微型计算机原理与接口技术（第二版）第11章人机接口技术

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1、微型计算机原理与接口技术（第二版）第11章人机接口技术11.1键盘及其接口技术11.2鼠标及其接口技术11.3显示器及其接口技术11.4打印机及其接口技术11.5外存储器及其接口11.6扫描仪习题与思考学习目标11.1键盘及其接口技术11.1.1键盘的基本工作原理11.1.2键盘的分类11.1.3非编码键盘的按键识别方法11.1.4PC机键盘11.1.5PC机键盘接口技术11.1.1键盘的基本工作原理按照结构形式，键盘有线性和矩阵两种结构。PA0PA1+5V+5V（a）线性结构+5VPA0PA1PA2PA30行1行2行3行0列1列2列3列PA4PA

2、5PA6PA7（b）矩阵结构对于矩阵键盘有几个主要问题需要解决：1．识别按键。2．消除键抖动。3．防止串键。11.1.2键盘的分类1．编码键盘2．非编码键盘这类键盘带有相应的硬件电路，由专用控制器对键盘进行扫描，能够自动检测并提供按键扫描码。编码键盘还有去抖动和防串键等保护装置，这类键盘的硬件电路复杂，价格较贵，但是键盘响应速度快，键盘接口简单，使用方便。这种键盘只提供键盘的行列矩阵，而按键的识别、扫描码的确定由软件完成。去除抖动也由软件来解决。这种键盘的响应速度不如编码键盘快，但是可靠性高，扩充和更改方便、灵活。11.1.3非编码键盘的按键识别方

3、法1．行扫描法2．行反转法11.1.4PC机键盘PC机一般采用非编码键盘。这种键盘与主机分开，通过一根电缆与主机系统板上的键盘接口相连，这根电缆专用于串行传输键盘扫描码。PC机键盘上的按键数目从最早的83键逐步发展到后来的101、102、104、108等键。键盘内部主要有16行×8列的键盘矩阵和一个用作键盘控制器的芯片Intel8048。Intel8048负责完成键盘矩阵扫描、消除抖动、生成按键扫描码等功能，并对扫描码进行并/串转换，然后将串行扫描码及时钟送往主机。11.1.5PC机键盘接口技术（a）AT接口（b）PS/2接口（c）USB接口AT接

4、口为标准5针圆形接口，用于早期的AT系统板上。PS/2接口为具有6针的圆形接口，当今许多PC机的系统板仍支持PS/2接口。USB接口是当今微机上广泛使用的键盘接口。实际应用中，利用“蓝牙”等无线技术连接到计算机的无线键盘也较多见。1．键盘接口类型11.1.5PC机键盘接口技术2．PC机键盘中断主机通过中断类型号为09H号的硬件中断和16H号软件中断与键盘发生联系。当键盘上按下或释放１个键时产生１个扫描码，扫描码被串行送往主机的键盘接口，键盘接口负责串/并转换，并将转换后的扫描码存入8255A的A口中。若键盘中断允许，就通过8259A的IR1引脚向C

5、PU产生09H号中断，使CPU转去执行BIOS的键盘中断处理程序，该处理程序负责读取8255A的A口，并把读来的扫描码转换为ASCII码或扩展码。INT16H用于检查是否有按键输入，并能从键盘缓冲区取出键值，当CPU需要得到键盘输入信息时就调用BIOS的INT16H程序，用户也可以使用DOS功能调用（INT21H）获得所需要的键盘信息。11.1.5PC机键盘接口技术3．键盘缓冲区键盘与CPU通信时，要借助键盘缓冲区传递键值，键盘缓冲区是一个“先进先出”循环队列，进队列由09H号中断处理程序完成，出队列则由16H号程序完成。键盘缓冲区的主要作用，一是

6、接收键盘的实时输入，二是满足随机应用的需要，此外键盘缓冲区也可以满足操作员快速键入的需要。11.1.5PC机键盘接口技术4．PC机键盘接口电路主要由负责键盘接口全部工作的Intel8042组成。Intel8042芯片内有1个8位的CPU、2KB的ROM、128B的RAM和2个8位的I/O端口。ROM中存放键盘管理程序，RAM则作为数据缓存器使用。键盘矩阵键盘控制器8048扫描码时钟备用+5VGND键盘接口IR1扫描码8259AINTRCPU系统板键盘ASCIIRAM键盘缓冲区Intel804211.2鼠标及其接口技术11.2.1鼠标的分类及工作原理

7、11.2.2鼠标的主要性能指标11.2.3鼠标与主机的接口11.2.1鼠标的分类及工作原理1．机械鼠标机械鼠标的移动使得轨迹球与桌面磨擦产生旋转，并带动两个辊柱转动，导致译码轮依次产生二进制信号串（译码轮上的金属导电片与电刷的接通/断开对应二进制1/0），经鼠标内部的专用芯片解析并产生X和Y坐标位移量，被串行输入主机后，最终经过鼠标驱动程序的处理和转换，控制屏幕上鼠标指针的移动。机械鼠标的构造简单，易于维护，成本低廉，但定位精度低，灵敏度差，而且易损耗。X方向输出X译码轮轨迹球Y译码轮Y方向输出X辊柱Y辊柱机械鼠标工作原理图光机鼠标的底部仍有轨迹球

8、并连接着X、Y辊柱，但不再有译码轮，而是2个带有栅缝的光栅码盘，并增加了发光二极管和感光芯片。二极管发射的光透过光栅码盘上