外部设备接口课件

1、1 2 输入设备输入设备 u键盘键盘 u鼠标鼠标 u触摸屏触摸屏 u扫描仪扫描仪 u 输出设备输出设备 u显示器（显示器（CRTCRT、LEDLED、液晶显示）液晶显示） u打印机打印机 u绘图仪绘图仪 u 3 4 由由8 8个开关构成的键盘（也称为线性键盘）个开关构成的键盘（也称为线性键盘） 为了减少键盘的输入输出连线数，常用开关矩为了减少键盘的输入输出连线数，常用开关矩 阵的方式来构造键盘，称为矩阵键盘阵的方式来构造键盘，称为矩阵键盘 K0K0 CPUCPU D0-D7D0-D7 IORIOR IOWIOW A0-A9A0-A9 I/O口I/O口 VCCVCC VCCVCC VCCVCC

2、K1K1 K7K7 5 编码键盘编码键盘 提供按下键的提供按下键的ASCIIASCII码。具有去抖动、防重码。具有去抖动、防重 （串）键等功能。响应快，但硬件复杂。（串）键等功能。响应快，但硬件复杂。 非编码键盘非编码键盘 只提供按下键的行列位置。由软件完成去抖只提供按下键的行列位置。由软件完成去抖 动、防重键等功能。硬件简单，但占用动、防重键等功能。硬件简单，但占用CPUCPU的的 时间。时间。 6 触点式开关触点式开关 u机械式机械式 无触点式开关无触点式开关 u电容式开关电容式开关 利用电容值的变化利用电容值的变化 u霍尔效应式开关霍尔效应式开关 磁场变化，导致霍尔效应器件产生电压变化磁

3、场变化，导致霍尔效应器件产生电压变化 7 导电橡胶式键盘导电橡胶式键盘 塑料薄膜式键盘塑料薄膜式键盘 8 1消抖动消抖动 2防串键防串键 3按键识别按键识别 4键码生成键码生成 9 抖动时间一般为抖动时间一般为520520msms 读取键状态时应避开抖动区间读取键状态时应避开抖动区间 消抖动的方法消抖动的方法 u加入硬件消抖动电路加入硬件消抖动电路 u判断有键按下后，延时判断有键按下后，延时520520msms，再读取键值再读取键值 键按下键按下 前沿抖动前沿抖动后沿抖动后沿抖动 10 重键重键 多个键同时按下或前一按下键没有释放又有多个键同时按下或前一按下键没有释放又有 新键按下新键按下 解

4、决方法解决方法 u双键锁定双键锁定 当检测到有两个或两个以上的键按下时，最后释当检测到有两个或两个以上的键按下时，最后释 放的键认为是有效键放的键认为是有效键 uN N键轮回键轮回 当检测到有多个键按下时，按扫描顺序依此读出当检测到有多个键按下时，按扫描顺序依此读出 相应的键值相应的键值 u 11 两种典型的按键识别方法两种典型的按键识别方法 行扫描法行扫描法 对键盘的各行依此输出扫描码，读入各对对键盘的各行依此输出扫描码，读入各对 应的列值，确定按下键的位置应的列值，确定按下键的位置 行列倒换法（线反转法）行列倒换法（线反转法） 从键盘的行输出扫描码，读入列值，再将从键盘的行输出扫描码，读入

5、列值，再将 该列值从列输出，读入行值，即可确定按下该列值从列输出，读入行值，即可确定按下 键的位置键的位置 12 根据按下键的行列位置，查表即可得到按下键根据按下键的行列位置，查表即可得到按下键 的键码。的键码。 13 82558255 PA0PA0 PA1PA1 PA2PA2 PB0PB0 PB1PB1 PB2PB2 PB3PB3 VCCVCCVCCVCCVCCVCCVCCVCC CPUCPU 0 01 12 23 3 7 76 65 54 4 111110109 98 8 PA(Out) PB(In) 000 1101 有“0”键按 下 延时 110 1111 101 1111 011 1

6、101 端口端口A A：40H40H 端口端口B B：41H41H 控制口控制口: :4343H H 14 mov al, 82h;A口输出口输出 out 43h, al;B口输入口输入 begin:mov al, 00h out 40h, al;00A口口 wait: in al, 41h;读读B口口 and al, 0fh cmp al, 0fh jz wait mov cx, 7fffh;有键按下有键按下 lp0: loop lp0 ;延时延时 st: mov bl, 3 ;行数行数 mov bh, 4 ;列数列数 mov al, 0feh ;扫描码扫描码 mov cl, 0fh mov

7、 ch, 0ffh ;键值键值-1 l1:out 40h, al rol al mov ah, al;保存下一扫描码保存下一扫描码 in al, 41h and al, cl cmp al, cl ;有无列线为有无列线为0？ jnz l2 15 add ch, bh；指向末列键号指向末列键号 mov al, ah；取取新扫描码新扫描码 dec bl jnz l1 jmp begin；重新扫描重新扫描 l2:inc ch;本行首列键号本行首列键号 rcr al jc l2 mov al, ch;AL=键号键号 16 适用于适用于PC/XTPC/XT机，机，8383键键 键盘内置键盘内置Intel

8、8048Intel8048单片机单片机 u8 8位位CPUCPU、1k1k字节字节ROMROM、6464字节字节RAMRAM、8 8位定时位定时/ /计数器、计数器、 2 2个个8 8位并口位并口 1616行行8 8列矩阵键盘列矩阵键盘 电容开关电容开关 非编码键盘，向主机提供非编码键盘，向主机提供8 8位扫描码位扫描码 ub7=0b7=0，表示接通的扫描码表示接通的扫描码 ub7=1b7=1，表示断开的扫描码表示断开的扫描码 17 适用于适用于PC/ATPC/AT、386+386+，8484、101101、102102或或104104键键 键盘内置键盘内置Intel8042/8742Inte

9、l8042/8742单片机单片机 u8 8位位CPUCPU、1k1k字节字节ROMROM、2 2个个8 8位并口位并口 1616行行8 8列矩阵键盘列矩阵键盘 扩展键盘与标准键盘的扫描码是不一样的，是互不兼扩展键盘与标准键盘的扫描码是不一样的，是互不兼 容的。容的。 18 80488048 P22P22 GNDGND Data OutData Out P11P11 P21P21 P10P10 ResetReset VCCVCC 键盘阵列键盘阵列 16X816X8 GNDGND VCCVCC Data InData In Clk OutClk Out Reg InReg In 选通选通 键按下键

10、按下 键盘盒键盘盒 2 2 1 1 3 3 5 5 电源电源 4 4 串并串并 变换变换 DIDI 移位寄移位寄 存器存器 中断中断 请求请求 82598259 A口A口 控控 制制 PB6PB6 PB7PB7 82558255 IRQ1IRQ1 CPUCPU INTRINTR 主机箱主机箱 扫描码扫描码 DataData ClockClock PB6=1、PB7=0 19 键盘电路正常工作时键盘电路正常工作时80488048采用行列扫描法不断采用行列扫描法不断 地扫描键盘矩阵地扫描键盘矩阵 当有键动作时，则在确定按键位置之后以串行当有键动作时，则在确定按键位置之后以串行 数据形式发送给系统板

11、键盘接口电路数据形式发送给系统板键盘接口电路 u键按下时，发送该键的键按下时，发送该键的接通接通扫描码扫描码 u键松开时，发送该键的键松开时，发送该键的断开断开扫描码扫描码 若一直按住某键，则连续发送该键的接通扫描若一直按住某键，则连续发送该键的接通扫描 码码 20 Esc 0101 8181 1 1 0202 8282 2 23 34 4 = = 0 0- - Q A Z S WP L M , , 030304040505 10101111 1 1E 1 1F 2 2C 838384848585 90909191 9 9E 1 12 23 34 45 5 111112121313 1616

12、1717 2525 30303131 3939 44445050 5151 9 9F AC 键位置键位置 接通扫描码接通扫描码 断开扫描码断开扫描码 键名称键名称 21 移位寄存器每收到一个移位寄存器每收到一个8 8位的扫描码后，发出位的扫描码后，发出IRQ1IRQ1中中 断请求，断请求，CPUCPU响应中断后，从响应中断后，从82558255A A口读取扫描码，转口读取扫描码，转 换为换为ASCIIASCII码，放入键盘缓冲区。码，放入键盘缓冲区。 INT 9H(INT 9H(硬件中服程序硬件中服程序) ) INT 16H(ROM INT 16H(ROM BIOS)BIOS) 扫描码扫描码

13、AXAX键盘缓冲区键盘缓冲区 应用程序应用程序 键盘缓冲区可缓存键盘缓冲区可缓存1515个键码个键码 在应用程序中可使用在应用程序中可使用BIOSBIOS中的中的INT 16HINT 16H访问键盘缓冲访问键盘缓冲 区区 22 23 发光二极管发光二极管LEDLED是最简单的发光器件是最简单的发光器件 LEDLED数码管是由数码管是由7 7（或（或8 8）个）个LEDLED组成组成 LEDLED数码管广泛用于数字系统中数码管广泛用于数字系统中 b c d e f g dot dot g a +5+5V dot g a 共共阴极阴极共共阳极阳极 a 24 dot g +5+5V 共共阳极阳极 f

14、 e a b c d 7474LS373 OE G 300300H D0D7H D0 D7 b c d e f g dot a 锁存器锁存器 25 26 优缺点优缺点： (1) (1) 价格低价格低 (2) (2) 画质高画质高 (3) (3) 体积体积大大 (4) (4) 易产生辐射易产生辐射 ( (长时间长时间使用使用 可能对可能对眼睛眼睛有害）有害） 27 逐行扫描过程逐行扫描过程 水平扫描正程（显示）水平扫描正程（显示） 水平扫描逆程水平扫描逆程 （消隐）（消隐） 垂直逆程垂直逆程 28 屏幕上的字符是由点阵构成，可由屏幕上的字符是由点阵构成，可由5 5x7x7或或7 7x x9 9点

15、点 阵表示阵表示 例：例：5 5x x7 7点阵点阵 29 计算机学院计算机学院 体系结构中心体系结构中心 两种显示方式：两种显示方式： 文本方式文本方式 显示的单位是字符，如显示的单位是字符，如8080列、列、2525行个字符行个字符 图形方式图形方式 显示的单位是点，例如显示的单位是点，例如 CGACGA方式：方式：320320列、列、200200行个点行个点 VGAVGA方式：方式：640640列、列、480480行个点行个点 30 例：例：CGACGA字符（文本）方式字符（文本）方式 1 1屏屏=80 =80 x x 25 x 2 = 4000 25 x 2 = 4000 字节字节 B

16、UPTBUPT 0 0 1 12 27979 0 0 1 1 2424 42H42H 属性属性 55H55H 50H50H 54H54H 属性属性 属性属性 属性属性 0 07 7 0 0 1 1 2 2 3 3 39993999 VRAMVRAM B BG GR RI IB BG GR RBLBL 7 70 0 前景前景背景背景 亮亮 度度 闪闪 烁烁 显示屏显示屏 属性字节属性字节 31 输入输入 多点触（多点触（ Multi-touch Multi-touch ）控技术）控技术 镭射键盘（镭射键盘（Laser KeyboardLaser Keyboard） 输出输出 全息全息TVTV（H

17、olographic TVHolographic TV） 头戴式显示器头戴式显示器 32 使用两个（或以上）手指使用两个（或以上）手指 u例如例如: : 放大或旋转放大或旋转 大多数种类触摸屏不支持这个功能大多数种类触摸屏不支持这个功能 u电阻性电阻性 u表面电容表面电容 u表面声波表面声波(SAW)(SAW) u声学脉冲识别声学脉冲识别(APR)(APR) u. 可能不需要识别触摸点位置可能不需要识别触摸点位置 33 感应电容触摸屏（感应电容触摸屏（ Projected-capacitive Projected-capacitive touchscreentouchscreen） 基本结构基

18、本结构 u前后保护玻璃基板前后保护玻璃基板 u中间层为薄片状的传感器网格中间层为薄片状的传感器网格 34 触摸时，在手指和传感器栅格间构成电容触摸时，在手指和传感器栅格间构成电容 触屏控制器计算触点的坐标并将坐标值发送给触屏控制器计算触点的坐标并将坐标值发送给 处理器做进一步处理处理器做进一步处理 35 iPhone iPhone 触屏结构触屏结构 轴坐标式感应单元轴坐标式感应单元 u分立的行和列分立的行和列 u以两个交叉的滑条实现以两个交叉的滑条实现 vX X 轴滑条轴滑条 vY Y 轴滑条轴滑条 u检测每一格感应单元的电容变化检测每一格感应单元的电容变化 所有的点在被触摸时都能生所有的点在被触摸时都能生 成相应的信号，然后将信号成相应的信号，然后将信号 传送给传送给iPhoneiPhone的处理器。因的处理器。因 此，此，iPhoneiPhone能够确定两个点能够确定两个点 同时发生触摸的位置和运动同时发生触摸的位置和运动 方向。方向。 36 行、列