人机交互设备及其接口.ppt

第12章人机交互设备及其接口 12 1键盘及其接口12 2鼠标器及其接口12 3液晶显示器及其接口12 4打印机及其接口12 5网络接入设备12 6其他人机交互设备 12 1键盘及其接 12 1 1键盘的工作原理12 1 2微机键盘及键盘接口 返回 12 1 1键盘的工作原理 1 键盘的类型2 键盘的功能3 键盘的工作原理 返回 1 编码键盘 键盘内部能自动检测被按下的键 并提供与被按键功能对应的键码 如ASCII码 以并行或串行方式送给CPU 2 非编码键盘 只简单地提供按键的行列位置 位置码或扫描码 而按键的识别和键码的确定与输入等功能均由软件完成 1 键盘的类型 返回 2 键盘的功能 1 识别键盘矩阵中的被按键 2 清除按键时产生的抖动干扰 3 防止按键操作的串键错误 4 产生被按键相应的键码 返回 3 键盘的工作原理 逐行扫描法由程序对键盘进行逐行扫描 通过检测到的列输出状态来确定闭合键 需要设置输入口 输出口各一个 行列扫描法通过行列颠倒扫描来识别闭合键 在扫描每一行时 读列线 然后依次向列线扫描输出 读行线 需要提供两个可编程的双向输入 输出端口 返回 例8 1 L1 OUT40H ALROLALMOVAH ALINAL 41HANDAL CLCMPAL CLJNZL2ADDCH BHMOVAL AHDECBLJNZL1JMPBEGINL2 INCCHRCRALJCL2MOVAL CHJMPKEYTABLE 假定有一个3 4的矩阵键盘通过并行接口芯片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 设8255AA口地址为40H B口地址为41H 控制寄存器地址为43H MOVAL 82HOUT43H ALBEGIN MOVAL 0OUT40H ALWAIT INAL 41HANDAL 0FHCMPAL 0FHJZWAITMOVCX 7FFHL0 LOOPL0ST MOVBL 3MOVBH 4MOVAL 0FEHMOVCL 0FHMOVCH 0FFH 返回 12 1 2微机键盘及键盘接口 1 PC微机键盘的特点2 PC键盘与PC机接口3 键盘与主机之间的通信方式4 PC机键盘接口标准 返回 1 PC微机键盘的特点 1 键盘由单片机 译码器和16行 8列的键开关矩阵三大部分组成 2 按键采用电容开关 即按键时的上下动作使电容量发生变化 从而实现开关接通或断开的目的 3 它是一种由单片机扫描 编码的智能化键盘 4 键盘通常通过设在主板上的键盘接口连到主机上 人们通过键盘输入的数据是在主机的BIOS程序的控制下 传送到主机的CPU中进行处理的 返回 2 PC键盘与PC机接口 返回 3 键盘与主机之间的通信方式 1 将串行接收键盘送来的接通扫描码和断开扫描码 转换成并行数据并暂存 2 收到一个完整的扫描码后 立即向主机发中断请求 3 主机中断响应后读取扫描码 并转换成相应的ASCII码存入键盘缓冲区 4 接收主机发来的命令 传送给键盘 并等候键盘的响应 自检时用以判断键盘的正确性 返回 4 PC机键盘接口标准 5芯接口 即俗称大口 PS 2接口 即俗称小口 USB接口 返回 12 2鼠标器及其接口 12 2 1鼠标器的工作原理12 2 2鼠标器的技术指标12 2 3鼠标器接口 返回 12 2 1鼠标器的工作原理 1 机械式鼠标由鼠标底部的胶质小球带动X方向滚轴和Y方向滚轴 在滚轴的末端有译码轮 译码轮附有金属导电片与电刷直接接触 2 光电式鼠标光电式鼠标是利用发光二极管 LED 发出来的光投射到鼠标板上 其反射光经过光学透镜聚焦投射到光敏管上 3 光机式鼠标光机鼠标在机械鼠标的基础上 将磨损最厉害的接触式电刷和译码轮改进成为非接触式的LED对射光路元件 返回 12 2 2鼠标器的技术指标 1 分辨率分辨率是衡量鼠标器性能的最重要参数 一般以dpi 像素点 英寸 为单位 分辨率越高 必须移动鼠标器到目的地的距离越短 目前我们使用的产品的分辨率多为400dpi以上 甚至更高 高分辨率的鼠标通常用于制图和精确计算机绘图等 2 采样率鼠标器的采样率可以认为是Windows操作系统确认鼠标器位置的速率 一般情况下 PS 2接口的鼠标器默认接口采样率为60次 s 采用USB接口的鼠标器采样率为120次 s 3 扫描次数扫描次数是光电鼠标器特有的指标 是指每秒钟鼠标器的光学接收器将接收到的光反射信号转换为电信号的次数 次数越多 鼠标器在高速移动的时候屏幕指针就越不会由于无法判别光反射信号而乱飘 12 2 3鼠标器接口 1 串行接口2 专用主板鼠标器端口 PS 2 3 USB接口4 红外接口5 无线接口 返回 12 3液晶显示器及其接口 12 3 1液晶显示器的工作原理12 3 2液晶显示器的性能指标12 3 3液晶显示器的驱动方式12 3 4液晶显示器接口 返回 12 3 1CRT显示器的工作原理 返回 12 3 2液晶显示器的性能指标 1 分辨率2 可视角度3 响应时间4 亮度5 对比度 12 3 3液晶显示器的驱动方式 静态驱动法是指在像素前后电极上施加驱动电压时呈显示状态 不施加驱动电压时呈非显示状态的一种直接驱动方法 静态驱动多用于段式驱动 即段电极和背电极做成段数码形式 背电极连在一起作为公共电极引线 段电极每段都需加驱动信号 所以每段要有一根引线 如果段数多 引线也多 动态驱动也称时间分割驱动或多路驱动 是在液晶显示器件上把水平一组显示像素的背电极连在一起引出 称为行电极 又称为公共极 而把纵向一组显示像素的段电极连在一起 称为列电极 每个液晶显示像素都由其所在的行与列的位置唯一确定 在驱动方式上采用了循环地给每行电极施加选通脉冲 同时所有列电极给出该行像素的选通或非选通的驱动脉冲 从而实现某行所有显示像素的驱动 12 3 4液晶显示器接口 1 D Sub接口D Sub接口 也称为VGA接口 接口为D字型 共15针分3排 每排5针 用于传送模拟信号 D Sub有着成熟的制造工艺 广泛的使用范围 它是模拟信号传输中最常见的一种接口 2 DVI数字输入接口DVI digitalvisualinterface 数字视频接口 该标准不仅对接口的物理方式 电气指标 编码方式 时钟方式 数据格式以及传输方式等进行了严格的定义 以保证计算机生成图像的完整再现 而且还增加了一个插拔检测信号 从而真正实现了 即插即用 3 HDMI数字输入接口HDMI highdefinitionmultimediainterface 高清晰度多媒体接口 HDMI所传输的视频信号和8声道音频信号都是未经压缩的 而且无需在信号传送前进行数 模或者模 数转换 可以保证最高质量的影音信号传送 此外 HDMI的设备具有 即插即用 的特点 信号源和显示设备之间会自动选择最合适的视频 音频格式 4 DisplayPort接口高带宽 最大程度整合周边设备 支持内部和外部接口 内容保护技术更可靠 可简化相关产品的设计 节省大量的费用和空间 具备高度的可扩展特性 可以在今后不断加入更多新内容 返回 12 4打印机及其接口 12 4 1打印机工作原理12 4 2打印机接口 返回 12 4 1打印机工作原理 1 针式打印机2 喷墨打印机3 激光打印机 返回 1 针式打印机 针式打印机是以行列点阵的形式来打印字符或图形的 所以也叫点阵式打印机 返回 2 喷墨打印机 1 连续式喷墨打印机连续式喷墨打印机只有一个喷嘴 利用墨水泵对墨水加以固定压力 使之连续不断地喷射 2 随机式喷墨打印机墨滴只在需要打印时才喷出 因此 不需要墨水回收装置 返回 3 激光打印机 返回 12 4 2打印机接口 1 并行打印机接口标准 1 信号线的定义 2 数据传送时序2 并行接口逻辑及编程应用 返回 1 信号线的定义 返回 2 数据传送时序 返回 2 并行接口逻辑及编程应用 例12 2 设3个端口的地址分别为数据口378H 状态口379H 控制口37AH 试对3个端口编程 实现将AL的字符送打印机输出 MOVDX 0378HOUTDX AL 将打印字符送数据口INCDXWAIT INAL DX 读状态TESTAL 80H 检测BUSY位JNZN OUT 不忙则输出选通JMPWAIT 忙则等待N OUT MOVAL 0DHINCDXOUTDX ALMOVAL 0CHOUTDX AL 在控制口写入 使选通有效 返回 12 5网络接入设备 12 5 1一般局域网适配器 网卡12 5 2一般广域网适配器 调制解调器 12 5 1一般局域网适配器 网卡 1 网卡概述2 网卡工作原理及组成 1 网卡组成 2 工作原理3 网卡的分类4 网卡的有关参数 1 网卡概述 作为网络硬件来说 网卡是最基本 应用最广泛的一种网络设备 网卡是网络接口卡 networkinterfacecard 的简称 它的标准是由IEEE来定义的 网卡是物理上连接计算机与网络的硬件 是计算机与局域网通信介质间的直接接口 在局域网中 微机只有通过网卡才能与网络连接和通信 网卡是局域网中最基本的部件之一 网卡通常插在微机主板的扩展槽中或集成到主板上 通过它尾部的接口与网络线缆相连 每种网卡的设计都是针对一种特定的网络 例如以太网 令牌环网 FDDI网 ARCNENT网等等 2 网卡工作原理及组成 1 网卡组成 2 工作原理网卡的主要工作原理是将计算机的数据封装为帧 并通过网线或电磁波将数据发送到网络上 3 网卡的分类 按总线接口类型分ISA网卡 PCI网卡 服务器上的PCI X网卡 笔记本电脑上的PCMCIA网卡及USB接口网卡 按网络带宽 传输速度 分10Mb s网卡 100Mb s网卡 10 100Mb s自适应网卡 1000Mb s网卡4种 10000Mb s的网卡也已面世 按网络接口类型分太网的RJ 45接口 细同轴电缆的BNC接口和粗同轴电AUI接口 FDDI接口 ATM接口等 4 网卡的有关参数 MAC地址MAC地址 又称物理地址 每块网卡都有一个全球唯一的网络节点地址 IRQ中断号IRQ为InterruptRequest的缩写 中文可译为中断请求 中断请求是每一个计算机外设和CPU通信的基本参数 I O端口在PC系列机中 I O端口共有64KB 系统资源常用的是0000H 03FFH 网卡一般分配范围是0200H 03FFH 在Windows操作系统中 I O端口的分配也是由系统自动设置的 12 5 2一般广域网适配器 调制解调器 1 调制解调器概述2 调制解调器的基本结构3 调制解调器分类4 几种常用的广域网接入调制解调器 1 调制解调器概述 调制解调器 Modem 是调制器 modulator 和解调器 demodulator 的总称 是将微机接入广域网 实现网上两台微机之间通过具有有限带宽的模拟信道进行远距离通信的适配设备 计算机内的信号是由 0 1 字符串组成的数字信号 而电话线中只能传输模拟信号 要通过电话线实现微机间的数据传输就必须要进行信号的转换 因此在进行网络通信时 应在发送端通过调制将数字信号转换为模拟信号 而在接收端通过解调再将模拟信号转换为数字信号 2 调制解调器的基本结构 3 调制解调器分类 内置式调制解调器直接做在计算机主板上或以插卡的形式插在系统扩展槽中 其体积较小 安装在机箱内部 直接插在扩展槽上 不需要额外的电源和电缆 节省空间和成本 内置式Modem一般提供有4种接口 一是Line口 用于接电话线 二是Phone口 用于接电话机 三是MIC口 用于接话筒 四是SPK口 用作声音出口 外置式调制解调器一般放置于机箱外 通过RS 232C串口或USB接口与主机连接 这种调制解调器即插即用 还设有状态指示灯 便于监视调制解调器的工作状态 PCMCIA卡式调制解调器主要用于笔记本电脑 体积小 省电 插于标准的PCMCIA插槽 与移动电话相互配合可以实现移动办公 机架式调制解调器实际上是一组调制解调器 它们集中于一个箱体或外壳里 共用一个电源 它广泛应用于Internet Intranet 电信局 校园网 金融机构等的网络管理中心机房 4 几种常用的广域网接入调制解调器 普通拨号调制解调器普通拨号调制解调器是一种窄带接入设备接口 其调制方式可分为幅移键控 amplitude shiftkeying ASK 频移键控 frequency shiftkeying FSK 相移键控 phase shiftkeying PSK 三类 ADSL调制解调器ADSL asymmetricdigitalsubscriberline 非对称数字用户线路 是一种非对称的传输技术 以普通电话线作为传输介质 通过不同的调制方法实现高速数据传输 可在一对双绞线上提供上行1Mb s 下行8Mb s的速度 传输距离达3 5km ADSL为用户提供诸如高速Internet接入 视频点播 VOD 可视电话等多种业务 ASDL技术具有以下优点 上行和下行带宽不等 接入速度快 线路使用效率高 不同ADSL用户之间不会发生带宽的共享 可获得很好的通信效果 安装便捷 成本低廉 12 6其他人机交互设备 12 6 1扫描仪12 6 2触摸屏12 6 3数码相机12 6 4语音交互系统 返回 12 6 1扫描仪 1 扫描仪概述扫描仪在工作时会发出强光照射在稿件上 没有被吸收的光线将被反射到光学感应器上 光学感应器接收到这些信号后 再将这些资料传送到数模转换器 数模转换器再将其转换成计算机能够读取的信号 然后通过驱动程序转换成显示器上能看到的正确图像 2 扫描仪工作原理 返回 12 6 2触摸屏 1 触摸屏概述触摸屏是目前较为成熟的一种触摸式输入设备 相较于其它输入设备 触摸屏更为