新第三章人机对话与数据通信

第三章人机对话与数据通信键盘LCD显示器触摸屏技术串行总线数据通信PTR2000无线数据传输3.1键盘键盘的种类：键盘上闭合键的识别是由专用硬件实现的，称为编码键盘，靠软件实现的称为非编码键盘。键盘的接口必须解决下列的一些问题：（1）决定是否有键按下；（2）如有键按下，决定是哪一个键被按下；（3）确定被按键的读数； （4）反弹跳—按键抖动的消除。（5）处理同时按键既同时有一个以上的按键。3.1.1非编码键盘1.独立连接式非编码键盘µP接口+V10kΩ*42.矩阵式非编码键盘识别按键的方法行扫描法线反转法行线x2x1x0y0y1y2y3列线0489512376AB10KΩ*3+5V行码列码0键：11011101键：11011012键：11010113键：11001114键：10111105键：1011101A键：0111011线反转法并行接口11010000+5V+5V并行接口11011011+5V+5VP2.7P2.0WRRDALEP08031CEIO/MWRRDALED0~D7PA7PA0PC0PC1PC2PC3+5V0123456789101112131415161718192021222324252627282930315.1K×4+5V1K20µFRESET8155PA6PA5PA4PA3PA2PA1非编码键盘接口3.1.2键盘信号的获取方法有三种：.程序扫描法中断扫描法定时中断法键盘监控程序设计方法有.直接分析法状态矩阵法3.1.3编码键盘.

编码键盘的基本任务是识别按键，提供按键读数，一个高质量的编码键盘还应具有反弹跳、处理同时按键等功能..

静态编码器—普通编码器如74148可编程键盘/显示接口如8279

静态式编码器接口11101234567101112131234897674148EIA0A1A2A2’A1’A0’A0’A1’A2’键01234567000011110011001101010101a）接口电路b）真值表D0D1D2D3D4D5D6D7P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7ALEP2.7RDINT18051RL7RL6RL5RL4RL3RL2RL1RL0CLKA0WRRDIRQ74LS373RESETSHIFTCNTL20µF+5V2KSL0SL1SL2827974LS138Y0~Y7VCC+5V1514131211109876543210BIC8708dpBIC8708+5VfgcedbaB0B1B2B3A0A1A2A3CSWR3.2数码显示技术液晶显示是一种功耗极低的被动式显示器件。其优点为：工作电流比LED小几个数量级，尺寸小，厚度约为LED的1/3等。LCD的驱动方式:驱动方式由电极引线的选择确定。既LCD选定后，其驱动方式也就随之确定了。静态驱动迭加驱动(时分驱动)3.2.1LCD数码显示3.2.1、、七七段段LCD显示示器器静态态驱驱动动方方式式VA1=1LCDABC不显示显示VBVCVA-VC迭加加驱驱动动方方式式:迭加加驱驱动动方方式式通通常常采采用用电电压压平平均均法法。。其其占占空空比比有有1/2、1/8、1/12、1/16、1/32、1/64等，，偏偏比比有有1/2、1/3、1/5、1/7、1/9等。。硬件件译译码码的的LCD驱动动接接口口ICM7211七位宽驱动器七位宽锁存器可编程4/7译码器七位宽驱动器七位宽锁存器可编程4/7译码器七位宽驱动器七位宽锁存器可编程4/7译码器七位宽驱动器七位宽锁存器可编程4/7译码器4位锁存使能2位锁存使能2/4译码器≥1oneshot振荡器÷128使能检测器背光板驱动器BP输入/输出输入数据DS1DS2振荡器输入CS1CS2第4位段输出第3位段输出第2位段输出第1位段输出ICM7211AM与8031单片片机机的的接接口口BPICM7211D0D1D2D3DS1DS2CS1CS2=1=1=1=1P1.1P1.2P1.3P1.4P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P2.7WR单片机3.2.2、、字字符符式式LCD显示示器器LCM-512-01A点阵阵字字符符式式液液晶晶显显示示模模块块:自带带驱驱动动IC和液液晶晶显显示示控控制制IC。该该模模块块上上的的控控制制器器是是HD44780内部部有有字字符符发发生生器器和和显显示示数数据据存存储储器器，，可可显显示示96个ASCII字符符和和92个特特殊殊字字符符。。控制器LCD显示屏驱动器ER/WRSDB0DB7VDDVOVSS二.模模块块各各管管脚脚的的功功能能为为：：①Vss：：地地线线输输入入端端。。②VDD：：+5V电电源源输输入入端端。。③Vo：：液液晶晶显显示示面面板板亮亮度度调调节节，，通通过过10~20K的的电电阻阻接接到到+5V和和地地之之间间起起调调节节亮亮度度的的作作用用。。图图3-13所所示示为为Vo的的接接法法。。④RS：：寄寄存存器器选选择择信信号号输输入入线线。。当当其其为为低低电电平平时时，，选选通通指指令令寄寄存存器器；；为为高高电电平平时时选选通通数数据据寄寄存存器器。。⑤R/W：：读读/写写信信号号输输入入线线。。低低电电平平为为写写入入，，高高电电平平为为读读出出。。⑥E：：使使能能信信号号输输入入线线。。读读状状态态下下，，高高电电平平有有效效；；写写状状态态下下，，下下降降沿沿有有效效。。⑦~(14)D0~D7：数据据总总线线。。可可以以选选择择4位总总线线或或8位总总线线操操作作，，选选择择4位总总线线操操作作时时使使用用D4~D7。三、、HD44780指指令令集集1.清清显显示示命命令令:00000001(执执行行时时间间1.64ms)2.光光标标返返回回命命令令:0000001*(执执行行时时间间1.64ms)3:输输入入方方式式:000001I/DS(执执行行时时间间40µs)设置置光光标标、、显显示示画画面面移移动动的的方方向向。。I/D=1，，AC自自动动加加1，，光标标右右移移一一个个字字符符位位。。S=0无无效效，，S=1有有效效。。4.显显示示开开关关控控制制:00001DCB。其中中:D=1时时开开显显示示;D=0时时关关显显示示C=1时时光光标标显显示示;C=0时时光光标标消消失失B=1为为闪闪烁烁启启用用;B=0时时闪闪烁烁关关闭闭5.光光标标、、显显示示画画面面移移动动：0001S/CR/L**其中中：：S/C=1为为显显示示画画面面位位移移；；S/C=0为为光光标标位位移移R/L=1为为右右移移；；R/L=0为为左左移移6.功功能能设设置置:001DLNF**。其中中:DL=1表表示示数数据据总总线线有有效效位位长长为为8位位;DL=0表表总总线线为为4位位.N=1表表示示字字符符行行为为两两行行;N=0表表示示字字符符行行为为一一行行.F=1表表示示字字体体为为5×10点点阵阵;F=0为为5×7点阵阵.(高高4有有效效)7.CGRAM地地址址设设置置:01A5A4A3A2A1A0。。8.DDRAM地地址址设设置置:1A6A5A4A3A2A1A0。9.读读BF及及AC值值:BFAC6AC5AC4AC3AC2AC1AC010.写写数数据据。。。11.读读数数据据。。。

P0.0~0.780C31373138+DB7~0R/WRSERDWR3.2.3图图形形式式LCD显显示示器器一、、MGLS-19264模模块块的的内内部部电电路路结结构构61203A

192×64点

6120261202

61202VccGNDVo/CSADB0~7/CSBD/IR/WE64646464二、、引引出出线线的的功功能能1．VCC：模模块+5V电源源输入入端。。2．GND：地地线输输入端端。3．VO：：显显示亮亮度调调节。。4．CSA、CSB：芯芯片选选择控控制。。其值值为00时时选通通HD61202（（1）），即即选择择左屏屏有效效；值值为01时时选通通HD61202（（2）），即即选择择中屏屏有效效；值值为10时时选通通HD61202（（3）），对对应的的选择择右屏屏有效效。5．D/I：数数据、、指令令选择择。D/I=1时进进行数数据操操作；；D/I=0时时写指指令或或读状状态。。6．R/W：读读写选选择信信号。。R/W=1为为读选选通；；R/W=0为为写选选通。。7．E：读读写使使能信信号。。在E的下下降沿沿，数数据被被写入入HD61202；；在E高电电平期期间，，数据据被读读出。。8．DB0~DB7：数数据总总线。三、HD61202显示示RAM的的地址址结构构

PAGE0DB0

DB7

PAGE1DB0

DB7

PAGE7DB0

DB7

PAGE6DB0

DB7X=0X=1X=6X=7ROW1

ROW8ROW9

ROW16ROW49

ROW56ROW57

ROW64Yaddress0123616263四.HD61202的指指令系系统1.显显示开开/关关指令令DB0=1时显显示RAM内容容2.显显示起起始行行设置置3.页页设置置指令令4.列列地址址设置置指令令5.读读状态态指令令BUSY=1表表忙;ON/OFF=1显显示关关闭;RESET=1复复位状状态.6.写写数据据指令令7.读读数据据指令令R/WD/IB7B6B5B4B3B2B1B00000111111/00011显显示示起始始行(0-63)0010111页页号0001显显示示列地地址11BUSY0ON/OFFRESET000001写写数数据11显显示示数据据读五、直直接访访问方方式接接口电电路80C3137310KΩP0.0~P0.7DB0~DB7

RDWRP2.7P2.6-5VD/IR/WVCCV0E/CSA/CSBA0A13.3触触摸屏屏简介介一、触触摸屏屏的类类型1.按按触摸摸屏的的结构构进行行分类类嵌入式式(内内置式式)结结构外挂式式2.按按触摸摸屏的的检测测手段段进行行分类类红外式式电阻式式电容式式表面声声波式式电阻触触摸屏屏电阻触触摸屏屏的主主要部部分是是一块块多层层的复复合电电阻薄薄膜.它最大大的特特点是是不怕怕油污污，灰灰尘，，水。。电阻阻触摸摸屏共同的的缺点点是因因为复复合薄薄膜的的外层层采用用塑胶胶材料料,不知道道的人人太用用力或或使用用锐器器触摸摸可能能划伤伤整个个触摸屏屏而导导致报报废。。常用用在PDA等手手持设设备或或其它它.红外触触摸屏屏以光光束阻阻断技技术为为基本本原理理，不不需要要在原来来的显显示器器表面面覆盖盖任何何材料料.其主要要优点点是价格低廉廉、安安装方方便、、可以以用在在各档档次的的计算算机上上。缺点:发光二二极管管寿命命比较较短，，影响响了整整个触触摸屏屏的寿命;红外线线触摸摸屏由由于依依靠感感应红红外线线运作作，外界光线变变化会会影响响其准确确性,且红红外线线触摸摸屏不不防水水不防污物物，甚甚至非非常细细小的的外来来物体体也会会导致致误差差，影响性性能。。近来红红外触触摸技技术有有较大大突破破.主主要应应用在较大大尺寸寸上.电容屏屏在原原理上上把人人体当当作一一个电电容器器元件件的一一个电极使使用，，是利利用人人体的的电流流感应应进行行工作作的.电容式触摸摸屏是是众多多触摸摸屏中中最可可靠、、最精精确的的一种种,但但价钱也也是众众多触触摸屏屏中最最昂贵贵的一一种。。缺点是是反光光严重,最最大缺缺点是是漂移移.表面声声波触触摸屏屏是众众多触触摸屏屏中较较可靠靠、较较精确确的一一种且其其价格格比适适中，，是现现时触触摸屏屏市场场很畅畅销的的产品品。它具有有低辐辐射、、不耀耀眼、、不怕怕震、、抗干干扰强强等特特点；；抗刮伤性性良好好，不不受温温度、、湿度度等环环境因因素影影响，，寿命长长透光率率高，，能保保持清清晰透透亮的的图像像质量量；没有漂漂移，，只需安装装时一一次校校正；；有第第三轴轴（即即压力力轴））响应应。灰尘、、油污污等对对其表表面影影响较较大。。性能类别红外四线电阻电容表面声波五线电阻价格低低高高较高清晰度

字符图象模糊字符图象模糊很好较好透光率100%90%90%98%95%色彩失真

有有

分辨率1000*7204096*40964096*40964096*40964096*4096防刮擦

主要缺陷一般，怕硬物敲击非常好且不怕硬物一般，怕锐器野蛮使用外框易碎差一般不怕好但锐器反应速度50-300ms10-20ms15-24ms10ms10ms材料塑料框架或透光外壳多层玻璃或塑料复合膜四层复合膜纯玻璃多层玻璃或塑料复合膜多点触摸左上角中心点中心点智能判断中心点ADS7843是一一个内内置12位位模数数转换换、低低导通通电阻阻模拟开开关的的串行行接口口芯片片。3.4串串行行总线线数据据通讯讯3.4.1、RS-232C总线线标准准及应应用引脚号信号名称方向信号功能1DCDPC机←仪器PC机收到远程信号（载波检测）2RXDPC机←仪器PC机接收数据3TXDPC机→仪器PC机发送数据4DTRPC机→仪器PC机准备就绪5GND-信号地6DSRPC机←仪器仪器准备就绪7RTSPC机→仪器PC机请求发送数据8CTSPC机←仪器仪器已切换到接收状态（清除发送）9RIPC机←仪器通知PC机，线路正常（振铃指示）电平转转换芯芯片介介绍(1)驱动动器的的输出出电平平逻辑0：+5V～+15V；；逻逻辑辑1：：-5V~-15V(2)接收收器的的输入入检测测电平平逻辑0：＞＞+3V；；逻逻辑1：＜＜-3VRS-232C使用的是是负逻辑辑。TXDRXDRXDTXDT1INR1OUTT1OUTR2OUTR2INT2OUTR2OUTT2IN11611610610610610696967676868680318031MAX232AMAX232A3.4.2、RS-422/485标准总总线及其其应用RS-449与与RS-232C的主主要差别别是信号号的传输输方式不不同。RS-449接接口是利利用信号号导线之之间的电电位差，，可在1200m的双双绞线上上进行数数字通信信，速率率可达90kb/s。。由于RS-449系系统用平平衡信号号差电路路传输高高速信号号，所以以噪声低低，又可可以多点点或者使使用公用用线通信信。RS-422是是RS-449标准的的子集，，规定了了电气方方面的要要求。RS-422A的传输输率最大大为10Mb/s，在在此速率率下，电电缆允许许长度为为120m。如如果采用用较低传传输速率率，如90kb/s，，最大距距离可达达1200m。RS-485是是RS-422A的变变形。RS-422A为全双双工，可可同时发发送和接接收；RS-485则则为半双双工，在在某一时时刻，一一个发送送另一个个接收。。RS-232C、RS-422A、、RS485性性能比较较接口性能RS-232CRS-422ARS-485操作方式单端差动方式差动方式最大距离/m15(24kb/s)1200(100kb/s)1200(100kb/s)最大速率200kb/s10Mb/s10Mb/s最大驱动器数目1132最大接收器数目11032接收灵敏度±3V±200mV±200mV驱动器输出阻抗300Ω60kΩ120kΩ接收器负载阻抗3～7kΩ>4kΩ>12kΩ负载阻抗3～7kΩ100Ω60Ω对共用点电压范围/V±25-0.25～+6-7～123.4.3、USB通通用串行行总线及及应用““UniversalSerialBus”USB具有如下下一些特特点：USB接口统一一了各种种接口设设备的连连接头，，即插即用用（plug-and-play），并能能自动检检测与配配置系统统的资源源。具有“热热插拨““（hotattach&detach）的特性性。USB最多可以以连接127个接口设设备。USB1.1的接口设设备采用用两种不不同的速速度：12Mbps（全速））和1.5Mbps（慢速））。USB2.0的传输速速度最高高可达到到480Mbps，也即是是480Mbit/s.（一）USB基本特性性USB采用四线线电缆，，其中两两根是用用来传送送数据的的串行通通道，另另两根为为下游设设备提供供电源.VBUSD—GNDD+VBUSD+D—GNDUSB系系统的基基本构架架可以分分为三个个主要的的部分：：USB主机控制制器/根集线器器；USB集线器；；USB设备。主机根集线器Hub端口USB设备Hub（二）USB的的传输内内幕1．传输基基础配置通信信应用通信信管理总线线上的数数据PC到PC的通信2．设备端点点3．连接设备备到主机机（设备备列举））4．传输类型型控制传输输中断传输输批量传输输等时传输输（三）主主机如何何通信分层驱动动驱动程序序的选择择应用程序Win32子系统硬件设备驱动程序总线驱动程序硬件Win32API调用函数I/O请求封包（IRP）I/O请求封包（IRP）硬件特定接口用户模式核心模式USB的通信中使用的阶层式驱动程序（四）USB接接口器件件及应用用USB专用接口口芯片PDIUSBD12的主要特特点：高性能USB接接口器器件集成成了SIEFIFO存储储器收发发器以及及电压调调整器。可与任何何外部微微控制器器/微处处理实现现高速并并行接口口，2M字节节/秒。完全自治治的直接接内存存存取DMA操操作。集成320字字节多结结构FIFO存存储器器。主端点的的双缓冲冲配置增增加了数数据吞吐吐量并轻轻松实现现实时数数据传输输。在批量模模式和同同步模式式下均可可实现1M字字节/秒秒的数据据传输速速率。具有良好好EMI特性性的总线线供电能能力。在挂起时时可控制制LazyClock输出出。可通过软软件控制制与USB的的连接。采用GoodLink技术术的连接接指示器器,在通通讯时使使LED闪烁烁。可编程的的时钟频频率输出出。符合ACPIOnNOW和和USB电电源管理理的要求求。内部上电电复位和和低电压压复位电电路。高于8kV的的在片静静电防护护电路减减少了额额外元件件的费用用。多中断模模式实现现批量和和同步传传输。双电源操操作3.3±0.3V或扩扩展的5V电电源,范范围为3.6~5.5V。PDIUSBD12的的引脚功能（1）DATA0~7：双向数据据位。（2）ALE：地址锁锁存使能能。下降降沿关闭闭地地址址信信息息锁锁存存。。（3））CS-N：：片选选。。低低电电平平有有效效。。（4））SUSPEND：：器件件处处于于挂挂起起状状态态。。（5））CLKOUT：：可编编程程时时钟钟输输出出。。（6））INT-N：中中断断。。低低电电平平有有效效。。（7））RD-N：：读选选通通。。低低电电平平有有效效。。（8））WR-N：写写选选通通。。低低电电平平有有效效。。（9））DMREQ：DMA请请求求。。（10））DMACK：DMA应应答答。。低低电电平平有有效效。。（11））EOT-N：：DMA传传输输结结束束。。低低电电平平有有效效。。EOT-ND仅仅当当DMACK-N和和RD-N或或WR-N一一起起激激活活时时才才有有效效。。（12））RESET-N：：复位位。。低低电电平平有有效效且且不不同同步步。。片片内内上上电电复复位位电电路路，，该该管管脚脚可可固固定定接接VCC。（13））GL-N：：GoodLinkLED指指示示器器。。低低有有效效。。（14））XTAL1，，XTAL2：：晶振振连连接接端端。。如如果果采采用用外外部部时时钟钟信信号号取取代代晶晶振振，，可可连连接接XTAL1，，XTAL2应应当当悬悬空空。。（15））D+，，D-：USBD+和和D-数数据据线线。。（16））VOUT3.3：3.3V调调整整输输出出。。要要使使器器件件工工作作在在3.3V，，对对VCC和VOUT3.3脚都都提提供供3.3V。。（17）A0：地址址位位。。A0=0，选选择择命命令令指指令令；；A0=1，选选择择数数据据。。该该位位在在多多路路地地址址/数据据总总线线配配置置时时可可忽忽略略，，应应将将其其接接高高电电平平。。PDIUSBD12与微微控控制制器器的的接接口口3.5PTR2000无无线线数数据据传传输输调制制解解调调器器的的功功能能调制制过过程程是是在在发发送送端端把把数数字字信信号号变变换换成成能能被被模模拟拟信信道道传传输输的的模模拟拟信信号号，，这这是是一一种种数数/模模变变换换过过程程，，完完成成调调制制功功能能的的设设备备是是调调制制器器；；解调调过过程程是是在在接接收收端端再再把把接接收收到到的的模模拟拟信信号号转转换换成成数数字字信信号号，，这这是是一一种种模模/数数变变换换过过程程，，完完成成解解调调功功能能的的设设备备是是解解调调器器。。调制制解解调调器器的的构构成成调制制解解调调器器的的分分类类3.5.1无无线线数数传传基基础础3.5.2PTR2000无无线线收收发发模模块块的的应应用用PTR2000的的特特性性接收收发发射射合合一一.国国际际通通用用的的数数传传频频段段433MHzFSK（（频频移移键键控控））调调制制，，抗抗干干扰扰能能力力强强，，特特别别适适合合工工业业控控制制场场合合采用用DDS+PLL频频率率合合成成技技术术，，