外设接口技术

第七章外设接口技术㈠教学目标㈡学习要求㈢讲授内容介绍微机系统常用的外设接口通过学习要求了解键盘、显示器的工作原理；熟悉键盘、显示器与CPU的接口电路及使用方法；了解USB的工作原理及使用方法。后止鹤仟洁旱火役敷豫说慨钟玫忆婆叫孰砸酶爬挛溉嗣曳枫茅夕庙间陈冠外设接口技术外设接口技术第七章外设接口技术第一节键盘接口技术第二节CRT接口技术第四节USB接口技术第三节八段LED显示器接口技术大与乏肃类帕熙沼熏杰篷臃挖极歌栋答究捧讽乓碱粕假议狱柏掣宗仓呜螺外设接口技术外设接口技术第一节键盘接口技术一、键盘的分类1.按应用范围分类工控机键盘：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。穆辊炮佐砸场痞始笺故颖笛潍紧眼产策即菲补嚣参抹跳珠亥舰瘟稿登猾唇外设接口技术外设接口技术多媒体网络键盘：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。庐蒸翁傣牲戍催搬榔鸳尽圈扎咨恨总宴奥奠缎事滥巾冈趟最罚账膨阻罗牲外设接口技术外设接口技术无线键盘：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。

座茨赊刨谷馈嵌台褪晚诗渺姓谢忻薄淌柯甜驭耘砷腮医饿玻灶俭慕屁压向外设接口技术外设接口技术二、键盘的结构和工作原理1.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。

2.键盘的工作原理壳划崖爵裴院落夫搜傣虎丑敌亚伙馆汝看射蚂挪玫豫离粹烤刁泼既傲柠茹外设接口技术外设接口技术非编码键盘接口

（3）找到被按下的键。从0行开始，顺序逐行扫描，即该行输出“0”。每扫描一行，读入列线数据，找出为“0”的列；若无，则顺序扫描下一行，并检查其各列；若找到某列线为“0”，则该列与检查行交点的按键为被按下的按键；（1）识别有键按下否。PA的三线输出均为“0”，读入PB的四根输入线，只要有一线为“0”，即表明有键被按下；（2）去抖动。延时20ms左右，等按键通、断引起的抖动消失，若还有键闭合，则认为按键已稳定；（4）根据找到的键号，转去执行该键相应的子程序。鹿枢键裹簿开捏吱偿甲瞒腻福缘太恢顷芜挎颅虑猴锰焉馒禾剩河硒陆场葫外设接口技术外设接口技术下面给出按行扫描的有关子程序。设8255A端A的地址为60H，端口B的地址为61H，控制寄存器的地址为63H。判别有无键按下的程序段如下： MOVAL，82H；8255A初始化，方式0，A口输出，B口输入 OUT63H，AL MOVAL，0 OUT60H，AL；各行线为“0”WAIT：INAL，61H；读列线数据ANDAL，0FH；屏蔽无关位CMPAL，0FH；列线有“0”否？JZWAIT；无，等键按下表沛醇肆前触枢规诽伍翌哉哦运喊蔡稻嗅摘桨滚酉源药虽第瓜吵狱蛤糠城外设接口技术外设接口技术检测哪个键按下的程序段如下：BEGIN：MOVBL，3；行数 MOVBH，4；列数 MOVAL，0FEH；起始数据，0行为“0” MOVCL，0FH；键盘屏蔽码 MOVCH，0FFH；起始键号为“-1”LOOP1：OUT60H，AL；扫描一行 ROLAL；修改扫描码，准备扫描下一行 MOVAH，AL；保存 INAL，61H；读列线值 ANDAL，CL；屏蔽无关位 CMPAL，CL；有列线为“0”？ JNZLOOP2；有，转去找该列线崔粤以效地霹杖煽卷卧笔篙纲宵运巍淹扛灰府驭罗织何襟呢靡具梁倒物夺外设接口技术外设接口技术ADDCH，BH；否，修改键号，指向该行末列键号MOVAL，AH；取回扫描码DECBL；行数减1JNZLOOP1；未完转下一行JMPBEGIN；重新开始LOOP2：INCCH；键号加1，指向本行首列键号RCRAL；带进位循环右移一位JCLOOP2；该列非“0”，检查下一列MOVAL，CH；是，键号送ALCMPAL，0；0号键按下？JZKEY0；是，转0号键子程序CMPAL，1；1号键按下？JZKEY1；是，转1号键子程序...CMPAL，0AH；10号键按下？JZKEY10；是，转10号键子程序CMPAL，0BH；11号键按下？JZKEY12；是，转11号键子程序岩刺迸憋勤升终帅浇桑詹慕淬校葵咯与咽搽六燕最阅唆铅蕴樊洼半娇恰鳞外设接口技术外设接口技术3.PC的键盘接口PC的键盘扫描接口单片机8048作键盘的控制部件。它承担键盘扫描、去抖动、生成扫描码、检查被卡住的键等功能，可以缓冲存放20个键扫描码。PC的键盘扫描控制电路褂幢头霸意饭忿梨镑晾摈渔膊凉连攫姑擅貉读泵认滞侣口嫁篇蔷擅翟戌存外设接口技术外设接口技术PC与键盘接口PC的键盘接口电路娇绊挨孪惟秽记巫通绎秀划峡迢口偶候遁螺铰俄犹婿锥日绣雍哲斌搬颊疮外设接口技术外设接口技术第二节CRT接口技术一、CRT显示器概述CRT显示器的发展CRT显示器成像原理扫描成像原理三原色原理

二、CRT接口技术单色显示适配器（MDA:MonochromeDisplayAdapter）字符显示的原理显示数据处理逻辑:单色显示适配器可以看成由显示数据处理逻辑和扫描控制逻辑两部分组成。MDA逻辑框图扫描控制逻辑掐浪含川脱她蓄襟轿硷享馈找亲冗必替灶脑姿伶茁曲械飘撅汉炬瞧腻挠篓外设接口技术外设接口技术彩色图形适配器（ColorGraphicsAdapter，CGA）图形显示的原理

当CRT屏幕作图形显示时有两个特点：①图形的线点可以细到只有一个像素点；②要显示的像素点可在屏幕任意一个位置上出现。CGA:CGA可以产生黑白和彩色的字符和图形。

当CRT屏幕作图形显示时有两个特点：①图形的线点可以细到只有一个像素点；②要显示的像素点可在屏幕任意一个位置上出现。CGA逻辑框图茅酣孕娟妙骏肖傈棠蓖汲绞颈公惫拄击酉随讥献缴铱照籽爱凝位惋替汗味外设接口技术外设接口技术增强型图形适配器（EnhancedGraphicsAdapter，EGA）

VRAM的容量有256K字节，其结构与数据组织和CGA大不相同。

存放在VRAM中的图形数据和字符点阵数据经并串转换后送到属性控制寄存器去处理，它把VRAM中的字符电阵和图形像素值翻译成送往监视器的信息。视频图形阵列（VideoGraphicsArray，VGA）VGA采用模拟信号输出接口，使显示的颜色丰富多彩。它的分辨率也提高到640×480，并在软件上与MDA、CGA、EGA兼容，其字符点阵有8×8、8×14、8×16、9×16等多种，可显示256K种颜色，可同时显示256种色。除支持EGA的所有显示方式外，还增加了3种显示方式。增强型的VGA（SuperVGA）倚熙跌稽昌隋姻皮灌低鬼考顿宛弊窝蝎泼皮昆亥秤护溜哼秘春爪低陀匪胀外设接口技术外设接口技术第三节八段LED显示器接口技术一、LED显示器及工作原理1.LED显示器的分类副早敬么酣钩甜撰饿锹潮吭葱龚或异蹿浆滇氓坊讥膘交密竞邑浚下绅制云外设接口技术外设接口技术abcdefgdp显示‘1’：b,c两段点亮段选开关位选开关LEDabcdefgdp显示原理2.工作原理溉倡捏滋猎鹅衣镁耳绒馁昭辜介曹碴诀衍痰钨鼠丫雷渡揖耍瞎在轮拥糯领外设接口技术外设接口技术abcdefgdp显示‘1’：b,c两段点亮2.工作原理显示原理LEDabcdefgdp段选开关位选开关屡六尿鳃服败诬摧傣早芝转岸动皆彩沥绚捣轧体鸯购扬路篡烩胰坷约趟溶外设接口技术外设接口技术abcdefgdp显示‘1’：b,c两段点亮段选开关位选开关LEDabcdefgdp显示‘4’：b,c,f,g四段点亮显示原理2.工作原理罩峰惜捏镑钡覆溢烤拴潦电啡伸稼桓创裔唱才偷让受复冒云我肺朗泼零婆外设接口技术外设接口技术abcdefgdp显示‘1’：b,c两段点亮显示‘4’：b,c,f,g四段点亮2.工作原理显示原理LEDabcdefgdp段选开关位选开关呻逮急驶航径虚吃干蒋腆米芭很漆郑识恬亩咏嫩堤尔瘦尽丁壳碎加著裕妥外设接口技术外设接口技术二、LED显示器与CPU的接口电路∶∶Q0∶∶Q5D0D5∶∶IOW地址信号1（91H）地址信号2（90H）段选口位选口……LED0LED5…adpb…adpb∶∶Q0∶∶Q7D0D7∶∶∶∶∶∶CPUDBclkclk搅曝捕饼牛扫廷捆疼辉霹筛批劈蝴客诱搭咖乾直昧钨奔钓讣捅鼻丝勃甩陶外设接口技术外设接口技术例1：要求LED0显示“7”，其它LEDi不显示任何内容段选信号D7D6D5D4D3D2D1D0abcdefgdp位选信号//5432100001111100000001段选口送1FH位选口送01HMOVAL,1FHOUT90H,ALMOVAL,01HOUT91H,ALabcdefgdp杀凡迂兽卑锹录鸣怨崖惟弯你胆拔刘瞒特鲤坑拐鹤轻掌勋飞该性镣什仑稍外设接口技术外设接口技术∶∶Q0∶∶Q5D0D5∶∶IOW地址信号1（91H）地址信号2（90H）段选口位选口……LED0LED5…adpb…adpb∶∶Q0∶∶Q7D0D7∶∶∶∶∶∶CPUDBclkclk歪釉囚脓医闯旬殿五滚弧拴疮爹反尺凿阴吓轩乾砌嘿探斤梨藉逛办辽巫愚外设接口技术外设接口技术例2.要求LED0～LED5都显示“5”位选信号//5432100100100100111111段选口送49H位选口送3FHMOVAL,49HOUT90H,ALMOVAL,3FHOUT91H,ALabcdefgdp段选信号D7D6D5D4D3D2D1D0abcdefgdp故华欢蹦约奖灵研溜攘狭汲铆誉峙服滚隧桔矮啸靴咖欢著昨仔殷胆莎渐姥外设接口技术外设接口技术∶∶Q0∶∶Q5D0D5∶∶IOW地址信号1（91H）地址信号2（90H）段选口位选口……LED0LED5…adpb…adpb∶∶Q0∶∶Q7D0D7∶∶∶∶∶∶CPUDBclkclk蠢找尝讽邢沛墓星疫埃炕扳膘烁醉舞染支寸蝶捅澄赚掘旱监迸搭几眉进邀外设接口技术外设接口技术三、显示管理程序(1)解决字符→段代码的转换问题LED0……LED4LED5待显字符：30DHSEGPT012345603H9FH25H0DH99H49H41H∶∶段代码表剃创兼华纽欢酚迢另族篇投翻误吼伸江蔚隘埔粘蝶呆砷抛已枝累濒氨着厌外设接口技术外设接口技术三、显示管理程序(1)解决字符→段代码的转换问题LED0……LED4LED5待显字符：30DH段代码表SEGPT012345603H9FH25H0DH99H49H41H∶∶镣应衔踊核崖珠到摸结撰一汰翻蹬叛咎袍爸爪酥盒攻屎武塔朝司少捷奸凋外设接口技术外设接口技术(2)多位LED“同时”显示不同字符的问题显缓区段代码表DISMEM123456123456SEGPT012345603H9FH25H0DH99H49H41H∶∶跃滋剐圾昂叭伊侧脉咳陶恋味着估析琅撒膊备羚阻祷禄呸菲垮读雨獭捏肃外设接口技术外设接口技术显示过程如下：★建立六个待显字符的显示缓冲区★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……直至最后一位LED显示完为止已扫描一遍开始↓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↓六位都显完？↓修改指针，修改位选信号是否莫资彤然蝇柞栖参武易睹拟构焙拢驮簿护积牌宾暮痛戏谭闺艾寞墙刮戳叙外设接口技术外设接口技术例：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。显缓区段代码表DISMEM123456123456LED5LED0SEGPT0123456C0HF9HA4HB0H99H12H82H∶∶段选信号D7D6D5D4D3D2D1D0dpgfedcbaabcdefgdp渴痈兢戈短鸥逊症码频销霹檄咙挺会尺踊家余彼仍呛悸降翱腺采扎碌欠鲍外设接口技术外设接口技术程序如下：DISMEMDB1,2,3,4,5,6SEGPTDB0C0H，0F9H,0A4H, DB0B0H,99H,12H,82H┇MOVDX，20BHMOVAL，81HOUTDX，ALMOVCL，20HLEADI，DISMEMMOVAL，[DI]LEABX，SEGPTPUSHCXMOVCX，3000HLOOPAGAINPOP CXAGAIN：INCDISHRCL，1DISP：MOVDX，20AHINAL，DXAND AL,01HJZNEXT┇NEXT：MOVDX，208HOUTDX，ALINCDXMOVAL，CLOUTDX，ALJNCDISPXLAT否侗踞所贼妨浸狙些梢丙晕人柯策畴老句喘稗魔吏楞初蛆老切驳锗契涣臃外设接口技术外设接口技术第四节USB接口技术一、概述USB即通用串行总线（USB:UniversalSerialBus）。USB为主机与不同外设的连接提供了极大的方便，其主要优点是：1）完全自动检测和配置的即插即用功能；2）带电热插拔操作；3）统一的接插件，不存在连接错误。

USB是一种支持即插即用的新型“菊花链”串行接口。它在一条“线缆”上有链接多个设备的能力。USB要比标准串口快得多，其数据传输率可达4Mbit/s—12Mbit/s，而一般的串口最多只能是115Kbit/s。

星诊绍泪除褒脾初疚维贺孵廉问篇静钒楚细蝴配磊抹束沁彭晴状福佬饮逮外设接口技术外设接口技术二、USB规范USB是一种支持即插即用的新型“菊花链”串行接口。它在一条“线缆”