微機(jī)原理與接口技術(shù)9

1、1微機(jī)原理與接口技術(shù)第9章 微機(jī)常用外設(shè)接口2第9章 微機(jī)常用外設(shè)接口 3第9章 微機(jī)常用外設(shè)接口 n9.1 鍵盤及其接口n9.2 鼠標(biāo)及其接口n9.3 顯示器及其接口n9.4 打印機(jī)接口4第9章 微機(jī)常用外設(shè)接口9.1 鍵盤及其接口 鍵盤是最常用也是主要的輸入設(shè)備，用戶通過鍵盤，可以將英文字母、數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、漢字及其它圖形、文字輸入到計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中，從而向計(jì)算機(jī)發(fā)出命今或輸人數(shù)據(jù)。通常可將鍵盤分為兩類：小鍵盤：適用于單板機(jī)或以微處理器為基礎(chǔ)的儀器，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、地址、命令及指令等的輸入獨(dú)立鍵盤：通過5芯電纜或USB接口與PC微機(jī)主機(jī)連接組成鍵盤的按鍵有機(jī)械式、電容式、導(dǎo)電橡膠式和薄膜式等多種

2、，但不論何種形式，其作用都是一個(gè)使電器接通與斷開的開關(guān)。5第9章 微機(jī)常用外設(shè)接口9.1 鍵盤及其接口 按鍵碼的識(shí)別方式分類，鍵盤分為：編碼鍵盤主要依靠硬件電路完成掃描、編碼和傳送，直接提供與按鍵相對(duì)應(yīng)的編碼信息，其特點(diǎn)是響應(yīng)速度快，但硬件結(jié)構(gòu)復(fù)雜。非編碼鍵盤的掃描、編碼和傳送則由硬件和軟件共同完成，其響應(yīng)速度不如編碼鍵盤快，但可以通過軟件對(duì)鍵盤的某些按鍵重新定義，為擴(kuò)充鍵盤功能提供了較大方便。因此計(jì)算機(jī)中使用的主要是非編碼鍵盤。自從PC機(jī)推出以來(lái)，鍵盤也有了很大的發(fā)展，經(jīng)歷了83鍵鍵盤、84鍵鍵盤、l01(或102)鍵 鍵盤以及帶鼠標(biāo)或跟蹤球的多功能鍵盤等多種形式，另外還有些專用鍵盤(如PO

3、S專用鍵盤)等。6第9章 微機(jī)常用外設(shè)接口9.1 鍵盤及其接口 n9.1.1 非編碼鍵盤的基本工作原理常用的非編碼鍵盤有線性鍵盤和矩陣鍵盤。線性鍵盤主要適用于小鍵盤，其按鍵不多，而每個(gè)按鍵均有一條輸入線送到計(jì)算機(jī)接口上。當(dāng)按鍵增多時(shí)，受到輸入線寬度的限制。矩陣鍵盤的按鍵按行列排放，如有i行j列，則可排放ij個(gè)按鍵，但送往計(jì)算機(jī)的輸入線共i+j條。因此適用于按鍵較多的場(chǎng)合。+5V+5V+5VSW7SW8SW3SW9SW4SW5SW6SW1SW2SW0SWASWFSWCSWDSWESWBESCUPEnterDOWN9.1K4VCC接8255的B口由B口依次輸出只有一個(gè)為低電平的掃描碼接8255的C

4、口（PC0PC3輸入）沒有按鍵被按下為高電平PB0PC0PC1PC2PC3D11N4148PB1D21N4148PB2D31N4148PB3D41N4148PB4D51N4148 7第9章 微機(jī)常用外設(shè)接口9.1 鍵盤及其接口 n9.1.1 非編碼鍵盤的基本工作原理主要的鍵碼識(shí)別方法有：行掃描法n先使第0行接低電平，其余行為高電平，然后看第0行是否有鍵閉合（通過檢查列線電位實(shí)現(xiàn)）n此后，再將第1行接地，然后檢測(cè)列線是否有變?yōu)榈碗娢坏木€。如此往下一行一行地掃描，直到最后一行n在掃描過程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某一行有鍵閉合時(shí)，便在掃描中途退出n通過組合行線和列線可識(shí)別此刻按下的是哪一鍵行列反轉(zhuǎn)法行列掃描法8第

5、9章 微機(jī)常用外設(shè)接口9.1 鍵盤及其接口 n9.1.1 非編碼鍵盤的基本工作原理主要的鍵碼識(shí)別方法有：行掃描法行列反轉(zhuǎn)法n首先將行線作為控制線接輸出端口，將列線作為檢測(cè)線接輸入端口nCPU通過輸出端口將行線（控制線）全部設(shè)置為低電平，然后從輸入端口讀取列線（檢測(cè)線）n然后，將行線和列線的作用互換，即將列線作為控制線接輸出端口，行線作為檢測(cè)線接輸入端口n將剛才讀得的列值從列線所接端口輸出，再讀取行線的輸入值n這樣，當(dāng)一個(gè)鍵被按下時(shí)，必定可以讀得一對(duì)唯一的行值和列值行列掃描法9第9章 微機(jī)常用外設(shè)接口9.1 鍵盤及其接口 n9.1.1 非編碼鍵盤的基本工作原理主要的鍵碼識(shí)別方法有：行掃描法行列反

6、轉(zhuǎn)法行列掃描法n行列掃描法是PC機(jī)鍵盤使用的主要鍵盤識(shí)別方法，硬件結(jié)構(gòu)與行掃描法類似n首先進(jìn)行行掃描n然后進(jìn)行列掃描n將兩次所得的行號(hào)和列號(hào)進(jìn)行對(duì)比，如相同則認(rèn)為該鍵碼正確無(wú)誤，即獲得該閉合鍵的行列掃描碼。10n抖動(dòng)和重鍵問題在按鍵被按下或放開的瞬間，由于機(jī)械觸點(diǎn)存在彈跳現(xiàn)象，實(shí)際按鍵電壓波形存在抖動(dòng)現(xiàn)象，抖動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短與按鍵的機(jī)械特性有關(guān)，一般在5ms10ms之間，而按鍵穩(wěn)定閉合期長(zhǎng)短與按鍵時(shí)間有關(guān)，從數(shù)百毫秒到數(shù)秒不等。為了保證按鍵由“按下”到“松手”之間僅視為一次或數(shù)次輸入（對(duì)于具有重復(fù)輸入功能的按鍵），必須在硬件或軟件上采取去抖動(dòng)措施，避免一次按鍵輸入一串鍵碼。11n抖動(dòng)和重鍵問題消除

7、抖動(dòng)的方法主要有兩種：n硬件方法：采用RC濾波電路消除拉動(dòng)的波動(dòng)n軟件方法：通過延時(shí)一定時(shí)間，等信號(hào)穩(wěn)定后再去識(shí)別鍵碼重鍵問題是指由于誤操作，兩個(gè)或兩個(gè)以上的鍵同時(shí)被按下閉合，此時(shí)鍵位掃描中會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的行列值。重鍵處理的方法主要有：n簡(jiǎn)單情況：不予識(shí)別，認(rèn)為是錯(cuò)誤的按鍵n通常情況：只承認(rèn)先識(shí)別出來(lái)的鍵連鎖法：不停地掃描鍵盤，重鍵期間不作識(shí)別，僅承認(rèn)最后一個(gè)閉合鍵順序法：在識(shí)別某閉合鍵后保持不動(dòng)，直到該鍵釋放后再去識(shí)別其他按鍵n正常的組合鍵：都識(shí)別出來(lái)12第9章 微機(jī)常用外設(shè)接口9.1 鍵盤及其接口 n9.1.2 PC鍵盤及接口技術(shù)PC微機(jī)鍵盤的特點(diǎn)：1、鍵盤由單片機(jī)、譯碼器和16行8列的鍵開關(guān)

8、矩陣三大部分組成。2、按鍵采用電容開關(guān)，即按鍵時(shí)的上下動(dòng)作使電容量發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)開關(guān)接通或斷開的目的。3、屬于非編碼鍵盤，這種鍵盤只提供鍵的行列位置(或稱掃描碼)，而按鍵的識(shí)別和鍵值的確定等工作全靠軟件完成。PC微機(jī)鍵盤是一種由單片機(jī)掃描、編碼的智能化鍵盤。13第9章 微機(jī)常用外設(shè)接口9.1 鍵盤及其接口 n9.1.2 PC鍵盤及接口技術(shù)CPU在中斷允許的條件下(IF=1)，響應(yīng)類型碼為09H的鍵盤中斷，從而轉(zhuǎn)入BIOS鍵盤中斷服務(wù)程序，該程序主要完成以下功能：從鍵盤接口讀取鍵盤掃描碼，判斷是否合法；為非法時(shí)結(jié)束中斷，不予處理；如果是8個(gè)特殊鍵，將狀態(tài)存入BIOS數(shù)據(jù)區(qū)的鍵盤標(biāo)志單元；將掃

9、描碼轉(zhuǎn)換成ASCII碼或擴(kuò)展碼，并判斷轉(zhuǎn)換后的ASCII碼是否合法；判斷RAM中的鍵盤緩沖區(qū)是否已滿，如果已經(jīng)存滿，則中斷結(jié)束，調(diào)用BEEP程序使揚(yáng)聲器鳴響一秒鐘，然后返回。當(dāng)鍵盤緩沖區(qū)未滿時(shí)，將按鍵的ASCII碼存入鍵盤緩沖區(qū)，并修改它的指針，結(jié)束中斷，正常返回；如果是系統(tǒng)復(fù)位組合鍵、中止組合鍵、暫停、打印屏幕等按鍵則直接執(zhí)行，完成其對(duì)應(yīng)的操作功能。14第9章 微機(jī)常用外設(shè)接口9.1 鍵盤及其接口 n9.1.3 鍵盤I/O程序設(shè)計(jì)P250 表9-1、表9-2P251 圖9-4、例9.215第9章 微機(jī)常用外設(shè)接口 n9.1 鍵盤及其接口n9.2 鼠標(biāo)及其接口n9.3 顯示器及其接口n9.4

10、打印機(jī)接口16第9章 微機(jī)常用外設(shè)接口9.2 鼠標(biāo)及其接口 n9.2.1 鼠標(biāo)的工作原理鼠標(biāo)器的基本工作原理是將鼠標(biāo)移動(dòng)的距離及方向信息變換成脈沖信號(hào)送給計(jì)算機(jī)，再由計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)程序?qū)⒚}沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成鼠標(biāo)器光標(biāo)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)以達(dá)到指示位置的目的。根據(jù)測(cè)量位移部件的不同，鼠標(biāo)器可分為：機(jī)械式將滾輪的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，再變?yōu)殡娦盘?hào)。光電式通過光學(xué)定位系統(tǒng)得出鼠標(biāo)的移動(dòng)速度和移動(dòng)方向。光機(jī)式原理介于機(jī)械式鼠標(biāo)和光電鼠標(biāo)之間。從接口標(biāo)準(zhǔn)分： 總線式鼠標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)RS-323C串口鼠標(biāo)、PS/2鼠標(biāo)和USB鼠標(biāo)從按鍵形式分： 兩鍵鼠標(biāo)、三鍵鼠標(biāo)和滾輪鼠標(biāo)17第9章 微機(jī)常用外設(shè)接口9.2 鼠標(biāo)及其接口 n9.2

11、.1 鼠標(biāo)的工作原理鼠標(biāo)主要性能指標(biāo)：分辨率指鼠標(biāo)移動(dòng)一英寸檢測(cè)出的點(diǎn)數(shù)，單位dpi(每英寸點(diǎn)數(shù))。目前鼠標(biāo)多為400dpi以上。采樣率指操作系統(tǒng)確認(rèn)鼠標(biāo)位置的頻率，通常PS/2鼠標(biāo)采樣率為60次/秒，而USB接口鼠標(biāo)的采樣率為120次/秒。掃描次數(shù)指每秒光電鼠標(biāo)的光學(xué)接收器將接收到的光反射信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的次數(shù)。18第9章 微機(jī)常用外設(shè)接口9.2 鼠標(biāo)及其接口 n9.2.2 鼠標(biāo)與計(jì)算機(jī)的接口鼠標(biāo)按照一定的傳輸格式向主機(jī)傳送數(shù)據(jù)，一般采用字節(jié)組安排數(shù)據(jù)信息。輸出字節(jié)數(shù)與鼠標(biāo)鍵數(shù)有關(guān)，一般兩鍵鼠標(biāo)采用3字節(jié)一組的數(shù)據(jù)格式，而三鍵鼠標(biāo)采用5字節(jié)一組的數(shù)據(jù)格式。19第9章 微機(jī)常用外設(shè)接口9.2

12、鼠標(biāo)及其接口 n9.2.3 鼠標(biāo)接口編程P253 表9-420第9章 微機(jī)常用外設(shè)接口 n9.1 鍵盤及其接口n9.2 鼠標(biāo)及其接口n9.3 顯示器及其接口n9.4 打印機(jī)接口21第9章 微機(jī)常用外設(shè)接口9.3 顯示器及其接口 顯示系統(tǒng)由顯示器和顯示卡兩部分組成。根據(jù)顯示器件的不同可將顯示器分為：陰極射線管顯示器(CRT)平板顯示器液晶顯示器(LCD)場(chǎng)致發(fā)光顯示器(EL)等離子體顯示器(PDP)真空熒光顯示器(VFD)22第9章 微機(jī)常用外設(shè)接口9.3 顯示器及其接口 n9.3.1 顯示系統(tǒng)的性能參數(shù)顯示器的性能參數(shù)主要有：顯示器尺寸顯示器屏幕的對(duì)角線長(zhǎng)度。像素俗稱點(diǎn)，是屏幕顯示的最小單位。

13、分辨率指一幀屏幕擁有的水平像素的數(shù)目垂直像素的數(shù)目。點(diǎn)距顯示器屏幕上像素間的距離。刷新頻率顯示屏內(nèi)容被重寫的頻率，又稱為幀頻，單位為Hz。刷新頻率越高，屏幕圖像越穩(wěn)定。水平掃描頻率即行頻。單位時(shí)間內(nèi)電子束從屏幕左到右的掃描次數(shù)。垂直掃描頻率垂直掃描鋸齒波的頻率。對(duì)比度圖像（字符）與背景的濃度差。掃描方式電子束掃過熒光屏上所有像素的方式，分隔行和逐行掃描方式。23第9章 微機(jī)常用外設(shè)接口9.3 顯示器及其接口 n9.3.1 顯示系統(tǒng)的性能參數(shù)顯示卡的性能參數(shù)：顯示緩存容量像素顏色數(shù)顯示系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)：CGA：640 200，EGA： 640 350 ，VGA：640 480，SVGA：800 600

14、，XGA：1024 768，SXGA：1280 102424第9章 微機(jī)常用外設(shè)接口9.3 顯示器及其接口 n9.3.2 顯示器的工作原理1. CRT顯示器25第9章 微機(jī)常用外設(shè)接口9.3 顯示器及其接口 n9.3.2 顯示器的工作原理1. CRT顯示器26第9章 微機(jī)常用外設(shè)接口9.3 顯示器及其接口 n9.3.2 顯示器的工作原理2. 液晶顯示器(LCD)特點(diǎn)：n電壓低，功耗小n體積小，重量輕n無(wú)輻射，無(wú)閃爍27第9章 微機(jī)常用外設(shè)接口9.3 顯示器及其接口 n9.3.2 顯示器的工作原理LCD和CRT的區(qū)別CRTLCD主動(dòng)發(fā)光效應(yīng)被動(dòng)發(fā)光效應(yīng)鋸齒波光柵掃描實(shí)現(xiàn)顯示行列式定位確定像素位置

15、分辨率不可變分辨率在一定范圍內(nèi)可變28第9章 微機(jī)常用外設(shè)接口9.3 顯示器及其接口 n9.3.3 顯示器接口顯卡與顯示器的接口從其信號(hào)形式上可分為兩大類：數(shù)字信號(hào)接口模擬信號(hào)接口29第9章 微機(jī)常用外設(shè)接口9.3 顯示器及其接口 n9.3.4 顯示器接口編程10H中斷程序的功能：顯示模式設(shè)置(00H)對(duì)光標(biāo)位置的設(shè)置(02H)和讀取(03H)往光標(biāo)位置寫字符(09H)從光標(biāo)位置讀字符(08H)使屏幕往上滾動(dòng)的設(shè)置(06H)使屏幕往下滾動(dòng)的設(shè)置(07H)對(duì)像素顏色的設(shè)置(0CH) P260 表9-8、例9.3P261 例9.430第9章 微機(jī)常用外設(shè)接口 n9.1 鍵盤及其接口n9.2 鼠標(biāo)及其接口n9.3 顯示器及其接口n9.4 打印機(jī)接口31第9章 微機(jī)常用外設(shè)接口9.4 打印機(jī)接口 n9.4.1 打印機(jī)的基本工作原理按打印機(jī)和主機(jī)的接口方法分：并行打印機(jī)和串行打印機(jī)按打印方式分：擊打式打印機(jī)靠機(jī)械動(dòng)作實(shí)現(xiàn)印字，因此它的打印速度不可能很高，并且不可避免地要產(chǎn)生工作噪音。非擊打式打印機(jī)是靠電磁作用實(shí)現(xiàn)印字的。它沒有機(jī)械動(dòng)作，因此打印速度快打印時(shí)無(wú)工作噪聲。非擊打式打印機(jī)有激光式、噴墨式、熱敏式、熱升華式等。按字符的形成來(lái)分：全字符式打印機(jī)是將整個(gè)字符的字模以不同的方式安裝在基體上，一次打印動(dòng)作就可實(shí)現(xiàn)一個(gè)字符的印字。擊打式打印機(jī)大多使用全字符打印方式。點(diǎn)陣式打印機(jī)是用點(diǎn)陣的形