微机原理第7章-3学分

1、第七章外设接口技术 教学目标介绍微机系统常用的外设接口 学习要求通过学习要求了解键盘、LED盘、LED显示器与CPU的接口电路及使用方法。 讲授内容第七章外设接口技术第一节八段LED显示器接口技术第二节键盘接口技术第一节八段LED显示器接口技术一、LED显示器及工作原理1.LED显示器的分类2.工作原理g g dpg f e d cb aLEDfb段ec选位ddp开选d关开关显示1：b,c两段点亮显示4：b,c,f,g四段点亮二、LED显示器与CPU的接口电路clkQ0D0CPU clkQ0D0Q7Q0D0段选口位选口Q0D0D7LED0dpbadpbadpaLED5Q5Q5D5clk地址信号

2、1（91H）IOW地址信号2（90H）例1：要求LED0显示“7”，其它LEDi不显示任何内容ag段选信号gD7D6D5D7D6D5D4D3D2D1D000011111abcdefgdp00000001位选信号00000001/543210段选口送1FHeMOV OUT MOVd AL, 90H, AL,cdp1FH AL 01H位选口送01HOUT91H,ALclkQ0D0CPU clkQ0D0Q7Q0D0段选口位选口Q0D0D7LED0dpbadpbadpaLED5Q5Q5D5clk地址信号1（91H）IOW地址信号2（90H）例2.要求LED0LED5都显示“5”段选信号01001001

3、D7D6D5D4D3D2D1D001001001abcdefgdp位选信号00111111/543210f eMOV OUTagdgAL,90H,b cdp49H AL段选口送49H位选口送3FHMOVAL,3FH OUT91H,clkCPU clkQ0Q0Q7段选口位选口D0D0D7LED0dpbadpbadpaLED5Q0Q5Q0Q5D0D5clk地址信号1（91H）IOW地址信号2（90H）三、显示管理程序解决字符段代码的转换问题003H9FH003H9FH25H0DH99H49H41H待显字符：3123456段代码表LED0LED4LED50D0DH多位LED“同时”显示不同字符的问题

4、12123456显缓区SEGPT012345603H9FH25H0DH12345603H9FH25H0DH99H49H41H23456段代码表显示过程如下：显示缓冲区查出第一个字符的字形码送段形码至段选口使最左一位LED发光延时1ms指向下一位LED开始指针指向显缓区首址位选信号初始取待显数据，查表得段选码送段选口位选信号送位选口是六位都显完？否修改指针，修改位选信号直至最后一位LED显示完为止已扫描一遍例： 多位LED“同时”显示123456，假设LED显示器的段选口接8255的A口，位选口接8255的B口，开关K1接8255C口的PC0，当K1向上时，程序运行停止。LED5LED01212

5、3456显缓区gagfbecddpSEGPT段代码表0 123456C0HF9H 123456C0HF9HA4HB0H99H92H82H23456段选信号D7D6D5D4D3D2D1D0dpgfedcbaDISMEMSEGPTDBDISMEMSEGPTDBDB1,2,3,4,5,60C0H，0F9H,0A4H,DB0B0H,99H,12H,82HMOVAL，CLOUTDX，ALMOV MOVOUT DX，20BH AL，81HDX，ALAGAIN：PUSHMOV LOOP POPCXCX，3000H AGAINCXNEXT：MOVCL，20HINCDILEADI，DISMEMSHRCL，1DI

6、SP：MOVAL，DIJNCDISPLEABX，SEGPTMOVDX，20AHXLATINAL，DXMOVDX，208HANDAL,01HOUTDX，ALJZNEXTINCDX例：电路结构如图，要求：LED0LED5循环显示“3”。dpD7Q0dpD7Q0D0baclkbaclkQ7Q0D0段选口位选口Q0D0LED0baLED5Q5Q5D5clk地址信号1（91H）IOW地址信号2（90H）LP：MOVAL，0DHOUT90H，ALMOVAL，20HOUT91H，ALNOP延时NOPSHRAL，01HJNCLPMOVAL，20HJMPLP第二节键盘接口技术(一)、键盘的分类1.按应用范围分类

7、工控机键盘：工控机键盘和主机连为一体，键盘和主机的相对位置固定不变，也称为固定键盘。微机键盘：微机键盘独立于主机之外，通过一根活动电缆或无线方式与主机相连，这种键盘和主机的位置可以在一定范围内移动调整，也称为活动式键盘。2.按外形分类标准键盘人体工程学键盘：在标准键盘上，将左手键区和右手键区两大板块左右分开成一定角度的扇形，用户在操作键盘时可以保持一种比较自然的形态，符合人在键盘上的操作。多媒体网络键盘：在普通的104键键盘上多加了一些对多媒体和网络操作的功能键，主要用来完成一些快捷操作。这种键盘需要专门的驱动程序，在设置、安装时比普通键盘麻烦。多功能键盘：在普通键盘的基础上又集成了其它的外部

8、设备。如：带鼠标的键盘、带手写字板的键盘、集成话筒和喇叭的键盘带扫描仪的键盘、集成条形读卡器的键盘、集成USBHUB的键盘3.按接口分类AT接口键盘：AT接口键盘俗称“大口”键盘，键盘的插头是一个圆形5芯插头，插头是有方向性的。PS/2接口键盘：PS/2接口键盘俗称为“小口”键盘，是目前使用最普通的一 种键盘。它的插头是4针，在插头上有一个定位口，用来防止插错方向。USB接口键盘：USB接口键盘支持USB接口热拔插功能，可在打开微机以 后，带电拔插键盘，或更换键盘。无线键盘：无线键盘与微机间没有直接的物理连线，可以完全脱离主机。无线键盘通过红外线或无线电波将输入信息传送給接收器。接收器放在主机

9、旁，连接在PS/2口、COM口或USB口上。4.按键盘开关接触方式分类触点式按键：工艺简单，价格低廉，它是借助簧片直接使两个导体接通或断开，有着理想的开关特性。无触点式按键：电容式开关的特点是手感好，击键声音小，容易控制，结构简单，灵敏度高，成本低，易于小型化和批量生产。5.按照按键识别方式分类非编码键盘：主要用软件的方法识键和译键。 编码键盘：主要用硬件来实现键的扫描和识别。(二)、键盘的结构和工作原理一、键盘的结构微机键盘由外壳、按键和电路板三部分组成。键盘外壳：主要用来支撑电路板和给操作者一个方便的工作环境。电路板：是整个键盘的核心，它位于键盘的内部，主要由逻辑电路和控制电路组成，担任按

10、键扫描识别、编码和传输信息的工作。键盘按键：可分为触点式和非触点式两种类型。 二、键盘的工作原理一个键多个键口CPU口K未按下，Di=1+5VDi+5VDiKR3R3列2列1 列0 列RRR接接2121接口CPU2行接口DB1 行接口0行接口非编码键盘的处理方法：（1）键识别即识别整个键盘上是否有键按下。（2）是哪个键按下？可用行扫描法来判断，也可用反转法来识别。（3）键译码键译码就是根据行、列信息来确定键的含义。通常采用一种查表技术，即通过形成键特征值查键值表的方法来完成键译码。形成键特征值的方法：方法一：通过行、列码相加，得键特征值缺点：有重复编码，无法确定唯一性方法二：通过一定的处理得键

11、特征值键盘处理中所涉及的问题：（1）去抖动键按下或松开时，都会产生抖动，为了能正确识别键的状态，可采取软件延时法或硬件消抖法去抖动。（2）防串键当多个键同时按下，可采取双键锁定或N键封锁的办法解决：双键锁定：多个键同时按下时，把最后释放的键看作是正确的被按键。 N键封锁：当一个键被按下，在它未完全释放之前，对其它按下的键不处理，只产生最先按下键的特征值。三、非编码键盘接口电路74LS273+5VRRRR0123456RRRR0123456789ABCDEFD2D2Q2D1D3Q1D0D0Q090HCLKIOW91H74LS244B3A3B2A2B1A1B0CIOR四、非编码键盘管理程序键盘管理

12、程序的任务（1）键识别（2）判断按键所在位置（3）根据行信号和列信号形成键特征值（4）在键特征值表中查找当前的键特征值所在位置，形成键代号（5）根据键代号进行键处理注意：各个键的特征值应根据键盘接口电路事先算出，并在存储器中按一定的顺序预先建立一张键特征值表。程序流程图行开放读列线状态据键代号进行键处理 N有键按下？Y0号1号k号读列线状态键处键处键处理程理程理程换一行 N序序序有键按下？Y延时去抖动根据行、列信息形成键特征值由键特征值查表得键代号例. 键盘接口电路如下图所示 ，键盘的行线和列线接 8255 的 A口和B口RRRR012RRRR0123456789ABCDEF8255PC7LE

13、D的段选信号LED1的位选信号PA7PA3PA2 PA1PA0 PB2PB1 键特征值表如下：87H8BH8DH8EH87H8BH8DH8EH17H1BH1DH1EH123C D E FK1：1.8255初始化程序段MOVAL，10000010B MOVDX，20BHOUTDX，AL2.判断有无键按MOVAL，0FFHMOVDX，208HOUTDX，ALINCDXINAL，DXANDAL，0FHCMPJZK13.有键按下，延时20ms，去抖CALLDELAY20K2：逐行扫描，找到按下的MOVAH，01HMOVAL，AH MOVOUTDX，ALINCDXINAL，DXANDAL，0FHCMPA

14、L，0FHJNZFIND1MOVAL，AHROLAL，01HMOVAH，ALJMPK2根据行、列信号，形成键特征FIND1：ROLAH，04HANDAH，0F0HADDAL，AH形成键代号。LEABX，KEYTBMOVCL，00H K3：CMPALJZFIND2INCCLINCBXJMPK3FIND2：MOVFIND2：MOVAL，0FFHMOVDX，208HOUTDX，ALINCDXK4：INAL，DXANDAL，0FHCMPAL，0FHJNZK4CALLDELAY20将键代号显示在LED1上LEABX，SEGPTMOVXLATMOVDX，20AHOUTDX，ALMOVAL，80HMOVDX

15、，208HOUTDX，AL五、非编码键盘的键识别方法二线反转法使所有的行线为零（行开放）读入列线的状态S1 N有键按下？Y延时20ms，去抖动行线和列线的接口都需要双向的键识别过程简单，节约时间将S1从列线输出读入行线的状态S2将S2和S1组合起来，形成键特征值根据键特征值查键值表，得到键代号键释放NY延时20ms，去抖动根据键代号进行键处理六、非编码键盘的键识别方法三计数法基本思路： 适用于键的个数比较少的情况。不需形成键特征值，再查键值表，得到键代号，转向相应的键处理程序。直接通过在键扫描过程中计 数得到键代号。例：键盘接口电路图如下图所示，将所按下的键代号显示在LED1上。8255的地址

16、为：208H 20BHLED的LED1的位选信号8255+5VRPC7PA3PC7PA3PC6PC5PA2PC4PC3PC2PA0PC1PC0PB0PA7 123键代号计数器初始行线计数器初始，行线状态初始向行线接口送数读入列线状态N有键按下？Y改变行线状态， 使另一行线为0延时20ms，去抖动N键释放Y键代号计数器加1， 行线计数器减1根据键代号进行键处理所有的行线扫描完了吗？NYK1:8255初始化程序段MOVMOVDX，20BHOUTDX，AL逐行扫描，找到按下的键MOVBL，00H；键代号计数器清MOVCX，04HMOVAH，08HMOVAL，AHANDAL，01HCMPAL，01HJNZFIND1MO