【黑金原创教程】【FPGA那些事儿-驱动篇I 】实验十一：PS/2模块⑤

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【黑金原创教程】【FPGA那些事儿-驱动篇I 】实验十一：PS/2模块⑤ — 扩展鼠标

2024-07-21 17:51:21 219人阅读

实验十一：PS/2模块⑤ — 扩展鼠标

当普通鼠标即三键鼠标再也无法满足需求的时候，扩展鼠标即滚轮鼠标就诞生了，然而实验十一的实验目的就是实现滚轮鼠标的驱动。不过，进入整体之前，先让我们来了解一下鼠标的常用命令。

clip_image002

图11.1 命令F3，设置采样频率。

命令F3也是Set Sample Rate，主要是用来设置采集频率。笔者曾经说过，采集频率就是鼠标采集按键状况还有位置状况的间隔时间，默认下是100次/秒。如图11.1所示，FPGA先发送命令数据8’hF3，事后鼠标会反馈8’hFA以示接收成功，余下FPGA再发送参数数据8’d200，鼠标接收成功后也会反馈 8’hFA。如此一来，鼠标的采集频率从原本的 100次/秒，变成 200次/秒。

clip_image004

图11.2 命令E8，设置分辨率。

命令E8也是 Set Resolution，主要是用来设置分辨率。所谓分辨率就是位置对应寄存器计数的单位，默认下是4计数/mm，亦即 1mm 的距离，鼠标计数4下。如图11.2所示，FPGA先发送命令数据 8’hE8，鼠标接收以后便反馈 8’hFA，FPGA随之也会发送参数数据 8’h01，鼠标接收以后也会反馈数据 8’hFA。完后，鼠标的分辨从原本的 4计数/mm 变成 2计数/mm。

参数数据所对应的分辨率如表11.1所示：

表11.1 参数数据所对应的分辨率。

参数数据	分辨率
8’h00	1计数/mm
8’h01	2计数/mm
8’h02	4计数/mm
8’h03	8计数/mm

clip_image006

图11.3 命令F6，使用默认参数。

假设笔者手痒，不小心打乱鼠标内部的参数数据，此刻笔者可以发送命令F6，即Set Defaults将参数数据回复成原来的缺省值。如图11.3所示，FPGA先发送命令数据8’hF6

，鼠标完成接收以后便会反馈8’hFA。

clip_image008

图11.4 命令F4使能报告，命令F5关闭报告。

PS/2鼠标不像PS/2键盘，上电并且完成初始化以后它便会陷入发呆状态，如果不发送命令数据8’hF4（即Enable Data Report）手动开启鼠标的水龙头，鼠标是不会发送报告（即夹杂按键状况与位置状况的数据）。如图11.4所示，FPGA先发送命令数据8’hF4，鼠标接收以后便会反馈8’hFA，事后鼠标立即处于就绪状态，一旦按键状况或者位置状况发生改变，鼠标就会发送报告。

假设读者觉得鼠标太唠叨，什么大事小事都报告，笔者可以发送命令数据 8’hF5（即 Disable Data Report）为了使其闭嘴。如图11.4所示，FPGA先发送命令数据 8’hF4，鼠标接收完毕以后便会反馈8’hFA，事后鼠标就成为闭嘴状态，大事小事再也不会烦人。如果读者觉得寂寞，读者可以再度发送命令数据 8’hF4，让鼠标再度唱歌。

clip_image010

图11.5 命令F2，读取鼠标ID。

为了区分鼠标是普通鼠标还是扩展鼠标，期间我们必须使用命令8’hF2，即 Get Device ID。如图11.5所示，FPGA发送命令数据 8’hF2，鼠标接收以后先反馈 8’hFA，再来便发送鼠标ID。如果内容是8’h00，则表示该鼠标只是普通鼠标 ... 反之，如果内容是 8’h03，那么该鼠标就是扩展鼠标。因为如此，我们需要更改一下伪函数，结果如代码11.1所示：

1.             32: // Press low PS2_CLK 100us

2.            if( C1 == T100US -1 ) begin C1 <= 13‘d0; i <= i + 1‘b1; end

3.            else begin isQ1 = 1‘b1; rCLK <= 1‘b0; C1 <= C1 + 1‘b1; end

4.

5.            33: // release PS2_CLK and set in ,PS2_DAT set out

6.            begin isQ1 <= 1‘b0; rCLK <= 1‘b1; isQ2 <= 1‘b1; i <= i + 1‘b1; end

7.

8.            34: // start bit 1

9.            begin rDAT <= 1‘b0; i <= i + 1‘b1; end

10.

11.            35,36,37,38,39,40,41,42,43:  // data bit 9

12.            if( isH2L ) begin rDAT <= T[ i-35 ]; i <= i + 1‘b1; end

13.

14.            44: // stop bit 1

15.            if( isH2L ) begin rDAT <= 1‘b1; i <= i + 1‘b1; end

16.

17.            45: // Ack bit

18.            if( isH2L ) begin i <= i + 1‘b1; end

19.

20.            46: // PS2_DAT set in

21.            begin isQ2 <= 1‘b0; i <= i + 1‘b1; end

22.

23.            /***********/ // Receive 1st Frame

24.

25.            47,48,49,50,51,52,53,54,55,56,57: // Ingnore

26.            if( isH2L ) i <= i + 1‘b1;

27.

28.             58: // Check comd F2

29.             if( T[7:0] == 8‘hF2 ) i <= i + 1‘b1;

30.             else i <= Go;

31.

32.             /***********/ // Receive 2nd Frame

33.

34.             59:  // Start bit 1

35.             if( isH2L ) i <= i + 1‘b1;

36.

37.             60,61,62,63,64,65,66,67,68: // Data bit 9

38.             if( isH2L ) begin T[i-60] <= PS2_DAT; i <= i + 1‘b1; end

39.

40.             69: // Stop bit 1

41.             if( isH2L ) i <= Go;

代码11.1

如代码11.1所示，步骤32~57则是发送一帧数据又忽略一帧反馈，基本上与实验十一模一样。至于第58行则是用来判断，FPGA所发送的命令是否是 8’hF2即 Get Device ID

？如果是，步骤则继续读取操作，因为命令8’hF2令鼠标反馈8’hFA之余，还会导致鼠标会发送一帧ID数据。否则的话，即表示其他命令，步骤返回。步骤59~69是用来读取下一帧ID数据，期间步骤60~68用来读取 8位数据位，还有1位校验位。完后，步骤便返回。

小时候的笔者很爱假扮刺客，笔者与近邻的小孩就总是瞎着玩，其它小朋友则扮演秘密商人。刺客为了与秘密商人进行交易，两者之间必须经过暗语核对，例如：

“阳光的男孩赤裸裸 ... ”，对方问道。

“对面的女来看过来 ... ”，笔者答道。

滚轮鼠标也是扩展鼠标，上电以后也不会立即变成扩展鼠标，如果扩展鼠标不经过核对暗语，扩展鼠标也是一只普通的3键鼠标而已 ... 反之，如果完成暗语核对，扩展鼠标才会发挥滚轮功能。

clip_image012

图11.6 设置扩展鼠标的暗语。

如图11.6所示，那是设置扩展鼠标的暗语:

发送命令数据 8’hF3，接收反馈8’hFA，再发送参数数据 8’hC8，在接收反馈8’hFA；

发送命令数据 8’hF3，接收反馈8’hFA，再发送参数数据 8’h64，在接收反馈8’hFA；

发送命令数据 8’hF3，接收反馈8’hFA，再发送参数数据 8’h50，在接收反馈8’hFA；

发送命令数据 8’hF2，接收反馈8’hFA，再接收鼠标ID8’h03。

完后，鼠标便成为扩展鼠标，内部也自动初始化，然后进入默认模式。

clip_image014

图11.7 扩展鼠标标示的位置。

普通鼠标相较扩展鼠标，它多了滚轮功能，即鼠标除了标示左键，中键，右键，X还有Y以外，扩展还会标示Z。如图11.7所示，X与Y可以看成面积，至于Z则可以看成上下。当鼠标向西移动，X呈现正直，反之负值；当鼠标向北移动，Y呈现正直，反之负值；当滚动向下活动，Z呈现正直，反之负值。

clip_image016

图11.8 扩展鼠标的报告长度。

为此，扩展鼠标相较普通鼠标，报告长度则多了一个字节。如图11.8所示，当鼠标察觉变化以后，鼠标便会发送4个字节长度的报告，然而字节之间的位分配如表11.1所示：

表11.1 Device ID 为 8’h03 的报告内容。

字节/位	[7]	[6]	[5]	[4]	[3]	[2]	[1]	[0]
字节一	Y溢出位	X溢出位	Y[8]符号位	X[8]符号位	保留	中键	右键	左键
字节二	X[7:0]
字节三	Y[7:0]
字节四	保留	保留	保留	保留	Z[3]符号位	Z[2]	Z[1]	Z[0]

笔者需要补充一下 ... 由于早期Intel 称王，所以扩展鼠标标准都是Intel说话算话，Device ID 为 8’h03 就是其中一种扩展标准。如表11.1所示，字节一至字节三基本上变化不大，反之字节四则稍微不同。字节四的[2..0]位是 Z[2:0]，字节四的[3]是Z[3]，也是Z的符号位。换句话说，寄存器Z有4位，内容用补码表示。

clip_image018

图11.9 扩展鼠标的位置范围。

图11.9表示扩展鼠标的位置范围，X与Y与普通鼠标一样，Z比较畸形一点，因为Z向上不是正直而是负值，反之亦然。Z的有效范围是 4’b1001~4’b0111或者 -7~7，也就是说滚轮向下活动，寄存器Z就递增，向上滚动，寄存器Z就递减。

上述内容理解完毕以后，我们便可以开始建模了：

clip_image020

图11.10 实验十一的建模图。

如图11.10所示，组合模块 ps2_demo 包含的内容与实验十相差不了多少，不过却少了正直化的即时操作。期间，PS/2初始化功能模块的 oEn 有两位，oEn[1] 拉高表示鼠标为扩展鼠标，oEn[0] 拉高表示鼠标为普通鼠标。PS/2读取功能模块的 oData[2:0] 直接驱动LED资源， oData[27:4]则驱动数码管基础模块的 iData。

ps2_init_funcmod.v

clip_image022

图11.11 PS/2初始化功能模块的建模图。

如图11.11所示，PS/2初始化功能模块有两位oEn，[1]拉高表示鼠标为扩展鼠标，[0]拉高则表示鼠标为普通鼠标。

1.    module ps2_init_funcmod

2.    (

3.         input CLOCK, RESET,

4.         inout PS2_CLK,

5.         inout PS2_DAT,

6.         output [1:0]oEn

7.    );

8.        parameter T100US = 13‘d5000;

9.        parameter FF_Write = 7‘d32;

以上内容为相关的出入端声明。第8行是100us的常量声明，第9行则是伪函数的入口地址。

11.         /*******************************/ // sub1

12.

13.        reg F2,F1;

14.

15.        always @ ( posedge CLOCK or negedge RESET )

16.             if( !RESET )

17.                  { F2,F1 } <= 2‘b11;

18.              else

19.                  { F2, F1 } <= { F1, PS2_CLK };

20.

21.         /*******************************/ // core

22.

23.         wire isH2L = ( F2 == 1‘b1 && F1 == 1‘b0 );

以上内容是用来检测电平变化的周边操作，第23行则是下降沿的即时声明。

24.         reg [8:0]T;

25.         reg [6:0]i,Go;

26.         reg [12:0]C1;

27.         reg rCLK,rDAT;

28.         reg isQ1,isQ2,isEx;

29.         reg [1:0]isEn;

30.

31.         always @ ( posedge CLOCK or negedge RESET )

32.             if( !RESET )

33.                  begin

34.                         T <= 9‘d0;

35.                         C1 <= 13‘d0;

36.                         { i,Go } <= { 7‘d0,7‘d0 };

37.                         { rCLK,rDAT } <= 2‘b11;

38.                         { isQ1,isQ2,isEx } <= 3‘b000;

39.                         isEn <= 2‘b00;

40.                    end

41.               else

以上内容是相关的寄存器声明，第33~39行则是这群寄存器的复位操作。其中isEn有两位，isEx为扩展鼠标的立旗。

42.                    case( i )

43.

44.                         /***********/ // INIT Mouse

45.

46.                          0: // Send F3  1111_0011

47.                          begin T <= { 1‘b1, 8‘hF3 }; i <= FF_Write; Go <= i + 1‘b1; end

48.

49.                          1: // Send C8  1100_1000

50.                          begin T <= { 1‘b0, 8‘hC8 }; i <= FF_Write; Go <= i + 1‘b1; end

51.

52.                          2: // Send F3 1111_0011

53.                          begin T <= { 1‘b1, 8‘hF3 }; i <= FF_Write; Go <= i + 1‘b1; end

54.

55.                          3: // Send 64 0110_1000

56.                          begin T <= { 1‘b0, 8‘h64 }; i <= FF_Write; Go <= i + 1‘b1; end

57.

58.                          4: // Send F3 1111_0011

59.                          begin T <= { 1‘b1, 8‘hF3 }; i <= FF_Write; Go <= i + 1‘b1; end

60.

61.                          5: // Send 50 0101_0000

62.                          begin T <= { 1‘b1, 8‘h50 }; i <= FF_Write; Go <= i + 1‘b1; end

63.

64.                          6: // Send F2  1111_0010

65.                          begin T <= { 1‘b0, 8‘hF2 }; i <= FF_Write; Go <= i + 1‘b1; end

66.

67.                          7: // Check Mouse ID 00(normal), 03(extend)

68.                          if( T[7:0] == 8‘h03 ) begin isEx <= 1‘b1; i <= i + 1‘b1; end

69.                          else if( T[7:0] == 8‘h00 ) begin isEx <= 1‘b0; i <= i + 1‘b1; end

70.

71.                          8: // Send F4 1111_0100

72.                          begin T <= { 1‘b0, 8‘hF4 }; i <= FF_Write; Go <= i + 1‘b1; end

73.

74.                          9:

75.                          if( isEx ) isEn[1] <= 1‘b1;

76.                          else if( !isEx ) isEn[0] <= 1‘b1;

77.

以上内容是核心操作。步骤0~9是主操作，步骤0~6则是发送用来开启扩展鼠标的暗语，步骤7用来判断鼠标返回的 Device ID 是否为 8’h03，如果是 isEx 立旗，否则 isEx 消除立旗。步骤8用来使能鼠标。步骤9根据 isEx 的状态再来决定 isEn的结果，如果isEx为1 isEn[1] 便拉高，否则 isEx 拉高，完后步骤停留。

78.                          /****************/ // PS2 Write Function

79.

80.                          32: // Press low PS2_CLK 100us

81.                          if( C1 == T100US -1 ) begin C1 <= 13‘d0; i <= i + 1‘b1; end

82.                          else begin isQ1 = 1‘b1; rCLK <= 1‘b0; C1 <= C1 + 1‘b1; end

83.

84.                          33: // release PS2_CLK and set in ,PS2_DAT set out

85.                          begin isQ1 <= 1‘b0; rCLK <= 1‘b1; isQ2 <= 1‘b1; i <= i + 1‘b1; end

86.

87.                          34: // start bit 1

88.                          begin rDAT <= 1‘b0; i <= i + 1‘b1; end

89.

90.                          35,36,37,38,39,40,41,42,43:  // data bit 9

91.                          if( isH2L ) begin rDAT <= T[ i-35 ]; i <= i + 1‘b1; end

92.

93.                          44: // stop bit 1

94.                          if( isH2L ) begin rDAT <= 1‘b1; i <= i + 1‘b1; end

95.

96.                          45: // Ack bit

97.                          if( isH2L ) begin i <= i + 1‘b1; end

98.

99.                          46: // PS2_DAT set in

100.                          begin isQ2 <= 1‘b0; i <= i + 1‘b1; end

101.

102.                          /***********/ // Receive 1st Frame

103.

104.                          47,48,49,50,51,52,53,54,55,56,57: // Ingnore

105.                          if( isH2L ) i <= i + 1‘b1;

106.

107.                          58: // Check comd F2

108.                          if( T[7:0] == 8‘hF2 ) i <= i + 1‘b1;

109.                          else i <= Go;

110.

以上内容是部分核心操作。步骤32~58是部分伪函数，内容则是发送一帧数据，再读取一帧反馈，完后便进入步骤58判断，发送的命令是否为 8’hF2，如果是便继续步骤，否则便返回步骤。

111.                          /***********/ // Receive 2nd Frame

112.

113.                          59:  // Start bit 1

114.                          if( isH2L ) i <= i + 1‘b1;

115.

116.                          60,61,62,63,64,65,66,67,68: // Data bit 9

117.                          if( isH2L ) begin T[i-60] <= PS2_DAT; i <= i + 1‘b1; end

118.

119.                          69: // Stop bit 1

120.                          if( isH2L ) i <= Go;

121.

122.                     endcase

123.

以上内容是部分核心操作。步骤59~69也是部分伪函数，主要用来读取下一帧数据的字节内容，在此是针对命令8’hF2，也就是Device ID。读完一帧数据以后便返回步骤。

124.         assign PS2_CLK = isQ1 ? rCLK : 1‘bz;

125.         assign PS2_DAT = isQ2 ? rDAT : 1‘bz;

126.         assign oEn = isEn;

127.

128.    endmodule

以上内容为驱动输出声明。

ps2_read_funcmod.v

clip_image024

图11.12 PS/2读功能模块的建模图。

实验十一的PS/2读功能模块与实验十相比，左边的 iEn出入多出一位以外，右边的oData也多出一个字节。

1.    module ps2_read_funcmod

2.    (

3.         input CLOCK, RESET,

4.         input PS2_CLK,PS2_DAT,

5.         input [1:0]iEn,

6.         output oTrig,

7.         output [31:0]oData

8.    );

9.         parameter FF_Read = 7‘d32;

以上内容是相关的出入端声明。第9行是伪函数的入口。

10.

11.         /*******************************/ // sub1

12.

13.        reg F2,F1;

14.

15.        always @ ( posedge CLOCK or negedge RESET )

16.             if( !RESET )

17.                  { F2,F1 } <= 2‘b11;

18.              else

19.                  { F2, F1 } <= { F1, PS2_CLK };

20.

21.         /*******************************/ // core

22.

23.         wire isH2L = ( F2 == 1‘b1 && F1 == 1‘b0 );

以上内容是检测电平变化的周边操作，第23行则是下降沿的即时声明。

24.         reg [31:0]D1;

25.         reg [7:0]T;

26.         reg [6:0]i,Go;

27.         reg isDone;

28.

29.         always @ ( posedge CLOCK or negedge RESET )

30.             if( !RESET )

31.                  begin

32.                         D1 <= 32‘d0;

33.                         T <= 8‘d0;

34.                         { i,Go } <= { 7‘d0,7‘d0 };

35.                         isDone <= 1‘b0;

36.                    end

以上内容为相关的寄存器声明以及复位操作。

37.               else if( iEn[1] )

38.                    case( i )

39.

40.                         /***********/ // Extend Mouse Read Data

41.

42.                          0: // Read Data 1st byte

43.                          begin i <= FF_Read; Go <= i + 1‘b1; end

44.

45.                          1: // Store Data 1st byte

46.                          begin D1[7:0] <= T; i <= i + 1‘b1; end

47.

48.                          2: // Read Data 2nd byte

49.                          begin i <= FF_Read; Go <= i + 1‘b1; end

50.

51.                          3: // Store Data 2nd byte

52.                          begin D1[15:8] <= T; i <= i + 1‘b1; end

53.

54.                          4: // Read Data 3rd byte

55.                          begin i <= FF_Read; Go <= i + 1‘b1; end

56.

57.                          5: // Store Data 3rd byte

58.                          begin D1[23:16] <= T; i <= i + 1‘b1; end

59.

60.                          6: // Read Data 4rd byte

61.                          begin i <= FF_Read; Go <= i + 1‘b1; end

62.

63.                          7: // Store Data 4rd byte

64.                          begin D1[31:24] <= T; i <= i + 1‘b1; end

65.

66.                          8:

67.                          begin isDone <= 1‘b1; i <= i + 1‘b1; end

68.

69.                          9:

70.                          begin isDone <= 1‘b0; i <= 7‘d0; end

以上内容为部分核心操作。第37行的 if( iEn[1] ) 表示下面所有内容都是扩展鼠标的核心操作。步骤0~7则是读取4个字节的数据，步骤8~9用来产生完成信号以示一次性的报告已经接收完毕。

71.

72.                          /****************/ // PS2 Write Function

73.

74.                          32: // Start bit

75.                          if( isH2L ) i <= i + 1‘b1;

76.

77.                          33,34,35,36,37,38,39,40:  // Data byte

78.                          if( isH2L ) begin T[i-33] <= PS2_DAT; i <= i + 1‘b1;  end

79.

80.                          41: // Parity bit

81.                          if( isH2L ) i <= i + 1‘b1;

82.

83.                          42: // Stop bit

84.                          if( isH2L ) i <= Go;

85.

86.                     endcase

以上内容为部分核心操作。步骤32~42是读取一帧数据的伪函数。

87.                else if( iEn[0] )

88.                    case( i )

89.

90.                         /***********/ // Normal Mouse Read Data

91.

92.                          0: // Read Data 1st byte

93.                          begin i <= FF_Read; Go <= i + 1‘b1; end

94.

95.                          1: // Store Data 1st byte

96.                          begin D1[7:0] <= T; i <= i + 1‘b1; end

97.

98.                          2: // Read Data 2nd byte

99.                          begin i <= FF_Read; Go <= i + 1‘b1; end

100.

101.                          3: // Store Data 2nd byte

102.                          begin D1[15:8] <= T; i <= i + 1‘b1; end

103.

104.                          4: // Read Data 3rd byte

105.                          begin i <= FF_Read; Go <= i + 1‘b1; end

106.

107.                          5: // Store Data 3rd byte

108.                          begin D1[23:16] <= T; i <= i + 1‘b1; end

109.

110.                          6:

111.                          begin isDone <= 1‘b1; i <= i + 1‘b1; end

112.

113.                          7:

114.                          begin isDone <= 1‘b0; i <= 7‘d0; end

115.

以上内容为部分核心操作。第87行的 if( iEn[0] ) 表示下面的内容均为普通鼠标的核心操作。步骤0~5用来读取3个字节的内容，步骤6~7则用来产生完成信号以示一次性的报告已经读取完毕。

116.                          /****************/ // PS2 Write Function

117.

118.                          32: // Start bit

119.                          if( isH2L ) i <= i + 1‘b1;

120.

121.                          33,34,35,36,37,38,39,40:  // Data byte

122.                          if( isH2L ) begin T[i-33] <= PS2_DAT; i <= i + 1‘b1;  end

123.

124.                          41: // Parity bit

125.                          if( isH2L ) i <= i + 1‘b1;

126.

127.                          42: // Stop bit

128.                          if( isH2L ) i <= Go;

129.

130.                     endcase

131.

以上内容为部分核心操作。步骤32~42是读取一帧数据的伪函数。

132.         assign oTrig = isDone;

133.         assign oData = http://www.mamicode.com/D1;

134.

135.    endmodule

以上内容是输出驱动声明。

ps2_demo.v

笔者就不重复粘贴实验十一的建模图了，具体内容我们还是来看代码吧。

1.    module ps2_demo

2.    (

3.         input CLOCK, RESET,

4.         inout PS2_CLK, PS2_DAT,

5.         output [7:0]DIG,

6.         output [5:0]SEL,

7.         output [2:0]LED

8.    );

9.        wire [1:0]EnU1;

10.

11.         ps2_init_funcmod U1

12.         (

13.             .CLOCK( CLOCK ),

14.              .RESET( RESET ),

15.              .PS2_CLK( PS2_CLK ), // < top

16.              .PS2_DAT( PS2_DAT ), // < top

17.              .oEn( EnU1 ) // > U2

18.         );

19.

20.         wire [31:0]DataU2;

21.

22.          ps2_read_funcmod U2

23.         (

24.             .CLOCK( CLOCK ),

25.              .RESET( RESET ),

26.              .PS2_CLK( PS2_CLK ), // < top

27.              .PS2_DAT( PS2_DAT ), // < top

28.              .iEn( EnU1 ),      // < U1

29.              .oTrig(),

30.              .oData( DataU2 )  // > U3

31.         );

32.

33.        smg_basemod U3

34.        (

35.           .CLOCK( CLOCK ),

36.           .RESET( RESET ),

37.            .DIG( DIG ),  // > top

38.            .SEL( SEL ),  // > top

39.            .iData( { 2‘d0,DataU2[5],DataU2[4],DataU2[27:24],DataU2[23:16],DataU2[15:8] }) // < U2

40.        );

41.

42.        assign LED = {DataU2[1], DataU2[2], DataU2[0]};

43.

44.    endmodule

上诉内容的连线部署基本上与图11.10差不了多少，期间第39行的 2’d0，DataU2[5]，DataU2[4] 表示数码管的第一位显示 X 与 Y的符号位；DataU2[27:24] 表示数码管的第二位显示 Z的内容；DataU2[23:16] 表示数码管的第三至第四位显示 Y 的内容；DataU2[15:8] 表示数码管的第五至第六位显示 X 的内容。第42行则表示 LED[2]显示右键，LED[1]显示中键，LED[0]显示左键。

编译完毕并且下载程序。当鼠标向西南方移动的时候，第一位数码管便会显示 4’h3，即 4’b0011，也就是说 X 与 Y 的符号位都是拉高状态（负值）。当滚轮向上滚动的时候，第二位数码管便会显示 4’hF，即4’b1111，也就是Z为负值 -1（只要滚动速度够快，负值还能更小）。至于数码管第3~4显示Y的内容（补码形式），数码管5~6则显示X的内容（补码形式）。

细节一：两个人，两把汤匙

1.       else if( iEn[1] )

2.           case( i )

3.              扩展鼠标的核心操作；

4.              伪函数;

5.           endcase

6.       else if（isEn[0]）

7.          case(i)

8.               普通鼠标的核心操作；

9.               伪函数；

10.          endcase

代码11.2

PS/2 读取功能模块有一个有趣的现象，即资源多义性的问题。如代码11.2所示，PS/2读取功能模块用 if( iEn[1] ) 与 if( iEn[0] ) 表示该模块针对两种鼠标的读取操作。这种感觉好比一对兄弟在吃饭 ... 正常情况下，当然是一个人一把汤匙才对，这种比喻完全对应代码11.2的内容。

PS/2读取功能模块负责两种鼠标的读取操作之际，里边好比有一对兄弟，一个人负责扩展鼠标的读取操作，另一个人则针对普通鼠标的读取操作。期间，伪函数就是某种操作资源，也可以看成是汤匙。为了不让两位兄弟争用一把汤匙而吵架，身为设计者的我们，应该为每个人分配一把汤匙。

对此，我们必须多花一些钱买另一把汤匙，这样做我们可能多消耗一些逻辑资源。不过，家和为贵，为使模块可以和谐共处以致提高表达能力，要笔者多消耗一些逻辑资源，笔者也觉得值得。

细节二：完整的个体模块

clip_image026

图11.13 PS/2鼠标基础模块的建模图。

图11.13是PS/2鼠标基础模块的建模图。

ps2mouse_basemod.v

1.    module ps2mouse_basemod

2.    (

3.         input CLOCK, RESET,

4.         inout PS2_CLK, PS2_DAT,

5.         output oTrig,

6.         output [31:0]oData

7.    );

8.        wire [1:0]EnU1;

9.

10.         ps2_init_funcmod U1

11.         (

12.              .CLOCK( CLOCK ),

13.              .RESET( RESET ),

14.              .PS2_CLK( PS2_CLK ), // < top

15.              .PS2_DAT( PS2_DAT ), // < top

16.              .oEn( EnU1 ) // > U2

17.         );

18.

19.          ps2_read_funcmod U2

20.         (

21.              .CLOCK( CLOCK ),

22.              .RESET( RESET ),

23.              .PS2_CLK( PS2_CLK ), // < top

24.              .PS2_DAT( PS2_DAT ), // < top

25.              .iEn( EnU1 ),      // < U1

26.              .oTrig( oTrig ),  // > top

27.              .oData( oData )  // > top

28.         );

29.

30.    endmodule

【黑金原创教程】【FPGA那些事儿-驱动篇I 】实验十一：PS/2模块⑤ — 扩展鼠标

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