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数字化医疗仪器 第三章 数字化医学仪器 人机接口 第三章 数字化医学仪器人机接口 3.1 键盘与接口 键盘与微机的接口包括硬件和软件二部分。 硬件：键盘结构及与主机的连接方式。 软件：键盘管理程序。 3.1.1 键盘输入基础知识 一. 键盘的组织 1. 编码式键盘 键和专用键盘编码器构成. 有键按下,自动生成键值。 例如: MM5740AA芯片; INTEL 8279等。 2. 非编码式键盘(本章介绍) 不含编码器,键盘只送出一个简单的闭合信号,对应的键值需有软件来译出。 1)独立式键盘 图 3-1(a) 特点: 一键一线. 优点: 结构简单,键容易识别. 缺点: 占用较多检测线,不便组成大型键盘. 2)矩阵式键盘 图3-1(b) 特点: 把检测线分成二组,一组为行线,另一组为列线,按键放在行线和列线的交叉点上. 优点: 键盘规模可扩大. 缺点: 键盘分析程序较复杂. 键盘的工作方式 a) 编程扫描方式(查询方式) b) 中断工作方式 c) 定时扫描方式 三. 键抖动及消除 键抖动可能导致计算机将按键操作识别为多次操作. 可采取以下措施: (1) 硬件电路消除法 (2) 软件延时法 当判定按键按下时,用软件延时10ms~20ms,等待键稳 定后重新再判一次,以躲过触点抖动期。 四. 键连击的处理 图 3-4 3.1.2 独立式键盘接口方法 1.查询方式 图3-5 硬件接口; 图3-6 软件流程图 3.1.3 矩阵式键盘接口方法 行扫描法 步骤: 1.判是否有键按下(没有键按下，读入值为FFH )。 2.若有键按下,消除键抖动(延时10ms ),再判是否有键按下。 3.若确定有键按下,则求出按下键的键值。 键值= 行值+ 列值 4. 为保证按键每闭合一次,CPU只作一次处理,程序需等闭合 的键释放后再对其处理。 RAM/IO 扩展器 8155结构: 1. 256BITS的静态RAM; 2. 二个可编程的8位并行I/O 口PA,PB; 3.一个可编程的6位并行I/O口 PC ; 4.一个可编程的14位减法计数器TC. 二. 线路反转法 图3-9 3.2 键盘分析程序 单义键: 一键一义 多义键: 一键多义 键盘分析程序的任务是对键盘的操作做出识别并调用相应的功能模块完成预定的任务。 3.2.1 直接分析法(单一键构成的键盘) 根据当前按键的键值, 把控制直接分支到相应处理程序的 入口, 而无须知道再此之前的按键情况。 图3-10 3-11 优点: 简明直观。 缺点: 命令的识别和处理程序的执行交错在一起,层次不清楚。 简单多义键的分析程序仍可用直接分析法来进行设计,不 过要用多张转换表。图 3-12 3.2.2 状态分析法 将键盘分析程序作为时序系统，当条件改变后，它的状态可以发生变迁。 当一个按键按下时，分析程序将根据它的现行状态和输入条件，决定产生何种相应动作以及变迁到哪一个新状态。 在不同的状态下，同一按键会具有不同的含义。引入状态概念后，只需在存储器内开辟存储单元“记忆”当前状态，就能对当前按键的含义作出正确的解释，简化程序设计。 3.2.3 触摸屏 一、概述 一些医疗场所不便安装键盘、鼠标等输入设备，同时也要让任何人都能操作，触摸屏就是一种理想的输入设备。 二、分类及原理 触摸屏需收集以下信息：触摸物进入触摸屏的坐标、触摸物在触摸屏上移动的新坐标、触摸物离开触摸屏的坐标、是否有东西触摸等 1.红外线触摸屏（以红外线检测技术为基础） 原理：物体进入检测区，遮挡住若干条红外光栅，红外接收管输出的信号就会发生变化，从而检测出触摸点的坐标和触摸屏的状态。 优点：对触摸的物体没有太严格的要求； 触摸物只要进入红外检测区域即可； 触摸屏不易损坏，寿命较长，成本也较低。 缺点：外界光线变化会影响其准确度； 不防水，不防污秽，易导致误差。 2．电阻式触摸屏（压力感应式 ） 原理：外层OTI作导电体，二层OTI附上电压场，层间以细小的透明隔离点隔开。平时这些隔离点的电阻近似相同，当手指接触屏幕，两层导电层出现一个接触点，该点电阻发生变化，便可以计算出触摸的位置。 优点：不受尘埃、水、污秽影响