如何关闭计算机机房监控系统的学生端.ppt

微型计算机接口技术及应用 西南民族大学电信学院 授 课 教 师：杜 诚 联系方式Email：dcheng_76,石家庄监控维修 ,第八章人机交互设备接口,本章内容,8.1 键盘接口 8.2 CRT显示器接口 8.3 打印机接口 8.4 LCD接口 8.5 鼠标器接口 本章要点,8.1 键盘接口,章内容提要,编码键盘:内部设有键盘编码器,能识键、生成键码、去抖动、防串键 非编码键盘:只提供键盘矩阵，按键的识别、键码的提供都由软件来完成,本节内容,键盘接口的功能和原理 可编程键盘/LED接口芯片8279 PC微机键盘及接口,1.键盘接口的功能和原理,章内容提要,节内容提要,1）接口功能,2）接口原理非编码键盘,行扫描,低有效,去抖动:时间520ms,软件延时或硬件完成 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 按键识别: 键码产生:得到反映键功能的键码,查表法,接口原理非编码键盘,行扫描,低有效,返回,是否有键按下:输出扫描码,使所有行线为0,读列线,全1则无键按下,非编码键盘举例,1）硬件接口,2）键扫描程序流程图,48键盘,8255A作接口,PA作行扫描口,PB读取列值,3）软件编程,去抖动:延时20ms,按键识别:逐行扫描确定按键(相应行线为0,读列线,是否非全1)并得键号,产生键码:根据键号查键盘编码表,非编码键盘硬件接口,返回,8255A的PA方式0、输出 PB方式0、输入 方式字:82H 设8255A地址300H303H,键扫描程序流程图,返回,软件编程,返回,2.可编程键盘/LED接口芯片8279,章内容提要,节内容提要,1）外部特性(40脚),2）内部结构及各部分功能,3）工作方式,与键盘接口的信号(14),面向CPU的信号(15),4）命令字(8个,D07特征位),5）状态字(指示FIFO RAM中字符数及是否有错误),6）8279芯片应用举例,与LED显示器接口的信号(专用9根),8279面向CPU的信号(15),返回,复位,高有效,复位后工作于16字符,左入口; 编码扫描键盘,双键互锁;时钟分频系数31,端口选择,=0,数据口,=1,命令口或状态口,中断申请,高有效,通常键盘有数据输入请求时有效,时钟,为8279提供内部工作时钟,8279与键盘接口的信号(14),返回,SL03: RL07: SHIFT: CNTL/STB:,回复信号,返回键盘矩阵或传感器阵列的列信号,扫描信号,扫描键盘及LED显示器(既与键盘接口,也与LED接口).由编程设定为编码输出或译码输出.编码扫描实现16选1;译码扫描实现4选1,移位信号,入,高有效,键盘数据D6位,用于扩充键功能(上、下档功能键);传感器输入及选通输入无效,控制/选通信号,入,高有效,键盘输入中,键盘数据D7位,也用于扩充键功能,(作为控制功能键);选通输入方式,其上升沿将RL07上的数据存入先入先出存储器(FIFO RAM),8279与LED显示器接口的信号(专用9根),返回,A组、B组显示数据输出与SL03同步 两组可独立使用或合并使用,显示消隐信号,出,低有效,显示消隐时,有效 (显示数据切换或执行消隐命令时,显示消隐),8279内部结构及各部分功能,返回,I/O控制及数据缓冲器,控制与定时寄存器及定时控制,扫描计数器,恢复缓冲器、键盘去抖动及控制逻辑,FIFO/传感器RAM及其状态寄存器,显示RAM及显示地址寄存器,I/O控制及数据缓冲器,返回,I/O控制操作,扫描计数器,返回,译码方式:最低两位经译码,由SL03输出,作为键盘及显示器的扫描信号.(任何时刻, SL03只有一个信号有效,实现4选1),4位的计数器,有译码、编码两种方式,由编程设定,编码方式:计数器的状态由SL03直接输出,再经外部译码,才能作为扫描信号.(实现16选1),控制与定时寄存器及定时控制,返回,控制与定时寄存器:,定时控制:,包括基本计数器,首级计数器是可编程N计数器,N由编程指定(231) 对CLK分频,获得内部所需100kHz工作时钟;再分频,为键盘及显示器扫描提供扫描时钟,寄存键盘及显示器工作方式完成控制功能,恢复缓冲器、键盘去抖动及控制逻辑,返回,回复缓冲器: 去抖动电路: 控制逻辑:,缓冲并锁存回复信号RL07的状态,实现对键盘输入的去抖动,键盘输入：有键闭合时,去抖动电路被置位,延时10ms再检测,并将其位置信息与SHIFT、CNTL的状态一起形成键盘数据,送入FIFO RAM 传感器输入：RL07的状态直接送入传感器RAM(FIFO RAM) 选通输入：CNTL/STB的上升沿将RL07状态送入FIFO RAM,根据命令控制去抖动电路；处理回复信号RL07,FIFO/传感器RAM及其状态寄存器,返回,FIFO/传感器RAM:88位,键盘输入方式或选通输入方式作先入先出存储器(FIFO RAM);传感器输入方式被称为传感器RAM,存储传感器阵列中每个传感器的状态,FIFO RAM的状态寄存器:键盘输入方式或选通输入方式,寄存FIFO RAM的工作状态,FIFO RAM不空时，会使IRQ变高; 传感器方式,若检测出传感器的状态发生了变化,会使IRQ变高,显示RAM及显示地址寄存器,返回,显示RAM:168位,存储字符的字形码,显示时,从OUTA03和OUTB03输出,输出端与显示单元中各位的对应关系：,显示地址寄存器:显示RAM的内部地址, 可由命令直接设定,或设置为每次读/写后自动加1,8279的工作方式,返回,数据输入方式,显示输出方式,8279的数据输入方式,返回,键盘输入(键扫描)、传感器扫描、选通输入,8279的显示输出方式,返回,8字符左入口、16字符左入口8字符右入口、16字符右入口,8279的命令字(8个,D07特征位),返回,设置工作方式,设置分频系数,设置读FIFO/传感器RAM的地址,设置读显示RAM的地址,设置写显示RAM的地址,禁写显示RAM/消隐命令,清除命令,结束中断/设置错误方式,设置工作方式,返回,00:8字符,左入口 01:16字符,左入口10:8字符,右入口11:16字符,右入口,00:键盘,双键锁定 01:键盘,N键轮回10:传感器扫描 11:选通输入,0:编码扫描 1:译码扫描,设置分频系数,返回,分频目的:得到100KHz的基本工作时钟,设置读FIFO/传感器RAM的地址,返回,键盘方式无效,写0,0:读出后地址不变 1:每次读出地址自动加1,设置读显示RAM的地址,返回,0:读出后地址不变 1:每次读出地址自动加1,设置写显示RAM的地址,返回,0:写入后地址不变 1:每次写入地址自动加1,禁写显示RAM/消隐命令,返回,1:相应显示RAM禁止写入,清除命令,返回,0:全部清0 10:置成20H 11:置成全1,清除FIFO RAM及显示RAM,置空FIFO RAM 并复位IRQ,结束中断/设置错误方式,返回,键盘N键轮回方式,发现多键同时按下, 置状态位S/E,产生中断并阻止写入FIFO RAM,8279的状态字(指示FIFO RAM中字符数及是否有错误),返回,DU:显示无效标志,由命令清除显示RAM时置1 S/E:键盘输入方式下作特殊错误标志,=1:多键同时按下 O:溢出标志,向已满的FIFO RAM写时置1 U:不足标志,从已空的FIFO RAM读时置1 N2N1N0:FIFO RAM中字符的个数,8279的芯片应用举例,返回,TP86A单板机系统，8279管理38的矩阵键盘和8个8段共阳极数码显示器，8279的地址为0FFF8H和0FFFAH,将8279的工作方式设置为:编码扫描键盘输入,双键互锁;8字符,左入口 外接时钟频率2.5MHz,分频系数25,要求：在显示器上显示03.12.25 键盘:查询方式检测键盘,有键按下,将键盘数据存入KEY_DATA单元,硬件电路,软件编程,硬件电路,返回,软件编程,返回,3. PC微机键盘及接口,章内容提要,节内容提要,1）PC机键盘的组成,2）键盘接口的功能,3）接口电路的组成及工作原理,PC机键盘与主机独立,通过一根5芯电缆与主机箱相连,PS/2接口、USB接口等,单片机、译码器和键盘矩阵 101个按键组成16行8列的键盘开关矩阵,接口组成及硬件原理图,工作原理,读取扫描码及控制程序段,PC机键盘接口的功能,返回,串行接收键盘送来的扫描码,转换成并行数据并保存,收到一个键的扫描码后产生中断请求,接收CPU的命令,输出到键盘;接收键盘的响应信号,接口硬件原理图,返回,单片机8048及键盘矩阵组成的智能化键盘,独立于主机,串并转换器74LS322、并行接口芯片8255A和中断触发器组成,在主机箱内,键盘接口的工作原理,返回,单片机8048:实现对键盘扫描、编码, 利用内部计数器对键盘矩阵扫描,形成按键的扫描码(即行列位置码),再由串行口送出,5芯电缆:除了来自于主机的电源、地和复位信号外,还有两根双向信号线DATA和CLOCK,分别用于传输数据和时钟信号,CPU响应键盘中断, 在服务程序中,可由8255A的PA口读键盘扫描码,读取按键扫描码及控制程序段,返回,8.2 CRT显示器接口,本节内容,章内容提要,概述 CRT显示器原理 CRT显示器接口,1. 概述,章内容提要,节内容提要,CRT(Cathode Ray Tube,阴极射线管)显示器,2. CRT显示器原理,章内容提要,节内容提要,1）CRT显示器的显示原理,2）光栅技术,CRT显示器组成电子枪、偏转板和荧光屏,电子枪:一个或多个,位于CRT的最底端,发射高速电子束.单色显示器只有一个,只能发一个电子束;彩色显示器有红(R)、绿(G)、蓝(B)三个电子枪,能发三束电子,偏转板:分为水平偏转板和垂直偏转板,分别控制电子束打向荧光屏的水平方向和垂直方向,CRT显示器的显示原理,返回,显示原理:由电子枪把电子束打到涂有一层磷光材料的显示屏上;电子束穿过一连串强磁场,发生偏转打在显示屏的不同位置上,使得磷光材料暂时性地发亮.每个点代表一个像素,控制电子束的电压,就能调整每个点的明暗,光栅技术,返回,微机系统中,采用光栅扫描技术 电子束的强弱由视频信号(“0”或“1”)控制;扫描发生器产生水平扫描和垂直扫描信号,分别加到显示器的水平和垂直偏转线圈上,以确定电子束射到荧光屏上的位置,3. CRT显示器接口,章内容提要,节内容提要,1）接口电路的组成,2）字符的显示原理,3）图形、汉字的显示原理,显示缓冲器RAM、字符发生器、 CRT控制器、移位寄存器、视频信号合成器,字符发生器及显示RAM,返回,显示RAM(VRAM):,字符发生器:,将字符的ASCII码转换成点阵信号,控制电子束的强弱就是字符点阵代码存储器以ASCII码为高位地址、是以扫描行地址为低位地址的只读存储器ROM,字符显示方式中,存储字符码(ASCII码)和显示属性码,一个字符窗口对应VRAM中的两个单元， 偶地址单元存储字符码;奇地址单元存储属性码,存储要显示的信息,图形显示方式中,存储整幅屏幕的点阵图(即:每个点的明暗状态及色彩),参字符显示原理,参图形、汉字显示原理,CRT控制器、移位寄存器、视频信号合成器,返回,CRT控制器:,移位寄存器:并行线代码转换成串行数据送往视频输出电路,移位寄存器和视频信号合成器,视频信号合成器:把字符、图形的点阵信息与水平同步信号、垂直同步信号、消隐信号合成为一种复合的视频信号,主要功能：,CRT接口的核心部件 （如Intel8275、MC6845、MC6847）,字符的显示原理,返回,显示字符时,不是扫描显示出一个完整的字符后再扫描显示下一个字符,而是同时扫描显示一个字符行中的所有字符,图形、汉字的显示原理,返回,图形的显示原理:显示RAM中的点信息与屏幕上点相对应图形显示方式,不需要字符发生器,存储器中的点信息直接变成串行数据输出,汉字的显示原理:需要汉字系统支持 主要在于：汉字字形的产生、汉字库的建立及汉字检索；通常需要1616以上的点阵,8.3 打印机接口,本节内容,打印机的结构及各部分功能 针式打印机 打印机接口方法 IBM-PC打印机接口,章内容提要,节内容提要,章内容提要,1）打印机构,2）控制逻辑电路,3）操作面板,4）电源单元,1. 打印机的结构及各部分功能 针式打印机,打印机构,返回,针式打印机由打印头、字车、色带、电磁传动机构、走纸机构、检测器组成 打印头由电磁机构和打印针组成, 将字符数据转换成电磁信号 字车由打印头架及伺服驱动机构组成,以驱动打印头产生水平运动 色带机构由色带及色带墨盒组成,其功能是使色带产生与字车平行的运动并相对字车产生相对运动 走纸机构由滚纸筒传动齿轮的步进电机组成,其功能是在垂直方向按行移动纸张即产生走纸运动 检测器进行纸尽检测、初始位置检测,控制逻辑电路,返回,电路组成:微处理器、行缓存RAM、ROM、打印头驱动电路,主要功能：接受主机发出的命令和数据，返回主机所需状态信息和应答信号，驱动各个机构执行初始化命令、打印命令和自检命令，并发出检测信号,2. 打印机接口方法,节内容提要,章内容提要,1）并行打印机接口标准Centronics标准,2）接口逻辑结构,3）IBM-PC打印机接口与打印机的连接,25针打印电缆线引脚,数据传送时序,接口逻辑结构图,接口功能及工作原理,25针打印电缆线引脚,返回,数据传送时序,返回,8根数据信号线、2根握手联络信号线STROBE#、ACK#和1根状态线BUSY,涉及到的信号：,接口逻辑结构图,返回,接口的组成: 若干端口寄存器、数据缓冲器、地址译码器和数据驱动部件,接口功能及工作原理,返回,接口的功能: 数据缓冲作用接受主机的数据,在适当的时候再送给打印机;接受主机的控制信息,经缓冲后送给并行设备,控制并行设备工作;接受并保存并行设备的状态,供CPU读取处理,接口工作原理 数据输入/输出 控制信号写入 控制信号读出 状态信号读出 复位操作 中断申请信号产生,IBM-PC打印机接口与打印机的连接,返回,3. IBM-PC打印机接口,节内容提要,章内容提要,1）可编程的并行打印机接口设计,8255A作并行打印机接口(参第7章),2）不可编程的并行打印机接口设计,打印机适配器硬件连接原理图,控制字和状态字格式,打印机适配器硬件连接原理图,返回,打印机适配器硬件原理图,74LS155的1Y0和2Y0、1Y2和2Y2两两对应同一地址，一个读一个写,相关说明,打印机适配器硬件说明,返回,接口的驱动程序,查询方式 硬件中断8259A的IR7 软件中断BIOS INT 17H,控制字和状态字格式,返回,8.4 LCD接口,本节内容,液晶显示器（LCD）的工作原理 液晶显示器（LCD）的驱动方式,章内容提要,液晶：在一定的温度范围内，既具有液体的流动性， 又具有晶体的某些光学特性,1.液晶显示器（LCD）的工作原理,节内容提要,章内容提要,工作原理：是被动显示器件，靠调制外界光实现显示的。利用液晶材料的电光效应，通电时，使液晶分子光学特性发生变化，控制通过光线的数量，达到显示的目的。由外部控制施加给液晶分子的电压，从而控制显示点的明暗及色彩。,TFT优点：屏幕反应速度快、对比度好、亮度高、可视角度大、色彩丰富等,1）TN型LCD,2） STN/DSTN型LCD,3）TFT型LCD,TN型LCD,返回,液晶分子平行排列，上、下扭曲90，外部光通过上偏振片形成偏振光，再通过平行排列的液晶材料被旋转90，再通过与上偏振片垂直的下偏振片，被反射板反射回来，呈透明状态；当上、下电极间加上一定的电压时，电极部分的液晶分子转成垂直排列，失去旋光性，偏振光不被旋转，无法通过下偏振片返回，因而呈黑色,TN型的缺点：只有明暗两种状态（即黑白显示）； 画面对比度小；视角在30以下,STN/DSTN型LCD,返回,STN型：显示原理与TN型类似，但可将入射光旋转180270，改变了视角狭小的缺点并提高了对比度；再搭配彩色滤光片的使用，可以显示逼近全彩模式的色彩 STN型的缺点：对比度不够高、反应速度慢 DSTN型：采用双扫描技术：将屏幕分为上、下两半部分，同时扫描，响应速度大幅度提高 DSTN型的缺点：仍存在对比度和亮度比较差、可视角度较小、色彩欠丰富等缺点,无源阵列LCD的缺点：每一行有一个晶体管，每一列有一个晶体管，液晶单元由所在行及所在列的晶体管上的电荷控制，晶体管充电时间较短，很难产生高亮度和高对比度；刷新速度较慢；色彩也不丰富，因而DSTN也被称为伪彩显,TFT型LCD,返回,俗称真彩显：采用主动矩阵驱动方式，结构较为复杂 特点：每个液晶像素点由各自的、集成在像素点后面的薄膜晶体管控制，有恒定的、较长的充电时间，所以有较高的亮度和对比度；同时大大提高了刷新速度 显示原理：背光源发光，先经过一个偏振片；再经过液晶分子，分子的排列方式改变穿透液晶的光线角度；再经过彩色的滤光板与另一块偏光滤色玻璃导出，位于底层的薄膜式晶体管，通过改变施加给液晶的电压值控制最后出现的光线强度与色彩，进而能在液晶显示器上组合出有不同深浅的颜色。,2.液晶显示器（LCD）的驱动方式,节内容提要,章内容提要,1）静态驱动方式,2）动态驱动方式,交流驱动：在上电极和下电极（背电极）上施加交流电压，因为液晶材料本身在直流电场作用下，很容易分解、失效 驱动方式：静态驱动和动态驱动，但它的驱动方式是由电极引线的选择方式决定的，所以，选择好LCD以后，用户不能更改它的驱动方式,静态驱动方式,返回,多用于段式LCD的驱动：将所有的背电极连在一起，作为公共电极引出；每个段都有独立的驱动电路，在段电极（上电极）与公共电极之间连续施加相应的电压，从而显示,显示原理：段电极施加的电压波形，与公共电极施加的电压波形不是同相就是反相。同相时，液晶上无电场，LCD处于非选通状态，该段不显示；反相时，液晶上施加了一个矩形波，当矩形波的电压高于液晶的阈值电压（设其值小于