第12章人机交互接口ppt课件

1、8.1 键盘接口技术 8.2 显示接口技术 8.3 鼠标接口技术8.4 打印机接口技术 2线性键盘与矩阵键盘线性键盘与矩阵键盘 3. 键盘接口的基本功能键盘接口的基本功能(1)消除键抖动。常用方法：消除键抖动。常用方法：软件延时法：软件产生约软件延时法：软件产生约20ms延时，延时，待键输出达稳定状态再读取代码。待键输出达稳定状态再读取代码。硬件消抖法：在键与计算机接口之间增加消抖电路。硬件消抖法：在键与计算机接口之间增加消抖电路。(2)重键处理。有两种处理方法：重键处理。有两种处理方法：锁定法：在确认有键按下后，必须检测到该键释放锁定法：在确认有键按下后，必须检测到该键释放后才能进行下一次键

2、盘检测。后才能进行下一次键盘检测。延时法：确认有键按下后，经过给定的延时时间后，延时法：确认有键按下后，经过给定的延时时间后，如果检测被按键仍未释放，则予以连续检测与处理。如果检测被按键仍未释放，则予以连续检测与处理。(3)串键处理。串键是指两个或两个以上按键同时按串键处理。串键是指两个或两个以上按键同时按下，处理方法根据不同系统也有两种情况。下，处理方法根据不同系统也有两种情况。合法多键：定义了一些特定的多键组合来表示某些合法多键：定义了一些特定的多键组合来表示某些信息，例如信息，例如Ctrl+C、Shift+P等等非法多键：处理时主要有两种策略：双键锁定只非法多键：处理时主要有两种策略：双

3、键锁定只认定最后释放的键为合法键和认定最后释放的键为合法键和N键连锁只产生最先键连锁只产生最先按下键的编码）。按下键的编码）。8.1.2 非编码键盘接口及其控制1行扫描键盘原理75492P反相器输出到6条行线的电平，LS244同相三态缓冲器组成输入端口，读入各列线的电平值。行扫描法的基本思想是：行扫描法的基本思想是：通过程序控制向键盘的所有行逐行输出低电通过程序控制向键盘的所有行逐行输出低电平即逐行扫描），若无按键按下闭合，则所平即逐行扫描），若无按键按下闭合，则所有列的输出均为高电平。若有一个按键按下闭有列的输出均为高电平。若有一个按键按下闭合，就会将所在的列钳位在低电平。通过程序合，就会将

4、所在的列钳位在低电平。通过程序读入列线的状态，就可以判断有无键按下及哪读入列线的状态，就可以判断有无键按下及哪一个键按下，键所在的行、列位置的编码就是一个键按下，键所在的行、列位置的编码就是该键的编码。键扫描与处理功能一般是编写成该键的编码。键扫描与处理功能一般是编写成子程序被调用的，行扫描法的工作流程可分成子程序被调用的，行扫描法的工作流程可分成键盘扫描、逐行扫描、键码生成、按键处理键盘扫描、逐行扫描、键码生成、按键处理4个个阶段。阶段。2. 2. 行反转法原理行反转法原理行反转法必须使用可编程并行接口如行反转法必须使用可编程并行接口如82558255来实来实现，其基本原理是：将行线接一个并

5、行端口，先工作现，其基本原理是：将行线接一个并行端口，先工作在输出方式，列线接另一个并行端口，先工作在输入在输出方式，列线接另一个并行端口，先工作在输入方式。编程通过行端口向全部行线输出方式。编程通过行端口向全部行线输出“0“0电平，再电平，再读入列线的值。如果有键被按下，则必有列线为读入列线的值。如果有键被按下，则必有列线为“0“0电平。然后进行线反转，编程改变两个并行端口的工电平。然后进行线反转，编程改变两个并行端口的工作方式，列端口工作于输出方式，将刚才读入的列线作方式，列端口工作于输出方式，将刚才读入的列线值反转输出到列线；行端口工作在输入方式，读取行值反转输出到列线；行端口工作在输入

6、方式，读取行线的值，则闭合键所在的行线必为线的值，则闭合键所在的行线必为“0“0电平。于是，电平。于是，当一个键被按下时，就可以读到一对惟一的列值和行当一个键被按下时，就可以读到一对惟一的列值和行值。值。编程举例编程举例使用行反转法编程实现对其使用行反转法编程实现对其8 88 8键盘的控制，其中键盘的控制，其中行线接可编程并行接口行线接可编程并行接口 8255 8255的端口的端口A A，列线接端口，列线接端口B B，。，。该程序也编写成子程序形式，出口参数为被按键的行该程序也编写成子程序形式，出口参数为被按键的行号与列号，分别存放在号与列号，分别存放在AHAH和和ALAL中。程序中取中。程序

7、中取82558255的端的端口地址分别为口地址分别为PAPA、PBPB、PCPC、PCTRLPCTRL。 START：MOV AL，82H ；PA、PB工作方式工作方式0 MOV DX，PCTRL ；PA输出，输出，PB输入输入 OUT DX，AL MOV DX，PB ；读入并保存列值；读入并保存列值 IN AL，DX MOV BL，AL CMP AL，0FFH ；有列线为；有列线为0？ JZ X1 ；没有则跳转到；没有则跳转到X1 CALL D20MS ；消除前沿抖动；消除前沿抖动 IN AL，DX MOV BL，AL CMP AL，0FFH ；仍然有列线为；仍然有列线为0？ JZ X1 ；

8、没有则跳转到；没有则跳转到X1 MOV AL，90H MOV DX，PCTRL ；PA、PB工作方式工作方式0 OUT DX，AL ；PA输入，输入，PB输出输出 MOV DX，PB MOV AL，BL OUT DX，AL ；输出读入的列值；输出读入的列值 MOV DX，PA IN AL，DX ；读入行值；读入行值 MOV AH，AL ；行、列值送；行、列值送AX， MOV AL，BL ； AH中为行值，中为行值，AL为列值为列值 X1： RET 8.1.3.IBM PC机的键盘机的键盘在在PC计算机系列中，计算机系列中，PC/XT机采用机采用83键标准键盘，键标准键盘，PC/AT机采用机采用

9、84键键盘，键键盘，286以上的机型一般使用增强以上的机型一般使用增强型型101键或键或102键扩展键盘。属于非编码键盘，键盘上键扩展键盘。属于非编码键盘，键盘上的按键排列成矩阵形式，对按下键的识别采用行列扫的按键排列成矩阵形式，对按下键的识别采用行列扫描原理，由键盘内部的描原理，由键盘内部的Intel 8048单片机完成。键盘通单片机完成。键盘通过一根螺旋形的过一根螺旋形的5芯电缆与主机相连。芯电缆与主机相连。8.2.1 LED显示显示器件及其接口器件及其接口1 概述概述LED(Low Emitting Diode) 发发光二极管光二极管,在小型专在小型专用微机系统和单片用微机系统和单片机系

10、统中，它是主机系统中，它是主要的显示器件。常要的显示器件。常用的用的LED有单个有单个LED显示管、显示管、7段段或或8段数码显示器段数码显示器和点阵式显示器。和点阵式显示器。下面主要介绍数码下面主要介绍数码管及其接口。管及其接口。8.2 显示接口技术显示接口技术2.显示接口举例显示接口举例:74LS164扩展扩展LED显示接口显示接口寄存器是一种用来暂时存放数据、指令等的器件，它由触发寄存器是一种用来暂时存放数据、指令等的器件，它由触发器组成。一个触发器可以储存一位二进制代码。存放几位二进器组成。一个触发器可以储存一位二进制代码。存放几位二进制代码用几个触发器即可。在微机系统中，常在制代码用

11、几个触发器即可。在微机系统中，常在CPU和七位和七位LED显示器间使用了移位寄存器显示器间使用了移位寄存器74LS164作串行输入并行输出暂作串行输入并行输出暂存器，该移位寄存器是经过改造的移位寄存器，它除了具有数存器，该移位寄存器是经过改造的移位寄存器，它除了具有数据寄存的功能外，还具有移位功能。所谓移位功能，就是寄存据寄存的功能外，还具有移位功能。所谓移位功能，就是寄存器中所存的数据可在移位脉冲的作用下左移或右移。器中所存的数据可在移位脉冲的作用下左移或右移。LED PROC ;入口参数入口参数:显示码在显示码在BL中中LED1: MOV AL,80H MOV DX,IOCTRL OUT

12、DX,AL MOV CL,8LED2:MOV AL,BLMOV DX,IOCPTOUT DX,BLROL BL,1MOV AL,00H MOV DX,IOCTRL OUT DX,ALMOV AL,01H OUT DX,ALLOOP LED2LED ENDP1 概述(1)CRT显示器组成与工作原理CRTCathode Ray Tube，阴极射线管）,它采用的扫描方式有光栅扫描、随机扫描、矢量扫描等多种，但常用的是光栅扫描方式。这种扫描方式利用CRT中高速的电子束不断一行一行地从左到右、从上到下作有序扫描。CRT内有扫描偏转电路和视频驱动电路。(2) CRT显示器分类监视器可分为单色和彩色两大类，

13、彩色监视器的CRT有R红）、G绿）、B蓝三色电子枪，三色视频信号分别控制三原色的亮暗，从而有多种不同的颜色。监视器的另一个重要性能指标是分辨率，它是指整个屏幕可显示的像素乘以每屏的扫描线数。IBM-PC单色显示器的分辨率为720350，高质量彩色图形监视器的分辨率达到10241024，颜色达256种，总的颜色数可达224。(3) CRT显示器显示方式比较显示器显示方式比较 。 监视器通过控监视器通过控制器适配器与微机接口，根据不同的性能要求制器适配器与微机接口，根据不同的性能要求有多种结构，如有多种结构，如MDAMONCHROME DISPLAY ADAPTER单色显示器适配器、单色显示器适配

14、器、CGACOLOR GRAPHIC ADAPTER彩色显示器适配器、彩色显示器适配器、EGAENHANCED GRAPHIC ADAPTER增量型彩增量型彩色显示器适配器和色显示器适配器和VGAVIDEO GRAPHIC ARRAY）。）。(4) CRT显示器的接口信号功能。监视器的接口显示器的接口信号功能。监视器的接口信号根据监视器的驱动方式不同而不同。复合驱动信号根据监视器的驱动方式不同而不同。复合驱动式将视频信号和水平、垂直同步信号合成一个信号式将视频信号和水平、垂直同步信号合成一个信号驱动，其接口线只有信号线和地线两根。直接驱动驱动，其接口线只有信号线和地线两根。直接驱动方式将各种信

15、号分开驱动，使用方式将各种信号分开驱动，使用9芯或芯或15芯芯D型插座型插座与控制接口。与控制接口。2、单色显示适配器MDA）MDA适配器可以看成由显示数据处理和扫描控制两部分组成 3、彩色图形适配器CGA）CGA可产生黑白和彩色的字符和图形，具有合成视频接口COMP VIO及直接驱动接口R、G、B、I、HSYNC、VSYNC两种监视器接口 4、 EGA、VGA、SVGA图形显示适配器图形显示适配器增强型图形适配器增强型图形适配器EGA和影像图形阵列和影像图形阵列VGA是是IBMPC/AT、PC386、PC486的标准配置图形接口的标准配置图形接口板。其分辨率、颜色、速度等性能均有显著的改进和

16、板。其分辨率、颜色、速度等性能均有显著的改进和提高。提高。EGA的分辨率达到的分辨率达到640350，其字符点阵有，其字符点阵有88、814、916等多种，可同时显示的颜色有等多种，可同时显示的颜色有256种。种。VGA的分辨率达到的分辨率达到640480，可同时显示的数，可同时显示的数256K种。种。SVGA的分辨率可达到的分辨率可达到640480、800600、1024768、12801024、16001200等，可同时显示等，可同时显示的数不限，具体取决于显存的数不限，具体取决于显存VRAM的容量，一般可达的容量，一般可达到到16M种种(24位位)、4G种种(32位位)颜色，即真彩色显示

17、。颜色，即真彩色显示。EGA和和VGA的接口逻辑仍由显示数据处理和扫描的接口逻辑仍由显示数据处理和扫描控制两部分逻辑组成。扫描控制部分的主要作用是产控制两部分逻辑组成。扫描控制部分的主要作用是产生水平和垂直同步信号、回扫信号、消隐信号，并对生水平和垂直同步信号、回扫信号、消隐信号，并对数据在屏幕上的显示格式进行控制，其显示数据处理数据在屏幕上的显示格式进行控制，其显示数据处理逻辑包含显示存储器、并串转换器和属性控制器等部逻辑包含显示存储器、并串转换器和属性控制器等部分。分。8.3.18.3.1、鼠标器工作原理及分类、鼠标器工作原理及分类（1 1原理：原理：鼠标器是由位置传感器、专用处理芯鼠标器

18、是由位置传感器、专用处理芯片和采样机构组成。片和采样机构组成。鼠标器的工作原理：当鼠标器相对桌鼠标器的工作原理：当鼠标器相对桌面移动时，采样机构按面移动时，采样机构按X X，Y Y相垂直的方相垂直的方向把位置和距离信息送往传感器，由传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作位移以相应的数据格式传送到计算机主机。主机。（2鼠标器的分类：鼠标器的分类：按采样机构：分光机式、光

19、电式、机械式按采样机构：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按照按键的数量：二键式、三键式和多键式多功能鼠标器。能鼠标器。按其使用功能：分为按其使用功能：分为2D式和式和3D式两种。式两种。按其接口插头的类型：分为按其接口插头的类型：分为“D型型9针串口鼠针串口鼠标及圆形并口标及圆形并口PS/2鼠标。鼠标。串口，串口，PS/2和和USB三种类型三种类型串口：将鼠标接到电脑主机串口上使用。其优点串口：将鼠标接到电脑主机串口上使用。其优点是适用范围和机型最多，从没有是适用范围和机型最多，从没有PS/2接口

20、和接口和USB接口接口的电脑到现在最新的电脑都能使用，缺点是串口通信的电脑到现在最新的电脑都能使用，缺点是串口通信的数据传输率低，中高档鼠标不能发挥其高性能优势，的数据传输率低，中高档鼠标不能发挥其高性能优势，而且不支持热插拔。而且不支持热插拔。PS/2接口：接口：PS/2接口是目前最常见的鼠标接口，接口是目前最常见的鼠标接口，最初是最初是IBM公司的专利，俗称公司的专利，俗称“小口小口”。这是一种鼠。这是一种鼠标和键盘的专用接口，是一种标和键盘的专用接口，是一种6针的圆型接口。但鼠标针的圆型接口。但鼠标只使用其中的只使用其中的4针传输数据和供电，其余针传输数据和供电，其余2个为空脚。个为空脚

21、。是是ATX主板的标准接口，是目前应用最为广泛的鼠标主板的标准接口，是目前应用最为广泛的鼠标接口之一，也不支持热插拔。在连接接口之一，也不支持热插拔。在连接PS/2接口鼠标时接口鼠标时不能错误地插入键盘不能错误地插入键盘PS/2接口鼠标的接口为绿色、接口鼠标的接口为绿色、键盘的接口为紫色）。键盘的接口为紫色）。USB接口：与前两种接口相比，其优点是非常高接口：与前两种接口相比，其优点是非常高的数据传输率，完全能够满足各种鼠标在刷新率和分的数据传输率，完全能够满足各种鼠标在刷新率和分辨率方面的要求，能够使各种中高档鼠标完全发挥其辨率方面的要求，能够使各种中高档鼠标完全发挥其性能，而且支持热插拔。性能，而且支持热