第13篇 人机接口技术.ppt

第13章 人机接口技术 §13.1 键盘原理及其接口技术 §13.2 CRT显示器原理及接口技术 §13.3 LED显示器原理及接口技术 §13.4 LCD显示原理及接口技术 §13.5 打印机及其接口技术 §13.6 其它交互式人机接口及有关设备 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。 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 矩阵键盘硬件连接 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 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。 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。 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。 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、图形和图像的，