常用交互设备及接口.pptVIP

第八章 常用交互设备及接口,8.1 键盘及其接口 8.2 显示器及其接口,外围设备的分类,8.1 键盘及其接口,8.1.1 键盘概述 按工作原理分 编码键盘 非编码键盘 线性键盘 矩阵键盘,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。,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NM个 按键，称为NM键盘阵列，或NM键盘矩阵。 矩阵键盘按键的识别方法： 行扫描法 行反转法,矩阵键盘结构,8,位,并行,输入,端口,8,位,并行,输出,端口,+5V,10k,10k,10k,10k,第,0,行,第,1,行,第,2,行,第,7,行,第,0,列,第,1,列,第,2,列,第,3,列,第,7,列,8.1.2非编码键盘的接口功能 去抖动 防串键 被按键的识别和键码的产生,行/列扫描法,第一步：判断是否有键按下 输出端口的各位都为低电平，即各列都为0 读取输入端口数据，如果输入不等于FFH，则有键被按下,MOV AL，00H； MOV DX，OUTPORT OUT DX，AL MOV DX，INPORT IN AL，DX CMP AL，0FFH,第二步：确定按键号 确定按键的列数：输出扫描值，使某一行为低电平，其它行为高电平；读取列值，看是否有列线处于低电平,如有,则行列对应为0的键即为所按键,否则使下一行为0,直到找到所按键为止,LP1: XOR AL,AL MOV DX,PORTA OUT DX,AL MOV DX,PORTB IN AL,DX CMP AL,0FFH JZ LP1 CALL DELAY LP2: MOV BH,0FEH MOV CX,8 LP3: MOV AL,BH MOV DX,PORTA OUT DX,AL ROL BH,1 MOV DX,PORTB IN AL ,DX CMP AL,0FFH JNZ LP4 LOOP LP3 JMP DONE LP4: ROR BH,1 MOV BL,AL .,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。,矩阵键盘硬件连接,定义端口a为输出端口b为输入 LP: XOR AL,AL MOV DX,PORTA OUT DX,AL MOV DX,PORTB IN AL,DX CMP AL,0FFH JZ LP CALL DELAY 定义端口b为输出端口a为输入 MOV DX,PORTB OUT DX,AL MOV DX,PORTA IN AL ,DX .,最早的键盘接口是用8255实现的，而鼠标则通过RS-232串口实现 目前微机系统的键盘/鼠标是PS/2接口。 微机键盘单片机 自动地识别键的按下与释放，自动生成相应的扫描码 并以串行方式发送扫描码到主机 主机根据扫描码转换为反映键功能的ASCII码,8.1.3 PC系列机键盘及接口,键盘/鼠标接口引脚定义,通过数据线DATA和时钟线CLK两根线， 就可以实现主机和PS/2设备之间的通信,PC系列键盘不是由硬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。 8048是有40个引脚的8位CPU，内部有10248位的ROM、648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传送到主机等任务。,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。 它采用单片机8042作为智能接口，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。,8.2 显示器及其接口,8.2.1 显示器概述,按显示原理可分为两类。一类是主动显示器件，如CRT显示器、发光二极管等，它们是在外加电信号作用下，依靠器件本身产生的光辐射进行显示的，因此也叫光发射器件。另一类叫做被动显示器件，如液晶显示器，这类器件本身不发光，工作时需另设光源，在外加电信号的作用下，依靠材料本身的光学特性变化，使照射在它上面的光受到调制，因此这类器件又叫光调制器件。,8.2.2 LED显示器及其接口,七段LED显示器是由发光二极管按照一定的规则排列而成的.,a,b,c,d,f,g,a b c d e f g,1 1 1 1 1 1 0,0 1 1 0 0 0 0,1 1 0 1 1 0 1,e,8421 BCD码-七段显示码表,二-十进制编码,显示译码器,显示器件,在数字系统中，常常需要将运算结果用人们习惯的十进制显示出来，这就要用到显示译码器。,LED数码管在微机系统中的应用,LED在系统中的连接,静态显示,段（发光二极管）恒定地导通或截止，直到显示另一个字符为止 各个数码管的输入控制端相互独立，并与接口电路的输出端口相连 占用I/O端口资源多：数码管的个数为M时，需要的接口口线数目为8M。所以显示位数较多时，需要采用动态显示方式,动态显示,系统中有多位LED，则每次只能使一位LED显示信息，每位LED上有一选通端（公共端）。要想使哪位显示，就应给其公共端提供有效电平（共阳极为“1”，公阴极为“0”），而其它位的公共端提供无效电平。这样构成的二进制编码称为位码或位选码。 动态显示：在多位LED显示中，即要使每一位的显示信息有一个持续时间，可用循环延时程序实现，又要保证一遍一遍地进行循环显示时不出现闪烁，在软、硬件设计时就要考虑LED的位数不能太多，显示的延时要适中。,所有数码管共享输入控制端 需要的口线数8+数码管的个数M 工作原理：动态地轮流点亮各个LED 位选码：选择被点亮的LED 段选码：显示什么字符 通常通过查找表的方式实现,动态显示例子,MOV DI，OFFSET DISDAT,MOV AL,DI; AL=17,LEA BX,TABLE,XLAT ; AL=76H “H”,OUT SEGPORT,AL ; AL=76H “H”,MOV AL,0DFH ; CL=1101,1111,76H,OUT BITPORT,AL ; AL=CL=1101,1111,0 1 1 1 1 1,INC DI MOV AL,DI ; AL=79H,H,79H,1 0 1 1 1 1,E,OUT SEGPORT,AL ; AL=79H “E”,ROR CL ; CL=1110,1111,OUT BITPORT,AL ; AL=CL=1110,1111,例:某8088系统中，使用8位LED显示时间，格式为时-分-秒，硬件连接如图所示，软件流程图见下图。,软件流程图,U1,U2,U3,显示器,显示器,+5V,例:某个简易键盘和8段LED显示器电路如图所示,设U1及 U2 的输入为1时,LED显示器可正常显示,同时实现键盘扫描,试问:,D0D