第三讲微机测控系统接口电路设计

1、 计算机测控技术教程计算机测控技术教程第三讲第三讲 微机测控系统接口电路设计微机测控系统接口电路设计本节内容z接口的作用与分类接口的作用与分类z键盘的输入接口键盘的输入接口z非编码键盘接口设计非编码键盘接口设计z编码键盘接口编码键盘接口z键语分析键语分析接口的定义接口的定义接口是指计算机系统中一个部件与另一个部件的相互联接2.1 接口的作用与分类接口的作用与分类在计算机系统中，绝大多数接口都是以CPU为连接一方的。这些接口的分类有很多提法，比如按接口的变换和调整功能，可将接口分为零接口、被动接口、主动接口和智能接口；接口的分类接口的分类2.1 接口的作用与分类接口的作用与分类根据接口的输入输出

2、功能，可将接口分为机械接口、物理接口、信息接口和环境接口；接口的分类接口的分类以控制微机为出发点，将与微机相连的接口分三类：存贮器接口、I/O（输入、输出）接口、总线(通用）接口。存贮器接口是实现存贮器之间的有效联接，以它为纽带CPU,ROM,RAM才能有效的结合。2.1 接口的作用与分类接口的作用与分类接口的分类接口的分类存贮器接口是实现存贮器之间的有效联接，以它为纽带CPU,ROM,RAM才能有效的结合。通用总线接口： ，可完成各智能设备间的信息交换、监测与控制 。例如：使用标准接口总线（）作为外部通信总线，完成与工业控制机内总线（、）的连接。 2.1 接口的作用与分类接口的作用与分类接口

3、的分类接口的分类I/O接口实现CPU与外部世界的联接，按功能的不同I/O接口又分为三类人机接口、过程通道、通用外设I/O接口的分类：人机接口：操作者与计算机之间进行信息交换。例如：键盘输入接口、显示器接口。2.1 接口的作用与分类接口的作用与分类接口的分类接口的分类过程输入、输出通道的引入为了实现对生产过程的检测与控制，就要将对象的各种测量参数，按所要求的方式采入计算机，计算机经过对数据进行分析、处理后，将结果以数字量的形式输出，这时要把该输出变换成适合于对生产过程进行控制的形式。所以在计算机和生产过程之间必须设置信息的传递与变换的装置，这种装置我们称为过程输入、输出通道。2.1 接口的作用与

4、分类接口的作用与分类 过程输入、输出通道： 在计算机和生产过程之间设置信息传递与变换的装置。过程通道接口： 传感器接口（输入）采入外界信息服务、控制接口（输出）-以输出控制信息为目的。总结：过程通道及其接口是测试系统中重要组成部分。通用外设接口：这类接口实现的是通用外围设备（打印机、磁盘机、绘图仪、穿孔机等）与计算机的联接。2.1 2.1 接口的作用与分类接口的作用与分类2.2 键盘的输入接口键盘的输入接口键盘接口设计：键盘接口设计：键盘的接口设计包括键盘的接口设计包括硬硬件件和和软件。软件。键盘有几种不同形式，与其相联的接键盘有几种不同形式，与其相联的接口电路及其读键方法也不同。口电路及其读

5、键方法也不同。计算机从键盘读入信息时按三步进行：1、判键入：判断是否有键按下，若有则进一步择键,若没有则等待键入或转做别的工作。2.2 键盘的输入接口键盘的输入接口2、识键：在有键入的情况下，进一步识别出是哪个键，并作出适当的译码，以便进一步处理。3、键语分析：在单义键的情况下，只需根据键码来查表，找出相应的处理子程序入口，并实行一个程序转移即可。在多义键情况下，还需要做键语分析。按照规定的键语语法，把由键序组合成的输入序列的意义译出而执行。2.2 键盘的输入接口键盘的输入接口键盘的分类：编码键盘和非编码键盘编码键盘：由硬件实现识键的键盘非编码键盘：由软件实现识键的键盘2.2.1 非编码键盘的

6、接口非编码键盘的接口线性非编码键盘接口：线性无编码键盘接口、矩阵联结无编码键盘接口。一、线性无编码键盘是指每一按键都有一根输入线的键盘，而且每根输入线都是相互独立的，并各自接到计算机并行I/O口的一个位上。2.2.1 2.2.1 非编码键盘的接口非编码键盘的接口2.2.1 2.2.1 非编码键盘的接口非编码键盘的接口如图：任何一个键按下时与之相连的输入线即被置“0”（接地），否则就置“1”（处于高电平），这是一种最简单的非编码键盘连接形式，判键入及识键的程序十分简单。这种键盘组织的优点：软、硬件都很简单； 缺点：一个键占用一条输入线，当键数较多时要占用好几个并行输入口。应用：这种键盘的接口设计

7、可以应用到单一开关、多个开关或按键的接口设计上。2.2.1 2.2.1 非编码键盘的接口非编码键盘的接口2.2.1 非编码键盘的接口非编码键盘的接口二、矩阵联结无编码键盘 为了减少键盘与计算机接口联结时输入线的线数，目前键盘都采用矩阵结构。以12个键的键盘为例：2.2.1 非编码键盘的接口非编码键盘的接口2.2.1 非编码键盘的接口非编码键盘的接口一般而言，对于 的矩阵键盘，只需m+n根连线，可联接 个键，将矩阵键盘的行、列输入线分别接到微计算机的并行接口，即可方便的构成一个矩阵键盘接口。见图2.4。（矩阵键盘与Z80PIO的联接。nmnm2.2.1 非编码键盘的接口非编码键盘的接口2.2.1

8、 非编码键盘的接口非编码键盘的接口采用矩阵键盘时，判键入及识键都是由键盘接口软件来完成的，实际系统中，键盘上的每一个键都赋予确定的键功能。所谓键功能指按下此键后，该键将转达人的某种意志，要求计算机去做某件事，为此需要事先给这些键规定定义，并编出相应定义的子程序。一旦操作者按下某一键计算机就会自动转入相应的子程序去执行该键所指定的操作，识别矩阵键盘已按下的键常用“键盘扫描法”。2.2.2 编码键盘的接口编码键盘的接口采用编码键盘的优点：1.可以省去识别按键用的软件,因为编码键盘本身能用硬件扫描及编码方式自动提供与被按下键相对应的键码。2.多数编码键盘还兼有消除按键抖动及“键复按”保护功能。2.2.2 编码键盘的接口编码键盘的接口 编码键盘的编码数据通过其数据线传送，此数据线一般在8位以下，8位编码数据线可以区分 个键，一般是够用的。编码键盘在传送每一个数据的同时提供一个选通脉冲。而每次选通脉冲的出现表明有了一次新的键闭合。256282.2.2 编码键盘的接口编码键盘的接口2.2.3 键语分析键语分析 在单义键情况下，识键完成后，程序转移到与所按的键相应的执行子程序，在测控系统中，特别是在智能仪