第5章鍵盤與鼠標接口ppt課件

1、第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口5.1 鍵盤概述鍵盤概述5.2 鍵盤的任務原理鍵盤的任務原理5.3 PC擴展鍵盤接口擴展鍵盤接口5.4 鍵盤中斷與鍵盤鍵盤中斷與鍵盤I/O5.5 鼠標接口鼠標接口第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口本章學習目的本章學習目的l l 鍵盤的類型及其任務原理鍵盤的類型及其任務原理l l 鍵盤控制電路的組成及任務原理鍵盤控制電路的組成及任務原理l l 鍵盤接口電路的組成及任務原理鍵盤接口電路的組成及任務原理l l 鍵盤的中斷與鍵盤的中斷與I/OI/O接口及中斷效接口及中斷效力力l l 鼠標的類型和任務原理鼠

2、標的類型和任務原理l l 鼠標接口電路鼠標接口電路前往本章首頁前往本章首頁第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口5.1 鍵盤概述鍵盤概述5.1.1 鍵盤的規(guī)劃鍵盤的規(guī)劃5.1.2 鍵盤的分類鍵盤的分類前往本章首頁前往本章首頁第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口5.1.1 鍵盤的規(guī)劃鍵盤的規(guī)劃圖圖5.1 鍵盤的鍵區(qū)組成鍵盤的鍵區(qū)組成 主 鍵 區(qū) 功 能 鍵 區(qū)光標/數(shù)字復合鍵區(qū)光標控制鍵區(qū)前往本節(jié)前往本節(jié)第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口5.1.2 鍵盤的分類鍵盤的分類1按鍵的方式分類按鍵的方式分類 鍵盤按其按鍵的構造方式來分普通有鍵盤按其按鍵的構造方式來分普通有機械式、

3、電容式、電感式、磁感式、薄膜機械式、電容式、電感式、磁感式、薄膜式和橡膠墊式等。其中最常用的是機械式式和橡膠墊式等。其中最常用的是機械式和電容式鍵盤。其按鍵構造原理如圖和電容式鍵盤。其按鍵構造原理如圖5.2所所示。示。第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口圖圖5.2 鍵盤按鍵構造表示圖鍵盤按鍵構造表示圖 VccVcc上拉電阻上拉電阻列（讀出信號）列（讀出信號）機械觸點 等效電容行掃描 行掃描 （a）機械式鍵盤 （b）電容式鍵盤按鈕結構 （c）電容式鍵盤第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口2按插口方式分類按插口方式分類 按照鍵盤插口方式，鍵盤可分為串按照鍵盤插口方式，鍵盤可分為串口

4、口AT鍵盤大口、并口即鍵盤大口、并口即PS/2鍵盤小口兩類。其接口引腳鍵盤小口兩類。其接口引腳及功能闡明如圖及功能闡明如圖5.3所示。所示。第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口圖圖5.3 鍵盤插座表示圖及各引腳功能鍵盤插座表示圖及各引腳功能說明 1、KBD DATA51562、保留3、GND34344、+5V5、KDB CLK2126、保留 （a） （b）第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口3按鍵盤編碼方式分類按鍵盤編碼方式分類 l分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤。分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤。l編碼鍵盤是鍵盤電路在某個鍵被按下后，編碼鍵盤是鍵盤電路在某個鍵被按下后，能提供該鍵所代表的信息

5、代碼，并以并行能提供該鍵所代表的信息代碼，并以并行或串行信號輸給或串行信號輸給CPU。l非編碼鍵盤是一種廉價而廣泛用于微機系非編碼鍵盤是一種廉價而廣泛用于微機系統(tǒng)的輸入設備。這種鍵盤內部有一個掃描統(tǒng)的輸入設備。這種鍵盤內部有一個掃描電路，不斷地掃描鍵盤能否有鍵被按下。電路，不斷地掃描鍵盤能否有鍵被按下。此鍵所代表的鍵盤信息代碼，那么由鍵盤此鍵所代表的鍵盤信息代碼，那么由鍵盤接口及鍵盤處置軟件根據(jù)鍵盤送來的位置接口及鍵盤處置軟件根據(jù)鍵盤送來的位置信息產(chǎn)生，然后再送給信息產(chǎn)生，然后再送給CPU。前往本節(jié)前往本節(jié)第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口5.2 鍵盤的任務原理鍵盤的任務原理5.2.

6、1 鍵盤電路的組成鍵盤電路的組成5.2.2 鍵盤的支持邏輯鍵盤的支持邏輯5.2.3 掃描碼掃描碼5.2.4 鍵盤任務原理鍵盤任務原理前往本章首頁前往本章首頁第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口圖5.4 鍵盤矩陣構造表示圖行掃描線列掃描線第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口5.2.1 鍵盤電路的組成鍵盤電路的組成1微處置器微處置器2譯碼器譯碼器3鍵盤矩陣鍵盤矩陣圖圖5.5為為AT鍵盤控制器電路框圖，其控鍵盤控制器電路框圖，其控制電路如圖制電路如圖5.6所示。所示。第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口圖圖5.5 鍵盤電路組成表示圖鍵盤電路組成表示圖第第5 5章章 鍵盤與鼠標

7、接口鍵盤與鼠標接口圖圖5.6 鍵盤控制電路鍵盤控制電路 Vcc 8049 Vcc NumLock CapsLock ScrollLock 狀態(tài)指示燈 74LS154 A B C D Vcc -Vcc 07 KDB DATA 07 KDB CLK GND X1 DB0 X2 鍵盤微控制器 P10 DB7 P11 P20 P12 P23 P13 P24 P14 P25 T0 P26 INT P27 416 譯 碼 器 鍵盤陣列 13 行18 列 電阻排 晶體 振蕩 電路 前往本節(jié)前往本節(jié)第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口5.2.2 鍵盤的支持邏輯鍵盤的支持邏輯鍵盤的掃描主要包含四項義務：

8、鍵盤的掃描主要包含四項義務： 1掃描鍵盤掃描鍵盤 2讀取鍵盤讀取鍵盤 3去除抖動去除抖動 4組成串行掃描碼組成串行掃描碼 如圖如圖5.7所示所示第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口圖圖5.7 “h鍵的鍵碼鍵的鍵碼23的串行數(shù)據(jù)的串行數(shù)據(jù)KBD CLK 波形 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 KBD DATA 波形 S 0 0 0 0 0 P 1 1 1 ST 前往本節(jié)前往本節(jié)第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口5.2.3 掃描碼掃描碼掃描碼的構造普通分成四類：掃描碼的構造普通分成四類：1ASCII字符的掃描碼即字符的掃描碼即ASCII碼碼+鍵碼。鍵碼。2擴展的擴展

9、的ASCII字符的掃描碼即字符的掃描碼即00+擴展擴展ASCII碼。碼。3袖珍鍵盤即袖珍鍵盤即ASCII碼碼+鍵碼或鍵碼或ASCII碼碼+E0。4添加鍵即添加鍵即E0+鍵碼，假設與袖珍鍵反復鍵碼，假設與袖珍鍵反復的鍵那么為的鍵那么為00+鍵碼。鍵碼。第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口鍵的動作掃描碼信息也分為鍵的動作掃描碼信息也分為4種情況：種情況：1接通碼：接通碼：0+掃描碼。掃描碼。2斷開碼：斷開碼：XT鍵盤的情況為鍵盤的情況為1+掃描碼。掃描碼。 AT鍵盤的情況為：鍵盤的情況為：F0+掃描碼。掃描碼。3組合鍵掃描碼：組合鍵掃描碼：F0+鍵鍵Ctrl/Alt/Shift的掃描碼的掃

10、描碼+正常鍵的接通碼。正常鍵的接通碼。 4反復動作碼：反復動作碼：F0+接通碼接通碼+接通碼接通碼+除了除了Pause鍵。鍵。前往本節(jié)前往本節(jié)第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口鍵盤掃描碼的發(fā)送完全按串行異步鍵盤掃描碼的發(fā)送完全按串行異步通訊格式進展，其格式如下：通訊格式進展，其格式如下：5.2.4 鍵盤任務原理鍵盤任務原理第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口鍵盤掃描碼的發(fā)送完全按串行異步通鍵盤掃描碼的發(fā)送完全按串行異步通訊格式進展，其格式如下：訊格式進展，其格式如下：第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口圖圖5.8 8048和鍵盤接口的銜接圖和鍵盤接口的銜接圖地線電源C

11、LOCK OUT雙向時鐘REQ IN電容 五芯插頭13 電阻2DATA OUT45 雙向數(shù)據(jù)DATA INKEYDEP復位線P21 VccVddEAP10 VssINTX2 X1P22 DB68048DB0P11 T1RESET鍵 盤掃描前往本節(jié)前往本節(jié)第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口5.3 PC擴展鍵盤接口擴展鍵盤接口5.3.1 擴展鍵盤接口的功能擴展鍵盤接口的功能5.3.2 鍵盤接口任務原理及其編程控制鍵盤接口任務原理及其編程控制前往本章首頁前往本章首頁第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口5.3.1 擴展鍵盤接口的功能18042芯片的引腳定義芯片的引腳定義如圖如圖5.9

12、、表、表5.1所示所示2鍵盤接口電路銜接及接口信號鍵盤接口電路銜接及接口信號如圖如圖5.10所示所示1主機系統(tǒng)的接口信號主機系統(tǒng)的接口信號2鍵盤的接口信號鍵盤的接口信號第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口圖圖5.9 Intel 8042外形構造圖外形構造圖 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 Intel 8042 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口表5.1 Intel 8042各引腳功能表第第

13、5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口表5.1 Intel 8042各引腳功能表續(xù)表第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口圖圖5.10 鍵盤控制器接口邏輯電路鍵盤控制器接口邏輯電路 +5V NC NC RAM SEL 跨接器開關 顯示器類型開關 雙向數(shù)據(jù) 鍵盤鎖定開關 NC A2 RC（系統(tǒng)復位） IOR A20 選通 IOW NC 8042CS NC RESET OPT BUF FULL（IRQ1） OC PCLK NC OC OC 1 鍵盤時鐘 PCLK OC 2 鍵盤數(shù)據(jù) VCC P10 VDD SS P13 PROG P14 VSS P15 EA P16 D0 P17 D7 N

14、C A0 8042 P20 RD P21 WR 鍵盤 P22 CS 控制器 P23 RESET P24 XTALT1 P25 XTALT0 P25 TEST0 P27 TEST1 第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口3鍵盤接口的功能鍵盤接口的功能1接納鍵盤輸出的鍵盤掃描碼接納鍵盤輸出的鍵盤掃描碼2緩沖器滿產(chǎn)生鍵盤中斷緩沖器滿產(chǎn)生鍵盤中斷3提供鍵盤中斷程序讀取系統(tǒng)掃描碼提供鍵盤中斷程序讀取系統(tǒng)掃描碼4對鍵盤數(shù)據(jù)進展正確性檢查對鍵盤數(shù)據(jù)進展正確性檢查5向鍵盤傳送命令并等待接納鍵盤呼應向鍵盤傳送命令并等待接納鍵盤呼應6經(jīng)過鍵盤鎖定開關封鎖按鍵的掃描碼經(jīng)過鍵盤鎖定開關封鎖按鍵的掃描碼7接受一些

15、硬件配置開關形狀接受一些硬件配置開關形狀8控制系統(tǒng)復位動作控制系統(tǒng)復位動作9選通地址線選通地址線A20前往本節(jié)前往本節(jié)第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口5.3.2 鍵盤接口任務原理及其鍵盤接口任務原理及其編程控制編程控制8042作為鍵盤接口控制器，其內部功能如作為鍵盤接口控制器，其內部功能如圖圖5.11所示。所示。 1端口存放器及其作用端口存放器及其作用各個端口存放器的作用如下：各個端口存放器的作用如下：形狀存放器：是一個形狀存放器：是一個8位存放器，它包含有位存放器，它包含有鍵盤控制器和接口方面的信息，它在任何時鍵盤控制器和接口方面的信息，它在任何時候均可被候均可被CPU讀取。讀取

16、。第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口輸出緩沖器：其輸出緩沖器：其I/O端口地址為端口地址為060H，是一個是一個8位的只讀存放器。鍵盤控制器經(jīng)位的只讀存放器。鍵盤控制器經(jīng)過輸出緩沖器向系統(tǒng)傳送由鍵盤送來的過輸出緩沖器向系統(tǒng)傳送由鍵盤送來的掃描碼和命令呼應。輸入緩沖器：其掃描碼和命令呼應。輸入緩沖器：其I/O端口地址為端口地址為060H或或064H，輸入緩沖器也，輸入緩沖器也是一個是一個8位的只讀存放器，當位的只讀存放器，當CPU對地址對地址060H進展寫入時設置一個標志，表示寫進展寫入時設置一個標志，表示寫入一個數(shù)據(jù)；對地址入一個數(shù)據(jù)；對地址064H寫入時設置一寫入時設置一個標志，表

17、示寫入一個命令。個標志，表示寫入一個命令。第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口圖圖5.11 鍵盤接口功能框圖鍵盤接口功能框圖A0T1RDT0WRP27鍵盤數(shù)據(jù)（雙向）P26鍵盤時鐘（雙向）CSP25輸入緩沖器空（未用）P24輸出緩沖器滿（IRQ）系系P21A20 選通統(tǒng)統(tǒng)P20系統(tǒng)復位總總線線數(shù)據(jù)P14 微機系統(tǒng)板 RAM總線P15 跨接器安裝P16 顯示器類型P17 鍵盤鎖定 8 位 CPU地址、讀寫控制邏輯部件測試輸入端口輸入緩沖寄存器06H狀態(tài)寄存器 064H輸出緩沖寄存器060HROMRAM輸出端口第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口表表5.2 8042存放器端口分配及

18、讀寫控制表存放器端口分配及讀寫控制表第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口表表5.3 鍵盤控制器命令鍵盤控制器命令2鍵盤控制命令鍵盤控制命令第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口表表5.4 鍵盤命令列表鍵盤命令列表前往本節(jié)前往本節(jié)第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口5.4 鍵盤中斷與鍵盤鍵盤中斷與鍵盤I/O5.4.1 BIOS鍵盤緩沖區(qū)鍵盤緩沖區(qū)5.4.2 鍵盤的接口功能鍵盤的接口功能5.4.3 INT 09H鍵盤中斷鍵盤中斷5.4.4 INT 16H鍵盤效力功能鍵盤效力功能前往本章首頁前往本章首頁第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口5.4.1 BIOS鍵盤緩沖區(qū)1

19、鍵盤緩沖區(qū)的作用鍵盤緩沖區(qū)的作用BIOS在內存低端的在內存低端的BIOS數(shù)據(jù)存儲區(qū)開設一個鍵盤數(shù)據(jù)存儲區(qū)開設一個鍵盤緩沖區(qū)，其作用如下：緩沖區(qū)，其作用如下： 1可以滿足鍵盤實時輸入要求。可以滿足鍵盤實時輸入要求。 2順應隨機訪問的運用要求。順應隨機訪問的運用要求。 3能包容快速鍵盤輸入要求。能包容快速鍵盤輸入要求。第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口2鍵盤緩沖區(qū)的構造及操作鍵盤緩沖區(qū)的構造及操作 1隊列初始化隊列初始化2元素進隊列元素進隊列3元素出隊列如圖元素出隊列如圖5.12所示所示第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口圖圖5.12 鍵盤緩沖區(qū)的媒介作用表示圖鍵盤緩沖區(qū)的媒介作

20、用表示圖隊列始 隊列頭 隊列尾 隊列末 鍵盤緩沖區(qū) 由 INT 16 獲取元素 由 INT 09H 進入元素 前往本節(jié)前往本節(jié)第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口5.4.2 鍵盤的接口功能鍵盤的接口功能l1對某些鍵或鍵的組合定義為單字對某些鍵或鍵的組合定義為單字節(jié)的節(jié)的ASCII碼。碼。l2對某些鍵或鍵的組合定義為雙字對某些鍵或鍵的組合定義為雙字節(jié)的擴展碼。節(jié)的擴展碼。l3對某些鍵僅設置變量，反映其被對某些鍵僅設置變量，反映其被按下或釋放的形狀。按下或釋放的形狀。l4對某些鍵或鍵的組合產(chǎn)生特殊操對某些鍵或鍵的組合產(chǎn)生特殊操作。作。前往本節(jié)前往本節(jié)第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標

21、接口5.4.3 INT 09H鍵盤中斷鍵盤中斷l(xiāng)表表5.5列出了緩沖區(qū)的鍵盤形狀單元內容。列出了緩沖區(qū)的鍵盤形狀單元內容。lINT 09H的中斷效力功能：當掃描碼進入的中斷效力功能：當掃描碼進入INT 09H，中斷效力程序首先對其進展識別，中斷效力程序首先對其進展識別分類。分別為中斷動作、形狀標志及數(shù)據(jù)信分類。分別為中斷動作、形狀標志及數(shù)據(jù)信息三類。如圖息三類。如圖5.13所示。所示。INT 09H的入口是的入口是硬件信號硬件信號IRQ1和和DB0DB7。 第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口圖5.13 鍵盤信號的傳送轉換表示圖 Ctrl+Alt+Del Print+Screen 中斷

22、請求 Pause/Break 串行掃描碼 并行 掃描碼 鍵盤 接口 8042 鍵盤 8049 INT 09H 鍵盤緩沖區(qū) 鍵盤狀態(tài)單元 第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口表表5.5 鍵盤形狀單元鍵盤形狀單元前往本節(jié)前往本節(jié)第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口表表5.6 鍵盤的根本和擴展效力功能鍵盤的根本和擴展效力功能5.4.4 INT 16H鍵盤效力功能鍵盤效力功能第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口前往本節(jié)前往本節(jié)第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口5.5 鼠標接口鼠標接口5.5.1 鼠標器任務原理及分類鼠標器任務原理及分類5.5.2 鼠標的構造原理鼠標的構

23、造原理5.5.3 鼠標與計算機的接口鼠標與計算機的接口前往本章首頁前往本章首頁第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口5.5.1 鼠標器任務原理及分類鼠標器任務原理及分類鼠標器是由位置傳感器、公用途置芯片和采樣機構鼠標器是由位置傳感器、公用途置芯片和采樣機構組成如圖組成如圖5.14、5.15所示。所示。鼠標器的任務原理：當鼠標器相對桌面挪動時，采鼠標器的任務原理：當鼠標器相對桌面挪動時，采樣機構按樣機構按X，Y相垂直的方向把位置和間隔信息送相垂直的方向把位置和間隔信息送往傳感器，由傳感器將它們轉換成脈沖信號，輸入往傳感器，由傳感器將它們轉換成脈沖信號，輸入給公用的微處置器，然后由微處置器按

24、照異步串行給公用的微處置器，然后由微處置器按照異步串行口或并行口通訊協(xié)議，將動作位移以相應的數(shù)口或并行口通訊協(xié)議，將動作位移以相應的數(shù)據(jù)格式傳送到計算機主機。據(jù)格式傳送到計算機主機。第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口鼠標器的分類：鼠標器的分類：按采樣機構：分光機式、光電式、機械式按采樣機構：分光機式、光電式、機械式按其用途：分為臺式和便攜式兩種。按其用途：分為臺式和便攜式兩種。按照按鍵的數(shù)量：二鍵式、三鍵式和多鍵按照按鍵的數(shù)量：二鍵式、三鍵式和多鍵式多功能鼠標器。式多功能鼠標器。按其運用功能：分為按其運用功能：分為2D式和式和3D式兩種。式兩種。按其接口插頭的類型：分為按其接口插頭的類型：分為“D型型9針串針串口鼠標及圓形并口口鼠標及圓形并口PS/2鼠標。鼠標。第第5 5章章 鍵盤與鼠標接口鍵盤與鼠標接口圖圖5.14 鼠標器組成原理鼠標器組成原理