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1、第9章键盘与鼠标器接口技术9.1键盘的工作原理9.2键盘接口芯片9.3PC系列机的键盘9.4鼠标器接口技术9.5本章小结9.6习题与思考题键盘和鼠标是微型计算机系统中最常用的人机对话输入设备。组成键盘的按键有机械式、电容式、导电橡胶式和薄膜式等多种，但不论何种形式，其作用都是一个使电器接通与断开的开关。目前微机系统中使用的键盘，按其功能的不同，通常可分成编码键盘和非编码键盘两种基本类型。鼠标按结构可分为机械式鼠标和光电式鼠标；按接口分有标准串行口鼠标、总线式鼠标、PS/2鼠标以及USB鼠标。目前PS/2鼠标和USB
2、鼠标使用最为普遍。本章概述9.1键盘的工作原理键盘的一个键在结构上相当于一个按键开关，当按下时接通，放开时断开。如果一个键就需要I/O接口的一个位，那么这种键盘称为单线键盘。将键排列成矩阵的连接方法，通过行列的方式来识别各个按键，这种键盘叫做行列键。键盘有两种基本的类型：编码键盘和非编码键盘。9.1键盘的工作原理9.1.1编码键盘这种键盘本身带有实现接口主要功能所必需的硬件电路。能够由硬件自动提供与被按键对应的ASCII码或其它编码。内部设有键盘编码器，能识键、生成键码、去抖、防串键。键盘编码器一般有3种类型：静态
3、编码器、扫描编码器和转换编码器。图9.1扫描键盘的结构图图9.1扫描键盘的结构图键盘的工作原理（续）非编码键盘仅提供行和列的矩阵，其硬件逻辑与按键编码不存在严格的对应关系，而要由所用的程序来确定。只提供键盘矩阵，按键的识别、键码的提供由软件来完成按键识别图9.2:行扫描原理图;图9.3:线反转法原理图;图9.4:中断识别按键法9.1.2非编码键盘图9.2行扫描原理图图9.3线反转法原理图图9.4中断识别按键法键盘的工作原理（续）键盘接口要解决三个主要问题：1、去抖动2、串键保护3、按键识别键盘硬件去抖动键盘的工作原
4、理（续）键盘接口原理：非编码键盘的接口功能主要由软件完成。假定采用行扫描法，接口工作原理可归纳如下：①检查是否有键按下②去抖动，时间5～20ms，软件延时或硬件完成③防串键：多键同时按下或前一按键未释放又按下新键的处理。双键锁定：后释放者有效；N键轮回：所有键依顺序产生键码键盘的工作原理（续）串键保护：由于操作不慎，可能会造成同时有几个键被按下，这种情况称为串键。有三种处理串键的技术：两键同时按下、n键同时按下和n键锁定。“两键同时按下”技术：在两个键同时按下时产生保护作用。最简单的办法：当只有一个键按下时才读取键
5、盘的输出，最后仍被按下的键是有效的正确按键。当用软件扫描键盘时常采用这种方法。另一种方法：是当第一个按键未松开时，按第二个键不产生选通信号。这种方法常借助硬件来实现。键盘的工作原理（续）“n键同时按下”技术：不理会所有被按下的键，直至只剩下一键，或者将所有按键的信息都存入内部缓冲器中，然后逐个处理，这种方法成本较高。“n键锁定”技术：只处理一个键，任何其它按下又松开的键不产生任何码。通常第一个被按下或最后一个松开的键产生码。这种方法最简单也最常用。键盘的工作原理（续）④被按键识别行扫描法：逐行扫描，由列线状态识别线
6、反转法：行列颠倒两次扫描识别⑤产生健码得到反映键功能的键码，查表法典型非编码键盘结构：大都采用按行、列排列的矩阵开关结构，这种结构可以减少硬件和连线。典型非编码键盘结构键盘的工作原理（续）行扫描法识别按键：采用步进扫描方式，通过行线发出低电平信号,如果该行线所连接的键没有按下的话,则列线所连接的输出端口得到的是全“1”信号；如果有键按下的话,则得到的是非全“1”信号。有键按下无键按下键盘的工作原理（续）扫描第0行扫描第1行键盘的工作原理（续）扫描第2行扫描第3行键盘的工作原理（续）例如，假定有一个3×4的矩阵键盘通
7、过并行接口芯片8255A与微机相连。8255A的A口定义为输出口，与键盘行线相连；B口定义为输入口，与键盘列线相连。键盘的工作原理（续）键盘的工作原理（续）9.2键盘接口芯片9.2.18279的引脚信号图9.58279芯片的引脚信号8279芯片的引脚信号分类9.2.28279的内部结构图9.68279芯片的内部结构框图图9.58279芯片的引脚信号8279芯片的引脚信号分类面向CPU的信号(15)D0～7、CS、RD、WRA0:端口选择,=0,数据口;=1,命令口或状态口IRQ:中断申请,高有效,通常键盘有数据输入
8、请求时有效CLK:时钟,为8279提供内部工作时钟与键盘接口的信号(14)SL0～3:扫描信号,扫描键盘及LED显示器(既与键盘接口,也与LED接口).RL0～7:回复信号,返回键盘矩阵或传感器阵列的列信号SHIFT:移位信号,入,高有效,键盘数据D6位,CNTL/STB:控制/选通信号,入,高有效,键盘输入中,是键盘数据D7位,也用于扩充键功能,(作为控制
