Полигон-2

Как-то было дело, в прошлой теме затронут был вопрос, мол, раз уж можно превратить PS/2 в COM, то можно ли наоборот? И подумалось тогда, а в самом деле, не в теории, а на практике, возможно ли? И после некоторого исследования вопроса родилось вот такое чудо. Встречаем, "Антиконвертер"!



Переходник поможет подключить вашу, видавшую ещё молодого Гейтса, квадратную шариковую мышь к современной или не очень вычислительной машине при помощи относительно современного USB или PS/2 интерфейса. Давая тем самым "айтишникам" со стажем лишний повод вспомнить молодость и пустить скупую слезу, а новичкам - познать все прелести проскальзывания и тугих кнопок особенностей функционирования ещё "того" аппаратного обеспечения и, тем самым, немного приобщиться к даунгрейдерской субкультуре! Шучу, конечно. Настоящей целью создания сего поделия было изучение особенностей протокола, используемого в PS/2, и в частности, создание функциональной части, способной адекватно взаимодействовать с компом и выдавать себя, в частности, за PS/2 мышь. Которая будет использована в дальнейшем в прошивке более функционального переходника. Поскольку его плату лишний раз мурыжить ради этого не хотелось, и был придуман такой "облегчённый" макет.

И так, в настоящий момент (начиная с прошивки v.0.9) плата работает с мышами, работающими протоколом M$ Mouse для двух кнопок (без всяких "расширений для третьей кнопки и колеса"), а также протоколом PC Mouse (известным ещё как Mousesystem Mouse) с поддержкой трёх кнопок. Т.е., с самыми банальными и распространёнными. Распознаётся тип протокола автоматически: если в течение 200 мс после включения питания мышь не выдаёт признак M$ мыши (символ "M"), переходник полагает, что к нему подключена PC Mouse.

В зависимости от положения джампера переводит перемещения и нажатия кнопок либо в действия эмулируемой HID мыши на USB, либо эмулируемой стандартной (т.е. той, что без колеса и пяти кнопок) PS/2 мыши. Каких либо регулировок чувствительности и прочих дополнительных функций пока не реализовывал.

Переходник тестировался под Windows 98, XP, 7 x64, а также с различными DOS-овскими драйверами на как минимум десяти материнских платах различных производителей и поколений, а также под моим собственным переходником PS/2 -> COM, и на текущем этапе заработал везде.

Для удобства перепрошивки был добавлен также DFU Bootloader из проекта LUFA USB, немного подправленный для применения на моей плате.

Если кто-либо пожелает повторить переходник, или хотя бы ознакомиться с его принципом работы, вот все файлы проекта:

Аппаратная версия 1.0
v.0.9.6 beta
предыдущие версии:
v.0.9
v.0.8 beta
v.0.7 beta

В архивах сама прошивка, принципиальная схема и скриншоты фьюзов для использования прилагаемого бутлоадера и без него.

Бутлоадер
LUFA DFU Bootloader

В архиве проект под Atmel Studio, а также инсталляшка Atmel Flip (Атмеловской софтины для перепрошивки)


Некоторые технические подробности:

В качестве контроллера был взят AT90USB162. Примечателен он тем, что содержит в себе как более-менее полноценный физический уровень USB, так и некоторые элементы PS/2! Правда на аппаратном уровне там реализован, по сути, лишь его выходной каскад, а всё остальное приходится воспроизводить на уровне кода прошивки. Что практически ничем не отличается от "дрыганья ногами" обычного порта ввода-вывода.

Для эмуляции USB мыши были использованы встроенные библиотеки среды CodeVisionAVR (весьма удобные, стабильные и простые в применении, кстати), поэтому для компиляции проекта нужна её версия не ниже 3.12. Но есть и уже откомпилированный hex, он находится в папке \Release\Exe.

Для работы с COM портом используется асинхронный буфер, заполняемый по прерываниям UART. Процедуры сочинил сам мастер CodeVision.

С эмуляцией PS/2 всё гораздо сложнее. На данном этапе используется реализация, основанная на изысканиях dtvims (http://rukodelie-ds.ru/forum/viewtopic.php?t=619 и библиотеке ps2dev из проекта Arduido). Всё это, впрочем, пришлось во многом переосмыслить и доработать. На данном этапе формирование самих сигналов интерфейса выполняется программно, однако периодическая проверка на предмет опроса и конфигурирования мыши хостом сделана по прерываниям таймера. Часть "второстепенных" команд заменена "затычками" (переходник говорит, мол, "команда принята", но на деле ничего в своей работе не меняет). Примерно так же, как делали многие производителей поздних чипов для PS/2 мышей. На практике это, по большому счёту, ни на что не влияет. Кроме того, из-за отсутствия адекватного оборудования, "второстепенные" режимы работы (по запросу и эхо) пока не тестировались. А из-за, как выяснилось, исключительного разнообразия особенностей работы хостовой части PS/2 на разных материнских платах, пока едва ли можно гарантировать, что текущая реализация их все учитывает и будет работать в любой ситуации.

Небольшие пояснения по схеме (по аппаратной версии 1.0):
XP1 - разъём DB-9 под COM-порт, XS1 - mini-DIN 6 для PS/2 мыши, XS2 - USB разъём (я брал полноразмерный USB-B). XP2 - линейка пинов для подключения программатора. Для соединения XS1 с портом компа я доработал провод от сломаной мышки (нет, сломалась она не в ходе этих экспериментов ).
Джампер XP4 в замкнутом состоянии активирует режим PS/2, в разомкнутом - USB. Проверяется он один раз при подаче питания. ВНИМАНИЕ!!! Перед тем, как включить комп в розетку (даже не просто перед "включить кнопкой". Ибо на разъёмах часто имеется дежурное питание даже при выключенном компе) правильно выставите джампер в соответствии с выбранным интерфейсом! В противном случае есть совсем небольшой, но всё же риск чего-нибудь сломать. (в USB уровни сигналов составляют порядка 3 вольт, а в PS/2 - порядка 5).

Джампер XP3 может активировать бут-загрузчик. В принципе Atmel записывает свой загрузчик в AT90USB162 прямо с конвейера. Но всё же я бы рекомендовал использовать тот, который прилагается в отдельном архиве.
Чтобы его откомпилировать, требуется поставить Atmel Studio, да ещё и LUFA стек поверх. Однако можно просто взять готовый hex из папки BootLoader_DFU\LUFA_DFU_16KB_4KB_1\LUFA_DFU_16KB_4KB_1\Release Кроме того, потребуется выставить правильно фьюзы (см. скриншот в архиве с основной прошивкой). ВНИМАНИЕ! Фьюзы BootLock нужно выставлять после заливки бутлодера в чип. А можно и не выставлять вообще. Состояние джампера проверяется в момент подачи питания, при этом комп его увидит как "Atmel USB Device". Драйвера на него после установки Atmel Flip искать в папке Program Files\Atmel\Flip 3.4.7\usb

Питание на переходник поступает от USB или PS/2. Никакого дополнительного источника, конечно, не тебуется.

Светодиод VD1 подмигивает при заливке прошивки через программатор, при успешном опознавании COM мыши и при получении от неё пакетов данных. Также он мигает, когда активен прилагаемый бут-загрузчик.

Anonymous не исключено, что у вас мыши с протоколом "PC Mouse". Они как раз при активации ничего не выдают в порт. В таком случае, с той прошивкой, что сейчас, мой переход также работать не стал бы, поскольку программировался на протокол "MS Mouse". С прошивкой, доработанной в части декодирования протокола мыши, наверно заработал бы.
Однако дело может обстоять и иначе - что ваши мыши вообще сделаны не под COM порт, а под специальную плату расширения. Как раз такую-то мышь и возможно было сделать на простейшей рассыпухе, не привлекая программируемую логику. Очевидно, с таким интерфейсом COM порт не работает. И моё поделие, очевидно, также работать не будет. Однако и в этом случае, если вы нагуглите истинное назначение контактов вашего разъёма, то скорректировав аппаратную и программную часть моего перехода, вполне смогли бы его приспособить для своих задач.

Anonymous почитал даташит на эту самую ХЛ...и правда, ну просто очень железный чип! Каждую команду и состояние вывели на выделенные ноги.
Так что можете попробовать вариант №1. Будут вопросы - спрашивайте. Сразу обратите внимание на периодический сброс буфера пакета мыши по таймеру.
А может и я в процессе тоже попробую, спортивного интереса ради. Пара мышей, якобы умеющих "PC Mouse", у меня есть. Хоть и не настолько винтажных, чтобы совсем на рассыпухе.
P.S. Кстати, если не секрет, что это за модели у вас такие мышей? Неужели советские?

В процессе реставрации одного своего COM мыша с забавным названием "AK-77" (именно его немного видно на фото) сделал забавное наблюдение:

При вскрытии обнаружилось, что выполнен он на основе чипа EM83701. Так вот, оказалось, что если ноги 1 и 16 чипа замкнуть перемычкой, то мышь входит в режим т.н. "динамического разрешения". Меняет свою чувствительность в зависимости от скорости перемещения. Как результат - мышь двигается гораздо быстрее и отзывчивее, в чём-то даже приближаясь к своим PS/2 сородичам! Или как минимум, гораздо лучше, чем было. Забавно, что именно об этом кричали надписи на коробке (да, у меня сохранилась родная коробка от неё), да только до моего вмешательства эта фича не была активирована. Китайцы сами поставить перемычку не догадались. Видимо, невнимательно читали даташит.

Вывод: таким образом, настоящим гуртовщикам мыши настоятельно рекомендуется знать элементную базу своих манипуляторов. Как знать, может и в вашей мыши таится ещё не раскрытый потенциал!

Почти месяц уже пытался перевести наконец алгоритм PS/2 функции на "аппаратную основу". Т.е. заменить программные задержки на работу по прерываниям таймера, что значительно разгрузило бы ядро контроллера. И...о б-же мой! И хоть тов. dtvims как бы уже предупреждал, всё равно, я даже предположить не мог, насколько же индивидуальны и придирчивы до мелочей PS/2 контроллеры на различных матерях. Если им при инициализации мыши хоть что-то не понравилось, они тупо затыкаются и сообщают, что мыши нет. Даже ни разу не пытаясь перезапустить. При том, что отладка интерфейса крайне затруднена из-за изолированности интерфейса от основной системы компьютра. Драйвер мыши просто получает от контроллера признак, есть мышь, или нет. В этом плане у меня особо выделилась интеловская DH55TC с "комбинированным" портом PS/2. В который она при работе периодически шлёт какую-то полную чушь, типа импульсов DATA=0, при этом не меняя состояние CLK. При определённых настройках времянки импульсов мыши эта мать вообще наглухо зависает на старте! Пока не оторвёшь переходник. Но при этом любая "живая" PS/2 мышь работает чётко и на любой материнке. ЧЯДНТ, в конце концов?