第13章 人机接口技术课件.ppt

外围设备的分类 §13.1 键盘原理及其接口技术 §13.1.1 键盘的分类 1．按制作工艺分 硬板键盘 软板键盘 2．按工作原理分 编码键盘 非编码键盘 线性键盘 矩阵键盘 §13.1.2 键盘的工作原理 1．线性键盘 每个键对应I/O端口的一位，没有按键闭合时，各位均处于高电位；当某键被按下时，对应位与地接通，则为低电位，而其他仍为高电位。 线性键盘软、硬件简单，但只适用于按键不多的情况。 §13.1.2 键盘的工作原理 (续) 2．矩阵键盘 当较多的按键需要识别时，常将按键设计成阵列形式。 把若干个按键排列成矩阵形式，每一行和每一列都各占用I/O端口的一位。 一个键盘阵列可以有N行和M列，共有N＊M个 按键，称为N*M键盘阵列，或N＊M键盘矩阵。 矩阵键盘按键的识别方法： 行扫描法 行反转法 §13.1.2 键盘的工作原理 (续) 矩阵键盘硬件连接 §13.1.2 键盘的工作原理 (续) 行扫描法 将键盘阵列的行线接到一个并行口上，将列线接到另一个并行口上。 设行线所接的并行口PA作为输出口用，列线所接的并行口PB作为输入口用。 行扫描法识别按键分两步： 识别是否有键按下 判别是哪一个键按下 行扫描法识别按键的方法： 识别是否有键按下 在PA口上输出全0，从PB口读回，若为全1 ，则无键按下，若非全1，则有键按下。 判别是哪一个键按下 从PA口的第1行起逐行输出0，然后从PB口的读入。如果读入的数据为全1，则使PA口的下一行输出0；如果读入的数据不为全1，则说明PA口输出0的行和PB口为0的列的交叉点的 按键被按下，即可确定按键的位置。因此，可用行号和列号的组合给每个按键编一个惟一的编 码。根据编码的不同，可以识别是哪个键按下。 行反转法识别按键的方法： 行反转法 首先使所有行线全输出“0”，然后读取列线状态，并判断。若列线全为“1”，则无键按下；若列线不全为“1”，则将刚读回的列线状态从列线输出，并读取行线状态，那么，说明为“0”的列线与为“0”的行线相交处的键被按下。最后，CPU根据行列编码所构成的键值转相应功能程序执行。 §13.1.3 PC系列键盘 PC系列键盘不是由硬件电路输出按键所对应的ASCII码值，而是由扫描程序识别按键的位置，因此，属于非编码键盘。 1.PC系列键盘工作原理 PC系列键盘主要由8048单片机、译码器和16行×8列的键开关阵列三部分组成，见图13.5。 8048是有40个引脚的8位CPU，内部有1024×8位的ROM、64×8位的RAM、8位定时器/计数器等。8048单片机承担了键盘扫描、消抖并生成扫描码、对扫描码进行并串转换，并将串行的键扫描码和时钟到主机等任务。 图13.5 PC键盘硬件逻辑图 §13.1.3 PC系列键盘（续） 2. PC系列键盘接口 PC键盘接口是安装在主板上，通过5芯插头座与键盘相连的，接口硬件逻辑见图13.6。 它采用单片机8042作为智能接口，8042是有40个引脚的8位微处理器，内部有2KB的ROM、128B的RAM、两个8位I/O端口、一个8位定时器/计数器和时钟发生器。 键盘接口的功能有三个：接收键盘输出的键扫描码；输出缓冲器满时，产生键盘中断；接收并执行系统命令。 §13.1.3 PC系列键盘（续） 3. PC系列键盘中断 计算机系统通过一个是硬中断09H和一个是软中断16H与键盘发生联系。 9号中断 9号中断完成两种转换： 第一，把键的扫描码转换为ASCⅡ码，则低字节为ASCⅡ码，高字节为系统的扫描码。 第二，把键的扫描码转换为扩展码，低字节为0，高字节对应值为0~255。 §13.1.3 PC系列键盘（续） BIOS INT 16H INT 16H软中断是用于检查是否有键输入，并完成从键盘缓冲区取出键值的操作。16H软中断共有三个子功能，见表13.1。 §13.1.3 PC系列键盘（续） 键盘缓冲区的作用 键盘缓冲区是由16个字节组成的先进先出循环队列，其作用有两个： 第一，可实现键盘实时输入要求：用户按键完全是随机实时的，与主机运行是异步的，开辟键盘缓冲区实现随机实时的键入的要求； 第二，满足随机应用的要求：应用程序需要时间不一定与按键同步。键盘缓冲区可事先存放应用程序所需的全部键符。此外，键盘缓冲区满足快速操作员的键入要求。 §13.2 CRT显示器原理及接口技术 §13.2.1 概述 CRT（Cathode Ray Tube阴极射线管）显示器是用来显示字符、图形和