键盘是数字视频监控录像系统中最重要的输入设备之一，是人机接口的重要组成部分。目前常用的工业控制计算机键盘除配置电子锁开关防止非法键盘输入外，与 PC键盘并没有多大区别。这种键盘不仅键数多，操作不灵活，而且通常只能作为输入设备，主机无法通过键盘与外设进行通信。本文在分析PC机键盘通信方式的基础上，设计出以89C51单片机为核心的数字视频监控系统键盘及报警控制卡，该卡具有键盘通信和输入输出报警两种功能，采用标准PCI卡的结构，但不占用主机硬件资源。其中，报警部分有4路输入和4路输出，可以与标准的报警传感器相连;键盘部分有16个键，通信方式与PC机完全兼容。

键盘接收主机命令和参数

　　主机首先将时钟线置为低电平，随后将数据线置为低电平，延时大约200μs后，将时钟线置为高电平。当键盘检测到这一状态后，开始接收主机命令，接收数据格式与发送的一样。键盘依次接收1个起始位、8个数据位、1个校验位、1个停止位。特别值得注意的是，在接收键盘命令或参数时，虽然数据是由主机发向键盘的，但是时钟脉冲是由键盘产生的。主机在时钟线上每接收一个脉冲的下降沿，就在数据线上输出一位数据。如果接收正确，在时钟线和数据线都成为高电平后，键盘将向主机发一个应答信号（0FAH），否则向主机发一个0FEH信号，要求重发。主机收到0FEH信号后，把刚才输出过的数据重新发送一次。如果这一过程持续三次后，键盘仍然不能正确接收，主机就放弃传送这个数据，转去执行下面的程序或显示错误信息。主机命令和参数也采用奇校验方式。

系统硬件电路设计

　　本系统采用89C51单片机与PC键盘接口相连，图2给出了系统硬件电路原理。其中P3.0和P3.1分别与主机键盘接口的时钟线CLK和数据线 DATA相连，P2口与4&TImes;4键盘矩阵相连，P0口经过驱动后与输入输出报警设备相连接。为保证键盘可靠工作，系统配置了看门狗电路MAX813L，另外，系统还配置了蜂鸣器，每次按键均有声音提示。

　　图2 系统硬件电路原理

　　随着嵌入式系统的飞速发展，嵌入式PC得到了广泛应用。标准的PC键盘由于体积大，按键多等原因在多数情况下不能满足要求。本文在介绍 PS/2通信协议的基础上，利用AT89C52实现了一种PC非标准键盘的设计。给出了其完整的硬件实现 和主要的软件开发方法。该键盘具有结构简单、工作稳定、便于扩展等特点，并已在某型航空图像回传系统中得到具体应用。

　　图1为该键盘电路原理图，由ATMEL公司的微控制器AT89C52、逻辑系统、矩阵键盘三部分组成。AT89C52单片机主要完成键盘扫描，确定键盘闭合断开的信息，并发送键码和同步时钟到工控机；逻辑系统提供起振信号及看门狗定时复位功能，防止出现死机；矩阵键盘为4&TImes;4的行列式键盘，当有键按下时产生低电平触发信号，便于单片机检测有效的按键操作。该键盘由4&TImes;4=16 个按键组成，其中行线为P0.4～P0.7，列线为P0.3～P0.0。P3.0为键码数据输出，P3.1为同步时钟，分别输出到嵌入式PC的PS/2端口；+5V电源由主机提供。由于AT89C52的IO端口为32个，除看门狗电路的输入输出端CS、SI、SO、SCK、以及键码数据输出端 Data和时钟输出端Clock外，还剩26个可用端口，这样，其最大可独立响应13&TImes; 13=169个键的输入，不仅可满足标准键盘的多键需求，也可满足工控机常用控制键的要求。X25045为看门狗电路，它实时接收来自AT89C52的 CS信号，并自动判断两次信号的间隔时间。当时间间隔到达设定时间时，其RST输出端保持低电平；反之，其RST输出端输出高电平，AT89C52被复位。此外增加了发光二极管LED，用来指示键盘的工作状态。

　　图1键盘电路原理图

　　AT89C52微控制器具有如下特点：（1）具有8K字节可编程闪存；（2）256&TImes;8字节内部RAM；（3）32根可编程 I/O线；（4）3个16位定时计数器； （5）8个中断源；（6）可编程串行UART通道。