微機原理-第10章人機交互設(shè)備接口課件

1第八章人機交互設(shè)備接口§8.1鍵盤及其接口教學(xué)重點人機交互設(shè)備的接口特性顯示適配器的工作原理2第八章鍵盤及其接口8.1鍵盤及其接口鍵盤是微機系統(tǒng)中最基本的輸入設(shè)備。由排列成矩陣形式的按鍵開關(guān)陣列組成。根據(jù)功能可把鍵盤分為兩種基本類型：編碼鍵盤：能自動檢測按鍵，并以串/并方式將對應(yīng)功能鍵碼(如ASCII碼)送給CPU。非編碼鍵盤：只提供鍵盤的行列矩陣值，按鍵的識別和鍵值的確定、輸入等均由主機軟件完成。3第八章鍵盤及其接口非編碼鍵盤的接口功能_11、非編碼鍵盤的接口功能目前微機系統(tǒng)通常采用非編碼鍵盤。下面以由機械式有觸點按鍵組成的非編碼鍵盤為例說明。鍵盤接口的基本功能:去抖動防串鍵被按鍵的識別和鍵碼的產(chǎn)生下一節(jié)5②防串鍵

串鍵是指多個鍵同時按下(重鍵)或前面鍵未釋放又按下新的鍵(連擊)時產(chǎn)生的問題。解決串鍵一般有三種方法：第八章鍵盤及其接口非編碼鍵盤的接口功能_3返回多個鍵同時按下時，暫不讀鍵碼，只認最后釋放的鍵為正確按鍵，并讀其鍵碼。當(dāng)一個鍵被按下時，只讀最先按下鍵的鍵碼，忽略其它。此法實現(xiàn)簡單，常用。循環(huán)掃描各個鍵，將一個或多個同時按下的鍵順序檢測并讀取對應(yīng)的鍵碼。（PC系列機鍵盤采用此法，形成組合鍵）N鍵串行循環(huán)法N鍵連鎖雙鍵鎖定6③被按鍵的識別和鍵碼的產(chǎn)生這是鍵盤接口要解決的主要問題，通常采用硬件、軟件結(jié)合的辦法解決。識別按鍵的常用方法：第八章鍵盤及其接口非編碼鍵盤的接口功能_4返回由程序逐行(列)對鍵盤進行掃描，通過檢測列(行)狀態(tài)來確定閉合鍵。（此法需輸入、輸出端口各一個）通過行、列交替分兩次掃描與檢測來識別閉合鍵。（此法需兩個可編程雙向I/O端口）行/列掃描法線反轉(zhuǎn)法7行掃描式鍵盤接口實例6根行線輸出線5根列線輸入線③利用寫入端口8CH的行值和從端口90H讀回的列值，可確定被按鍵的行列座標編碼，通過查表可得到反映鍵功能的鍵值。第八章鍵盤及其接口行/列掃描式鍵盤接口方法_12、行/列掃描式鍵盤接口方法（廣泛應(yīng)用）①依次寫01H(02H/04H/08H/10H/20H)至端口8CH，對應(yīng)的行線Li為0，其余各行為1。②讀端口90H，若各列狀態(tài)為全1，無鍵按下，返回上一步；若某行各列狀態(tài)有0，有鍵按下，不再往下掃描，進入下一步。初始狀態(tài)：5根列線R0～R4在沒有鍵被按下時，均處于固定“1”狀態(tài)。9第八章鍵盤及其接口行/列掃描式鍵盤接口方法_3鍵的掃描、識別、處理程序流程圖(續(xù))根據(jù)鍵編碼查表鍵序號(鍵值)延時20ms，去抖動鍵釋放了嗎？根據(jù)鍵值判定鍵種類數(shù)字鍵處理(如存入顯示緩沖區(qū)以顯示)命令鍵處理接上頁YN鍵處理(找出鍵值，完成鍵功能)10第八章鍵盤及其接口線反轉(zhuǎn)法線反轉(zhuǎn)法也稱反轉(zhuǎn)法，其基本思路是：第一步：向行線輸出全0，讀入列線的值并判別，為0的列線對應(yīng)被按鍵所在的列；通過以上兩步，可獲得被按鍵的行列值。注意：此法行和列各需一個雙向I/O端口。第二步：以第一步讀入的列值向列線輸出，同時讀回行線的值并判別，為0的行線必是被按鍵所在的行。11第八章鍵盤及其接口PC系列機鍵盤及接口_13、PC系列機鍵盤及接口常用鍵盤：83鍵、101鍵、104鍵等高檔微機多采用104鍵電容式無觸點開關(guān)鍵盤。16×8鍵開關(guān)矩陣譯碼器Intel8048串行接口Intel8042CPU鍵盤緩沖區(qū)鍵盤主機板6芯電纜：主機提供+5V、地線；鍵盤使用數(shù)據(jù)線和時鐘線向主機發(fā)送掃描碼，采用串行半雙工方式；主機也用這兩根線向鍵盤發(fā)控制信號PC機鍵盤：8048單片機是核心，負責(zé)采用行/列掃描法對鍵盤矩陣進行掃描、去抖動、產(chǎn)生鍵盤掃描碼和向主機發(fā)送數(shù)據(jù)。346125PS/2鍵盤接口引腳1:數(shù)據(jù)；2:保留；3:地；4:+5V;5:時鐘；6:保留數(shù)據(jù)、時鐘線兩端為OC門時鐘線：通信協(xié)調(diào)功能13第八章鍵盤及其接口PC系列機鍵盤及接口_3鍵盤與主機間的通信無通信時，時鐘線和數(shù)據(jù)線均處于高電平狀態(tài)。有鍵按下或鍵盤要向主機回送命令時，鍵盤要發(fā)送。主機向鍵盤發(fā)送數(shù)據(jù)時，也要先檢測時鐘線狀態(tài)。來自鍵盤的數(shù)據(jù)完整時，就等待接收完畢；若數(shù)據(jù)不完整時，則強制將時鐘線置為低電平(>60ms)。②發(fā)送中，鍵盤要不斷(每隔60ms)測試時鐘線狀態(tài)。時鐘線長時間為低時，鍵盤立即停止發(fā)送。①發(fā)送前，首先檢查時鐘線和數(shù)據(jù)線。時鐘線低：線路禁止傳輸；時鐘線高、數(shù)據(jù)線低：主機請求發(fā)送，鍵盤準備接收；時鐘線高、數(shù)據(jù)線高：鍵盤可向主機發(fā)送數(shù)據(jù)。14第八章鍵盤及其接口PC系列機鍵盤及接口_4主機鍵盤接口處理鍵盤數(shù)據(jù)當(dāng)主機鍵盤接口將正確數(shù)據(jù)送入輸出緩沖器后，產(chǎn)生硬件中斷請求IRQ1，系統(tǒng)調(diào)用INT9H

軟中斷服務(wù)程序進行鍵盤代碼處理。INT9H功能

(鍵盤數(shù)據(jù)存入緩沖區(qū))

讀取來自鍵盤的系統(tǒng)掃描碼或命令；處理命令代碼；將掃描碼轉(zhuǎn)換為雙字節(jié)的ASCII碼(系統(tǒng)掃描碼＋ASCII碼)或擴展碼(全0字節(jié)＋ASCII碼)，存入BIOS數(shù)據(jù)區(qū)的32字節(jié)鍵盤緩沖區(qū)。注意：系統(tǒng)從鍵盤緩沖區(qū)取鍵碼數(shù)據(jù)，一般用

BIOSINT16H

或

DOSINT21H

完成。15第八章顯示器及其接口10.2顯示器及其接口顯示器：計算機最基本的輸出設(shè)備顯示字符、數(shù)據(jù)、圖形、圖像等最直接的人機交互窗口顯示器的主要種類：

LED(LightEmittingDiode)發(fā)光二極管顯示器：主要用于顯示數(shù)字、字符，簡單，價格便宜。

CRT(CathodeRayTube)陰極射線管顯示器：主要用于顯示文字、圖形、圖像等，亮度高，色彩逼真，價格適中。

LCD(LiquidCrystalDisplay)液晶顯示器：主要用于顯示文字、圖形、圖像等，色彩逼真，體積小，功耗低，價格略高。17第八章顯示器及其接口LED顯示器及接口_2一位LED顯示器接口

要顯示某字符，只需用OUT指令將該字符對應(yīng)的段碼送到輸出端口(設(shè)為40H)即可:MOVAL，0B0H;數(shù)字3的段碼為B0HOUT40H，AL300Ω×88位鎖存器DB0～7___IOW40HQ0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7&D0D7…+5Vabcdefgdpabcdefgdp陽極18第八章顯示器及其接口LED顯示器及接口_3多位LED顯示器接口①多位靜態(tài)顯示各位獨立驅(qū)動的顯示方式，每位用一個并行輸出口驅(qū)動。占用資源多。②多位動態(tài)顯示各位動態(tài)掃描，分時循環(huán)顯示，共用兩個并行輸出口驅(qū)動。

可簡化硬件，降低成本，減小功耗。19第八章顯示器及其接