机车车辆计算机控制基础第五章

1、1第五章计算机控制系统的键盘及其接口技术2主要内容o 键盘扰动的抗干扰技术n 硬件方法n 软件方法o 非编码键盘的结构原理及其接口电路n 非编码独立式键盘结构和接口电路o 查询法接口电路o 中断法接口电路n 非编码矩阵式键盘结构和接口电路o 编码键盘的结构原理及其接口电路n 二进制编码器n 编码键盘的接口电路3计算机控制系统的键盘及接口电路p 键盘是一种常用的输入设备，主要实现人机信息交换功能，从功能上可以分为字符键和功能键两种p 键盘的接口电路可分为非编码键盘和编码键盘n 非编码键盘由软件实现键的编码，键盘提供按键的通或断状态信息n 编码键盘采用硬件编码电路实现键的编码，常用的有BCD码键盘

2、、ASCII码键盘等4计算机控制系统的接口电路特点p 非编码键盘的特点是电路简单、成本低，但占用CPU的时间较长p 编码键盘的特点是使用方便、键盘码产生速度快、占用CPU时间少，但对按键的检测与消除抖动要靠硬件电路完成5键盘扰动p 计算机控制系统中的键盘常采用触点式按键，这种键盘利用机械触点的闭合或断开来输入指令p 由于机械触点的弹性振动，按键按下时不会马上接通或弹起时不会马上断开，因此在按键闭合或断开时会出现抖动，称为键盘扰动6键盘扰动的抗干扰技术p 为使计算机能够准确读取键盘闭合或断开的信息，要采取措施消除键盘的前沿抖动和后沿抖动n 硬件方法n 软件方法7键盘扰动的抗干扰技术硬件方法8键盘

3、扰动的抗干扰技术软件方法p 设置一段延时程序，当第一次检测到有键按下时，立即执行该段程序；当按键的前沿抖动消失后，再次检测该键的状态，如果仍然保持闭合则认为该键确实被按下，否则认为无键被按下p 对于键被断开也采用同样的方法9非编码独立式键盘p 非编码独立式键盘的每个按键独立地占有一根I/O线，通过CPU检测I/O线的状态即可知道键盘上是否有键按下和哪个键被按下p 一般通过上拉电阻保证按键断开时I/O线上有高电平，而按键闭合时I/O线上有低电平p 按照CPU访问时间和访问方式的不同，分为查询法接口电路和中断法接口电路10非编码独立式键盘查询法接口电路11查询法程序流程图12查询法的特点p 采用查

4、询法时，CPU每隔一定的时间要去主动地扫描按键，这个时间应该小于两次按键的间隔时间，否则会出现有键按下而CPU没有响应的情况发生p 这种方法占用CPU时间较多13非编码独立式键盘中断法接口电路14中断法的特点p 采用中断法时，CPU对按键操作的查询是被动的，在无按键动作时不占用CPU资源，因此，CPU可以有更多的时间执行其他程序15非编码矩阵式键盘p 独立式键盘的每个键都要占用一条I/O线p 当按键的数量较多时，会使连线复杂，而且查询按键操作的时间也会变长p 将按键排列成矩阵式结构，这样可以减少占用的I/O线数量16非编码矩阵式键盘典型结构17非编码矩阵式键盘扫描及处理程序流程图18编码键盘p 非编码键盘采用软件方法来实现键盘扫描、消除扰动和键值处理等功能，这样会占用较多的CPU时间，对于大型的计算机控制系统是不被允许的p 为此，通常采用以硬件方式实现的编码键盘，这样可以大大提高计算机控制系统的实时性19二进制编码键盘Ei：输入允许端Eo：输出允许端GS：工作状态端20二进制8位编码器的真值表状态输入编码输出EiI7I6I5I4I3I2I1I0GSEoO2O1O0000000100000000010001110000110100011100100