微机原理与接口技术9

1、1微机原理与接口技术第9章 微机常用外设接口2第9章 微机常用外设接口 3第9章 微机常用外设接口 n9.1 键盘及其接口n9.2 鼠标及其接口n9.3 显示器及其接口n9.4 打印机接口4第9章 微机常用外设接口9.1 键盘及其接口 键盘是最常用也是主要的输入设备，用户通过键盘，可以将英文字母、数字、标点符号、汉字及其它图形、文字输入到计算机的存储器中，从而向计算机发出命今或输人数据。通常可将键盘分为两类：小键盘：适用于单板机或以微处理器为基础的仪器，实现数据、地址、命令及指令等的输入独立键盘：通过5芯电缆或USB接口与PC微机主机连接组成键盘的按键有机械式、电容式、导电橡胶式和薄膜式等多种

2、，但不论何种形式，其作用都是一个使电器接通与断开的开关。5第9章 微机常用外设接口9.1 键盘及其接口 按键码的识别方式分类，键盘分为：编码键盘主要依靠硬件电路完成扫描、编码和传送，直接提供与按键相对应的编码信息，其特点是响应速度快，但硬件结构复杂。非编码键盘的扫描、编码和传送则由硬件和软件共同完成，其响应速度不如编码键盘快，但可以通过软件对键盘的某些按键重新定义，为扩充键盘功能提供了较大方便。因此计算机中使用的主要是非编码键盘。自从PC机推出以来，键盘也有了很大的发展，经历了83键键盘、84键键盘、l01(或102)键 键盘以及带鼠标或跟踪球的多功能键盘等多种形式，另外还有些专用键盘(如PO

3、S专用键盘)等。6第9章 微机常用外设接口9.1 键盘及其接口 n9.1.1 非编码键盘的基本工作原理常用的非编码键盘有线性键盘和矩阵键盘。线性键盘主要适用于小键盘，其按键不多，而每个按键均有一条输入线送到计算机接口上。当按键增多时，受到输入线宽度的限制。矩阵键盘的按键按行列排放，如有i行j列，则可排放ij个按键，但送往计算机的输入线共i+j条。因此适用于按键较多的场合。+5V+5V+5VSW7SW8SW3SW9SW4SW5SW6SW1SW2SW0SWASWFSWCSWDSWESWBESCUPEnterDOWN9.1K4VCC接8255的B口由B口依次输出只有一个为低电平的扫描码接8255的C

4、口（PC0PC3输入）没有按键被按下为高电平PB0PC0PC1PC2PC3D11N4148PB1D21N4148PB2D31N4148PB3D41N4148PB4D51N4148 7第9章 微机常用外设接口9.1 键盘及其接口 n9.1.1 非编码键盘的基本工作原理主要的键码识别方法有：行扫描法n先使第0行接低电平，其余行为高电平，然后看第0行是否有键闭合（通过检查列线电位实现）n此后，再将第1行接地，然后检测列线是否有变为低电位的线。如此往下一行一行地扫描，直到最后一行n在扫描过程中，当发现某一行有键闭合时，便在扫描中途退出n通过组合行线和列线可识别此刻按下的是哪一键行列反转法行列扫描法8第

5、9章 微机常用外设接口9.1 键盘及其接口 n9.1.1 非编码键盘的基本工作原理主要的键码识别方法有：行扫描法行列反转法n首先将行线作为控制线接输出端口，将列线作为检测线接输入端口nCPU通过输出端口将行线（控制线）全部设置为低电平，然后从输入端口读取列线（检测线）n然后，将行线和列线的作用互换，即将列线作为控制线接输出端口，行线作为检测线接输入端口n将刚才读得的列值从列线所接端口输出，再读取行线的输入值n这样，当一个键被按下时，必定可以读得一对唯一的行值和列值行列扫描法9第9章 微机常用外设接口9.1 键盘及其接口 n9.1.1 非编码键盘的基本工作原理主要的键码识别方法有：行扫描法行列反

6、转法行列扫描法n行列扫描法是PC机键盘使用的主要键盘识别方法，硬件结构与行扫描法类似n首先进行行扫描n然后进行列扫描n将两次所得的行号和列号进行对比，如相同则认为该键码正确无误，即获得该闭合键的行列扫描码。10n抖动和重键问题在按键被按下或放开的瞬间，由于机械触点存在弹跳现象，实际按键电压波形存在抖动现象，抖动时间的长短与按键的机械特性有关，一般在5ms10ms之间，而按键稳定闭合期长短与按键时间有关，从数百毫秒到数秒不等。为了保证按键由“按下”到“松手”之间仅视为一次或数次输入（对于具有重复输入功能的按键），必须在硬件或软件上采取去抖动措施，避免一次按键输入一串键码。11n抖动和重键问题消除

7、抖动的方法主要有两种：n硬件方法：采用RC滤波电路消除拉动的波动n软件方法：通过延时一定时间，等信号稳定后再去识别键码重键问题是指由于误操作，两个或两个以上的键同时被按下闭合，此时键位扫描中会出现错误的行列值。重键处理的方法主要有：n简单情况：不予识别，认为是错误的按键n通常情况：只承认先识别出来的键连锁法：不停地扫描键盘，重键期间不作识别，仅承认最后一个闭合键顺序法：在识别某闭合键后保持不动，直到该键释放后再去识别其他按键n正常的组合键：都识别出来12第9章 微机常用外设接口9.1 键盘及其接口 n9.1.2 PC键盘及接口技术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

8、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、属于非编码键盘，这种键盘只提供键的行列位置(或称扫描码)，而按键的识别和键值的确定等工作全靠软件完成。PC微机键盘是一种由单片机扫描、编码的智能化键盘。13第9章 微机常用外设接口9.1 键盘及其接口 n9.1.2 PC键盘及接口技术CPU在中断允许的条件下(IF=1)，响应类型码为09H的键盘中断，从而转入BIOS键盘中断服务程序，该程序主要完成以下功能：从键盘接口读取键盘扫描码，判断是否合法；为非法时结束中断，不予处理；如果是8个特殊键，将状态存入BIOS数据区的键盘标志单元；将扫

9、描码转换成ASCII码或扩展码，并判断转换后的ASCII码是否合法；判断RAM中的键盘缓冲区是否已满，如果已经存满，则中断结束，调用BEEP程序使扬声器鸣响一秒钟，然后返回。当键盘缓冲区未满时，将按键的ASCII码存入键盘缓冲区，并修改它的指针，结束中断，正常返回；如果是系统复位组合键、中止组合键、暂停、打印屏幕等按键则直接执行，完成其对应的操作功能。14第9章 微机常用外设接口9.1 键盘及其接口 n9.1.3 键盘I/O程序设计P250 表9-1、表9-2P251 图9-4、例9.215第9章 微机常用外设接口 n9.1 键盘及其接口n9.2 鼠标及其接口n9.3 显示器及其接口n9.4

10、打印机接口16第9章 微机常用外设接口9.2 鼠标及其接口 n9.2.1 鼠标的工作原理鼠标器的基本工作原理是将鼠标移动的距离及方向信息变换成脉冲信号送给计算机，再由计算机驱动程序将脉冲信号转换成鼠标器光标的坐标数据以达到指示位置的目的。根据测量位移部件的不同，鼠标器可分为：机械式将滚轮的机械转动转换成光信号，再变为电信号。光电式通过光学定位系统得出鼠标的移动速度和移动方向。光机式原理介于机械式鼠标和光电鼠标之间。从接口标准分： 总线式鼠标、标准RS-323C串口鼠标、PS/2鼠标和USB鼠标从按键形式分： 两键鼠标、三键鼠标和滚轮鼠标17第9章 微机常用外设接口9.2 鼠标及其接口 n9.2

11、.1 鼠标的工作原理鼠标主要性能指标：分辨率指鼠标移动一英寸检测出的点数，单位dpi(每英寸点数)。目前鼠标多为400dpi以上。采样率指操作系统确认鼠标位置的频率，通常PS/2鼠标采样率为60次/秒，而USB接口鼠标的采样率为120次/秒。扫描次数指每秒光电鼠标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。18第9章 微机常用外设接口9.2 鼠标及其接口 n9.2.2 鼠标与计算机的接口鼠标按照一定的传输格式向主机传送数据，一般采用字节组安排数据信息。输出字节数与鼠标键数有关，一般两键鼠标采用3字节一组的数据格式，而三键鼠标采用5字节一组的数据格式。19第9章 微机常用外设接口9.2

12、鼠标及其接口 n9.2.3 鼠标接口编程P253 表9-420第9章 微机常用外设接口 n9.1 键盘及其接口n9.2 鼠标及其接口n9.3 显示器及其接口n9.4 打印机接口21第9章 微机常用外设接口9.3 显示器及其接口 显示系统由显示器和显示卡两部分组成。根据显示器件的不同可将显示器分为：阴极射线管显示器(CRT)平板显示器液晶显示器(LCD)场致发光显示器(EL)等离子体显示器(PDP)真空荧光显示器(VFD)22第9章 微机常用外设接口9.3 显示器及其接口 n9.3.1 显示系统的性能参数显示器的性能参数主要有：显示器尺寸显示器屏幕的对角线长度。像素俗称点，是屏幕显示的最小单位。

13、分辨率指一帧屏幕拥有的水平像素的数目垂直像素的数目。点距显示器屏幕上像素间的距离。刷新频率显示屏内容被重写的频率，又称为帧频，单位为Hz。刷新频率越高，屏幕图像越稳定。水平扫描频率即行频。单位时间内电子束从屏幕左到右的扫描次数。垂直扫描频率垂直扫描锯齿波的频率。对比度图像（字符）与背景的浓度差。扫描方式电子束扫过荧光屏上所有像素的方式，分隔行和逐行扫描方式。23第9章 微机常用外设接口9.3 显示器及其接口 n9.3.1 显示系统的性能参数显示卡的性能参数：显示缓存容量像素颜色数显示系统标准：CGA：640 200，EGA： 640 350 ，VGA：640 480，SVGA：800 600

14、，XGA：1024 768，SXGA：1280 102424第9章 微机常用外设接口9.3 显示器及其接口 n9.3.2 显示器的工作原理1. CRT显示器25第9章 微机常用外设接口9.3 显示器及其接口 n9.3.2 显示器的工作原理1. CRT显示器26第9章 微机常用外设接口9.3 显示器及其接口 n9.3.2 显示器的工作原理2. 液晶显示器(LCD)特点：n电压低，功耗小n体积小，重量轻n无辐射，无闪烁27第9章 微机常用外设接口9.3 显示器及其接口 n9.3.2 显示器的工作原理LCD和CRT的区别CRTLCD主动发光效应被动发光效应锯齿波光栅扫描实现显示行列式定位确定像素位置

15、分辨率不可变分辨率在一定范围内可变28第9章 微机常用外设接口9.3 显示器及其接口 n9.3.3 显示器接口显卡与显示器的接口从其信号形式上可分为两大类：数字信号接口模拟信号接口29第9章 微机常用外设接口9.3 显示器及其接口 n9.3.4 显示器接口编程10H中断程序的功能：显示模式设置(00H)对光标位置的设置(02H)和读取(03H)往光标位置写字符(09H)从光标位置读字符(08H)使屏幕往上滚动的设置(06H)使屏幕往下滚动的设置(07H)对像素颜色的设置(0CH) P260 表9-8、例9.3P261 例9.430第9章 微机常用外设接口 n9.1 键盘及其接口n9.2 鼠标及其接口n9.3 显示器及其接口n9.4 打印机接口31第9章 微机常用外设接口9.4 打印机接口 n9.4.1 打印机的基本工作原理按打印机和主机的接口方法分：并行打印机和串行打印机按打印方式分：击打式打印机靠机械动作实现印字，因此它的打印速度不可能很高，并且不可避免地要产生工作噪音。非击打式打印机是靠电磁作用实现印字的。它没有机械动作，因此打印速度快打印时无工作噪声。非击打式打印机有激光式、喷墨式、热敏式、热升华式等。按字符的形成来分：全字符式打印机是将整个字符的字模以不同的方式安装在基体上，一次打印动作就可实现一个字符的印字。击打式打印机大多使用全字符打印方式。点阵式打印机是用点阵的形