物理光学 第11章_人机交互接口技术.pdf

第11章 人机交互接口技术 本章主要教学内容 �键盘与鼠标的工作原理、与主机连接以及编 程方法 �视频显示接口的基本工作原理及编程方法 �打印机的基本结构、工作原理以及编程方法 �扫描仪、数码相机和触摸屏的工作原理及应 用 连接在计算机上的人机交互设备主要有键盘、鼠 标器、显示器（LCD显示器和CRT显示器等）打印机等。 这些设备的输入输出是以计算机为中心，信息以二进 制、十六进制码或ASCII码的形式进行传送。随着计 算机多媒体技术的发展，人机交互设备种类也越来越 多，如增加了图形数字化仪、图像扫描仪、声音输入 /输出设备、数码相机、触摸屏等。这些设备使计算 机系统以更接近人类感知外部世界的方式输入或输出 信息，使计算机更加人性化。 11.1 11.1 1111..11 键盘与鼠标接口 11.1.1 键盘及接口电路 微型计算机的键盘是从英文打字机演变而来的，它是微 型计算机不可缺少的标准输入设备。一个标准的通用键盘由 排列成矩阵形式的按键、按键架、编码器和接口电路等主要 部件组成，其基本功能就是将人击键的机械动作转换成计算 机能够理解的编码，键盘输入的信息包括文本、数据等文字 信息和程序、指令等控制信息。键盘按键的数目从最早的83 键发展到后来的101、102、104键，随着Windows版本的不断 升级，市场上还推出增加了键盘关机等一些特殊功能的108 键Windows键盘。 1. 键盘的分类及其特点 1. 11..  （1）键盘的分类 根据按键本身的结构方式可以分为机械触点式和电容式两类： 按照控制形态可分为编码键盘和非编码键盘两类： 按照键盘的用途还可分为通用键盘和专用键盘两类： （2）键盘的特点 对于通用PC系列微机采用的键盘来讲，它具有两个基本特点： 一是按键开关为无触点的电容开关，通过按键的动作，使电 容量发生变化，来检测按键的断开与接通；二是键盘属于非 编码键盘，由单片机扫描程序并识别按键的当前位置，然后 再向键盘接口输出该键的扫描码。 2. 键的识别 在键盘中通常用硬件或软硬件结合的方法来识别键盘中的闭 合键，常用的按键识别方法有：行扫描法、行反转法和行、 列扫描法。 （1）行扫描法 我们把PC系列键盘视为二维矩阵的行列结构，键盘的识别采 用行扫描法，如图11-2所示，为16行×8列的矩阵结构。键 盘扫描程序周期性地对行列结构的按键进行扫描，然后根据 回收的信息来确定当前的行、列位置码。 行扫描法的工作原理为：7位计数器处于定时工作方式，计 数器输出分别送至两个译码器（行译码和列译码），高4位 译码形成Y0～Y15共16行扫描驱动线；低3位译码形成X0～X7 共8列扫描驱动线。由于计数器的特点，列扫描驱动线随着 时钟而步进1列，行扫描驱动线经过8个时钟而步进1行。 Y1 5 … … … … 4/1 6 译 Y1 码 计 … 器 数 器 Y0 … X7 3/8 译