基于單片機的多計算機外設共享控制器的設計與實(shí)現

0 引言

隨著(zhù)電子設備技術(shù)不斷發(fā)展和產(chǎn)品功能不斷增加，一般情況下，產(chǎn)品功能通常需要多個(gè)計算機配合實(shí)現。另一方面，在產(chǎn)品設計過(guò)程中，為了提高產(chǎn)品的可靠性，計算機備份技術(shù)作為提高產(chǎn)品可靠性重要手段之一也越來(lái)越多被采用。在這種情況下，為了降低產(chǎn)品的復雜度，合理使用有限的空間，在具體產(chǎn)品設計時(shí)，往往只有單套計算機外設配給多套主機使用。此時(shí)，需要解決多個(gè)主機之間的顯示器、鍵盤(pán)和鼠標的動(dòng)態(tài)切換問(wèn)題。
而這一問(wèn)題可以通過(guò)外設共享來(lái)解決，使用外設共享控制器，可實(shí)現雙主機或者多主機之間顯示器、鍵盤(pán)和鼠標的動(dòng)態(tài)切換，從而實(shí)現有限資源的合理利用。

1 設計原理

1．1 外設共享控制器的功能介紹

按下外設共享控制器的主機1按鍵，外設顯示器和鍵盤(pán)、鼠標連接到主機1，同時(shí)主機1按鍵指示燈亮；按下主機2按鍵，外設顯示器和鍵盤(pán)、鼠標連接到主機2，同時(shí)主機2按鍵指示燈亮。外設共享控制器具有自動(dòng)掃描功能，能夠監測計算機的運行。主機1先啟動(dòng)，則外設顯示器和鍵盤(pán)、鼠標連接到主機1，同時(shí)主機1按鍵指示燈亮；主機2先啟動(dòng)，則外設顯示器和鍵盤(pán)、鼠標連接到主機2，同時(shí)主機2按鍵指示燈亮。另外，也可通過(guò)鍵盤(pán)上設定的熱鍵(連續按兩次Ctrl鍵)來(lái)控制鍵盤(pán)、鼠標、顯示器信號的切換。

1．2 PS／2、VGA接口介紹

外設共享控制器涉及的外設是鍵盤(pán)、鼠標和顯示器，接口類(lèi)型分別是PS／2口、PS／2口和VGA口。PS／2鍵盤(pán)和鼠標履行一種雙向步串行協(xié)議。也就是說(shuō)，每次數據線(xiàn)上發(fā)送一位數據并且每在時(shí)鐘線(xiàn)上發(fā)一個(gè)脈沖就被讀入。鍵盤(pán)／鼠標可以發(fā)送數據到主機，而主機也可以發(fā)送數據到設備，但主機總是在總線(xiàn)上有優(yōu)先權，它可以在任何時(shí)候抑制來(lái)自于鍵盤(pán)／鼠標的通訊，只要把時(shí)鐘拉低即可。從鍵盤(pán)／鼠標發(fā)送到主機的數據在時(shí)鐘的下降沿(CLK由高到低的時(shí)候)被讀??；從主機發(fā)送到鍵盤(pán)／鼠標的數據在上升沿(當時(shí)鐘從低變到高的時(shí)候)被讀取。不管通訊的方向怎樣，鍵盤(pán)／鼠標總是產(chǎn)生時(shí)鐘信號。一個(gè)PS／2設備的工作頻率推薦值為15kHz左右，這意味著(zhù)時(shí)鐘應該是高40μs低40μs。所有的數據位安排在一個(gè)字節中，每個(gè)字節為一幀，包含11～12個(gè)位。這些位為1個(gè)起始位0、8個(gè)數據位、1個(gè)校驗位、1個(gè)停止位和1個(gè)應答位。常用的六芯插座布局及其定義見(jiàn)圖1。

VGA接口是一種COMS／TTL接口，15芯插座布局及其定義見(jiàn)圖2和表1。VGA信號本身不需要初始化，可直接進(jìn)行切換。