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时间:2018-08-01
《一、 独立式键盘接口电路及程序设计》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第3章智能仪器人机接口3.1键盘与接口3.2LED显示及接口3.3键盘/LED显示器接口设计3.4CRT显示及接口3.5微型打印机及接口第3章智能仪器人机接口人机交互功能即用户与仪器交换信息的功能。这个功能有两方面的含义:一是用户对智能仪器进行状态干预和数据输入;二是智能仪器向用户报告运行状态与处理结果。实现智能仪器人机交互功能的部件有键盘、显示器和打印机等,这些部件同智能仪器主体电路的连接是由人机接口电路来完成的.人机接口技术是智能仪器设计的关键技术之一。3.1键盘与接口含硬件与软件两部分。硬件指键
2、盘的组织,即键盘结构及其与主机的连接方式;软件是指对按键操作的识别与分析,称为键盘管理程序。键盘与接口的任务大体可分为下列几项:(1)识键:判断是否有键按下。若有,则进行译码;若无,则等待或转做别的工作。(2)译键:识别出哪一个键被按下并求出被按下键的键值。(3)键值分析:根据键值,找出对应处理程序的入口并执行之。本节侧重讨论(1)和(2)两项工作,下一节侧重讨论键值分析方法。(1)和(2)两项工作通常合称为扫描。3.1键盘与接口3.1.1键盘输入基础知识一、键盘的组织键盘按其工作原理可分为编码
3、式键盘和非编码式键盘。编码式键盘由按键键盘和专用键盘编码器两部分构成。当键盘中某一按键被按下时,键盘编码器会自动产生对应的按键代码,并输出选通脉冲信号与CPU进行信息联络。非编码键盘不含编码器,当某键按下时,键盘只送出一个简单的闭合信号,对应按键代码的确定必须借助于软件来完成。显然,非编码键盘的软件是比较复杂的,并且要占用较多的CPU时间。但非编码键盘可以任意组合、成本低、使用灵活,因而智能仪器大多采用非编码式键盘。3.1.1键盘输入基础知识一、键盘的组织非编码键盘有独立式键盘、矩阵式键盘和交互式键盘之
4、分。独立式键盘结构的特点是一键一线,即每一个按键单独占用一根检测线与主机相连,矩阵式键盘结构的特点是把检测线分成两组,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。m×n矩阵键盘与主机连接只需要m+n条线,显然,当需要的按键数目大于8时,一般都采用矩阵式键盘。交互式键盘结构的特点是,任意两检测线之间均可以放置一个按键。很显然,交互式键盘结构所占用的检测线比矩阵式还要少,但是这种键盘所使用的检测线必须是具有位控功能的双向I/O端口线。3.1.1键盘输入基础知识一、键盘的组织编程扫描工作方式、中断
5、工作方式和定时扫描工作方式。编程扫描工作方式:也称查询方式。中断工作方式:定时扫描工作方式:二、键盘的工作方式二、键盘的工作方式(1)编程扫描工作方式:该方式也称查询方式,它是利用CPU在完成其他工作的空余调用键盘扫描程序,以响应键输入的要求。当CPU在运行其他程序时,它就不会再响应键输入要求,因此,采用该方式编程时,应考虑程序是否能对用户的每次按键都会做出及时的响应。(2)中断工作方式:当键盘中有按键按下时,硬件会产生中断申请信号,CPU响应中断申请后对键盘进行扫描,并转入与按下键相应的键功能处理程
6、序。优点:由于在无键按下时不进行键扫描,CPU工作效率高,并能确保对用户的每次按键操作做出迅速的响应。(3)定时扫描工作方式:利用专门定时器产生定时中断申请信号。由于每次按键的持续时间一般不小于100ms,为了不漏检,定时中断的周期一般应小于100ms。三、键抖动及消除当按键被按下或释放时,按键触点的弹性会产生一种抖动现象。即当按键按下时,触点不会迅速可靠地接通;当按键释放时,触点也不会立即断开,而是要经过一段时间的抖动才能稳定下来。抖动时间视按键材料不同一般为5ms~10ms。键抖动可能导致计算机将
7、一次按键操作识别为多次操作,为克服这种由键抖动所致的误判,常采用如下措施:(1)硬件电路消除法:利用RS触发器来吸收按键的抖动如图所示。一旦有按键按下时,触发器就立即翻转,触点的抖动便不会再对输出产生影响,按键释放时亦然。(2)软件延时法:当判定按键按下时,用软件延时10ms~20ms,等待按键稳定后重新再判一次,以躲过触点抖动期。四、键连击的处理当按下某按键时,对应的功能分析程序会得以执行。如果在操作者释放按键之前,对应的功能得以多次执行,如同操作者在连续不断操作该键一样,这种现象就称为连击。连击
8、现象可用图(a)所示流程图的软件方法来解决,把连击现象加以合理利用,有时会给操作者带来方便。例如在某些简易仪器没安排0~9数字按键,而合理利用连击现象,只设置一只调整按键,采用加1(或减1)的方法来调整有关参数。具体实现软件流程图如图(b)所示,五、无锁键、自锁键及互锁键无锁键即按键。当键按下时,按键的两个触头接通;松开时,两个触头断开,恢复开路。无锁键在逻辑上等效于单稳态。自锁键在逻辑上等效于双稳态。当第一次按下时(包括松开后),其按键
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