向位数 SHLB AL，#2 EXTB AL SHRA AX，#2 ADD M_Y，AX CKU：CMP M_Y，#0 JGE CKD CLR M_Y CKD：CMP M_Y，#SCRNH JLT ELRUD LD M_Y，#SCRNH ELRUD：SJMP C98 ISB0：STB AL，M_BUF ANDB AL，#0FHCMPB AL，#03H JE C97 ;=X3H, CMPB AL,#0CH JE C97 ;=XCH CMPB AL，#0DH JNE C98 ；
XDH ORB LRB_OK，#80H ；
确认鼠标正常 C97：ANDB AL，M_BUF，#30H ANDB LRB_OK，#80H ORB LRB_OK，AL ；
更新左右键状态 LD M_P，#M_BUF+1 SJMP C99 C98：LD M_P，#0000H C99：POP AX POPF RET ；
END
