《键盘与鼠标接口》PPT课件.ppt

第11章 键盘与鼠标接口 第11章 键盘与鼠标接口 11.1 键盘概述 11.2 键盘的工作原理 11.3 PC扩展键盘接口 11.4 键盘中断与键盘I/O 11.5 鼠标接口 第11章 键盘与鼠标接口 本章学习目标 l 键盘的类型及其工作原理 l 键盘控制电路的组成及工作原理 l 键盘接口电路的组成及工作原理 l 键盘的中断与I/O接口及中断服务 l 鼠标的类型和工作原理 l 鼠标接口电路 返回本章首页 第11章 键盘与鼠标接口 11.1 键盘概述 11.1.1 键盘的布局 11.1.2 键盘的分类 返回本章首页 第11章 键盘与鼠标接口 11.1.1 键盘的布局 图11.1 键盘的键区组成 返回本节 第11章 键盘与鼠标接口 11.1.2 键盘的分类 1按键的形式分类 键盘按其按键的结构形式来分一般有 机械式、电容式、电感式、磁感式、薄膜 式和橡胶垫式等。其中最常用的是机械式 和电容式键盘。其按键结构原理如图5.2所 示。 第11章 键盘与鼠标接口 图11.2 键盘按键结构示意图 第11章 键盘与鼠标接口 2按插口方式分类 按照键盘插口方式，键盘可分为串 口（AT）键盘（大口）、并口（即 PS/2）键盘（小口）两类。其接口引脚 及功能说明如图5.3所示。 第11章 键盘与鼠标接口 图11.3 键盘插座示意图及各引脚功能 第11章 键盘与鼠标接口 3按键盘编码方式分类 l分为编码键盘和非编码键盘。 l编码键盘是键盘电路在某个键被按下后， 能提供该键所代表的信息代码，并以并行 或串行信号输给CPU。 l非编码键盘是一种便宜而广泛用于微机系 统的输入设备。这种键盘内部有一个扫描 电路，不断地扫描键盘是否有键被按下。 此键所代表的键盘信息代码，则由键盘接 口及键盘处理软件根据键盘送来的位置信 息产生，然后再送给CPU。 返回本节 第11章 键盘与鼠标接口 11.2 键盘的工作原理 11.2.1 键盘电路的组成 11.2.2 键盘的支持逻辑 11.2.3 扫描码 11.2.4 键盘工作原理 返回本章首页 第11章 键盘与鼠标接口 图11.4 键盘矩阵结构示意图 第11章 键盘与鼠标接口 11.2.1 键盘电路的组成 1微处理器 2译码器 3键盘矩阵 图11.5为AT键盘控制器电路框图，其 控制电路如图11.6所示。 第11章 键盘与鼠标接口 图11.5 键盘电路组成示意图 第11章 键盘与鼠标接口 图11.6 键盘控制电路 返回本节 第11章 键盘与鼠标接口 11.2.2 键盘的支持逻辑 键盘的扫描主要包含四项任务： 1扫描键盘 2读取键盘 3去除抖动 4组成串行扫描码 （如图11.7所示） 第11章 键盘与鼠标接口 图11.7 “h”键的键码23的串行数据 返回本节 第11章 键盘与鼠标接口 11.2.3 扫描码 扫描码的结构一般分成四类： （1）ASCII字符的扫描码即ASCII码+键码。 （2）扩充的ASCII字符的扫描码即00+扩充 ASCII码。 （3）袖珍键盘即ASCII码+键码或ASCII码 +E0。 （4）增加键即E0+键码，若与袖珍键重复的 键则为00+键码。 第11章 键盘与鼠标接口 键的动作扫描码信息也分为4种情况： （1）接通码：0+扫描码。 （2）断开码：XT键盘的情况为1+扫描码 。 AT键盘的情况为：F0+扫描码。 （3）组合键扫描码：F0+键Ctrl/Alt/Shift 的扫描码+正常键的接通码。 （4）重复动作码：F0+接通码+接通码 +（除了Pause键）。 返回本节 第11章 键盘与鼠标接口 键盘扫描码的发送完全按串行异步 通信格式进行，其格式如下： 11.2.4 键盘工作原理 第11章 键盘与鼠标接口 键盘扫描码的发送完全按串行异步通 信格式进行，其格式如下： 第11章 键盘与鼠标接口 图11.8 8048和键盘接口的连接 图 返回本节 第11章 键盘与鼠标接口 11.3 PC扩展键盘接口 11.3.1 扩展键盘接口的功能 11.3.2 键盘接口工作原理及其编程控制 返回本章首页 第11章 键盘与鼠标接口 11.3.1 扩展键盘接口的功能 18042芯片的引脚定义 （如图11.9、表11.1所示） 2键盘接口电路连接及接口信号 （如图11.10所示） l（1）主机系统的接口信号 l（2）键盘的接口信号 第11章 键盘与鼠标接口 图11.9 Intel 8042外形结构图 第11章 键盘与鼠标接口 表11.1 Intel 8042各引脚功能表 第11章 键盘与鼠标接口 表11.1 Intel 8042各引脚功能表续表 第11章 键盘与鼠标接口 图11.10 键盘控制器接口逻辑电路 第11章 键盘与鼠标接口 3键盘接口的功能 （1）接收键盘输出的键盘扫描码 （2）缓冲器满产生键盘中断 （3）提供键盘中断程序读取系统扫描码 （4）对键盘数据进行正确性检查 （5）向键盘传送命令并等待接收键盘响应 （6）通过键盘锁定开关封锁按键的扫描码 （7）接受一些硬件配置开关状态 （8）控制系统复位动作 （9）选通地址线A20 返回本节 第11章 键盘与鼠标接口 11.3.2 键盘接口工作原理及其 编程控制 （8042作为键盘接口控制器，其内部功能如 图11.11所示）。 1端口寄存器及其作用 各个端口寄存器的作用如下： 状态寄存器：是一个8位寄存器，它包含有 键盘控制器和接口方面的信息，它在任何时 候均可被CPU读取。 第11章 键盘与鼠标接口 输出缓冲器：其I/O端口地址为060H， 是一个8位的只读寄存器。键盘控制器通 过输出缓冲器向系统传送由键盘送来的 扫描码和命令响应。输入缓冲器：其I/O 端口地址为060H或064H，输入缓冲器也 是一个8位的只读寄存器，当CPU对地址 060H进行写入时设置一个标志，表示写 入一个数据；对地址064H写入时设置一 个标志，表示写入一个命令。 第11章 键盘与鼠标接口 图11.11 键盘接口功能框图 第11章 键盘与鼠标接口 表11.2 8042寄存器端口分配及读写控制表 第11章 键盘与鼠标接口 表11.3 键盘控制器命令 2键盘控制命令 第11章 键盘与鼠标接口 表11.4 键盘命令列表 返回本节 第11章 键盘与鼠标接口 11.4 键盘中断与键盘I/O 11.4.1 BIOS键盘缓冲区 11.4.2 键盘的接口功能 11.4.3 INT 09H键盘中断 11.4.4 INT 16H键盘服务功能 返回本章首页 第11章 键盘与鼠标接口 11.4.1 BIOS键盘缓冲区 1键盘缓冲区的作用 BIOS在内存低端的BIOS数据存储区开设一个键盘 缓冲区，其作用如下： （1）可以满足键盘实时输入要求。 （2）适应随机访问的应用要求。 （3）能容纳快速键盘输入要求。 第11章 键盘与鼠标接口 2键盘缓冲区的结构及操作 （1）队列初始化 （2）元素进队列 （3）元素出队列（如图11.12所 示） 第11章 键盘与鼠标接口 图11.12 键盘缓冲区的媒介作用示意图 返回本节 第11章 键盘与鼠标接口 11.4.2 键盘的接口功能 l（1）对某些键或键的组合定义为单字 节的ASCII码。 l（2）对某些键或键的组合定义为双字 节的扩展码。 l（3）对某些键仅设置变量，反映其被 按下或释放的状态。 l（4）对某些键或键的组合产生特殊操 作。 返回本节 第11章 键盘与鼠标接口 11.4.3 INT 09H键盘中断 l表5.5列出了缓冲区的键盘状态单元内容。 lINT 09H的中断服务功能：当扫描码进入 INT 09H，中断服务程序首先对其进行识别 分类。分别为中断动作、状态标志及数据信 息三类。如图5.13所示。INT 09H的入口是 硬件信号IRQ1和DB0DB7。 第11章 键盘与鼠标接口 图11.13 键盘信号的传递转换示意 图 第11章 键盘与鼠标接口 表11.5 键盘状态单元 返回本节 第11章 键盘与鼠标接口 表11.6 键盘的基本和扩展服务功能 11.4.4 INT 16H键盘服务功能 第11章 键盘与鼠标接口 返回本节 第11章 键盘与鼠标接口 11.5 鼠标接口 11.5.1 鼠标器工作原理及分类 11.5.2 鼠标的结构原理 11.5.3 鼠标与计算机的接口 返回本章首页 第11章 键盘与鼠标接口 11.5.1 鼠标器工作原理及分类 鼠标器是由位置传感器、专用处理芯片和采样机构 组成（如图11.14、11.15所示）。 鼠标器的工作原理：当鼠标器相对桌面移动时，采 样机构按X，Y相垂直的方向把位置和距离信息送 往传感器，由传感器将它们转换成脉冲信号，输入 给专用的微处理器，然后由微处理器按照异步串行 口（或并行口）通讯协议，将动作位移以相应的数 据格式传送到计算机主机。 第11章 键盘与鼠标接口 鼠标器的分类： 按采样机构：分光机式、光电式、机械式 按其用途：分为台式和便携式两种。 按照按键的数量：二键式、三键式和多键 式多功能鼠标器。 按其使用功能：分为2D式和3D式两种。 按其接口插头的类型：分为“D”型9针串口 鼠标及圆形并口（PS/2）鼠标。 第11章 键盘与鼠标接口 图11.14 鼠标器组成原理 第11章 键盘与鼠标接口 图11.15 鼠标外形图 返回本节 第11章 键盘与鼠标接口 11.5.2 鼠标的结构原理 1光机式鼠标器 （如图11.16所示） 2光电式鼠标 （如图11.17所示） 第11章 键盘与鼠标接口 图11.16 光机鼠标结