第13章 人机接口技术.ppt

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1、第13章人机接口技术§13.1键盘原理及其接口技术§13.2CRT显示器原理及接口技术§13.3LED显示器原理及接口技术§13.4LCD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外围设备其他设备通讯设备外存设备输出设备输入设备集线器、路由器等调制解调器终端光盘存储器硬盘存储器软盘存储器绘图仪打印机显示器声音、图形、图像识别器OCR（光学字符识别）器扫描仪数字化仪触摸屏条形码、磁卡、IC卡阅读器光笔鼠标器键盘图13.1计算机系统外围设备分类§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、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。图13.2线性键盘原理图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

3、连接图13.3矩阵键盘原理图§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§13.1.2键盘的工作原理(续)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

4、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。§13.1.2键盘的工作原理(续)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。§13.1.2键盘的工作原理(续)图13.4矩阵键盘的键盘扫描程序流程图§13.1.3PC系列键盘PC系列键盘不是由硬

5、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13.5PC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，

6、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。§13.1.3PC系列键盘（续）图13.6PC键盘接口硬件逻辑图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。§13.1.3PC系列键

7、盘（续）BIOSINT16HINT16H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。表13.1INT16H功能表§13.1.3PC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