《外部设备接口》PPT课件.ppt
第9章 外部设备接口,人机交互设备种类,输入设备键盘鼠标触摸屏扫描仪 输出设备显示器（CRT、LED、液晶显示）打印机绘图仪,9.1 键盘接口,键盘的概念,由8个开关构成的键盘（也称为线性键盘）为了减少键盘的输入输出连线数，常用开关矩阵的方式来构造键盘，称为矩阵键盘,键盘的类型,编码键盘 提供按下键的ASCII码。具有去抖动、防重（串）键等功能。响应快，但硬件复杂。非编码键盘 只提供按下键的行列位置。由软件完成去抖动、防重键等功能。硬件简单，但占用CPU的时间。,按键开关的类型,触点式开关机械式无触点式开关电容式开关 利用电容值的变化霍尔效应式开关 磁场变化，导致霍尔效应器件产生电压变化,按键开关的类型,导电橡胶式键盘塑料薄膜式键盘,键盘接口功能,消抖动防串键按键识别键码生成,1.消抖动,抖动时间一般为520ms读取键状态时应避开抖动区间消抖动的方法加入硬件消抖动电路判断有键按下后，延时520ms，再读取键值,2.防重键,重键 多个键同时按下或前一按下键没有释放又有新键按下解决方法双键锁定 当检测到有两个或两个以上的键按下时，最后释放的键认为是有效键N键轮回 当检测到有多个键按下时，按扫描顺序依此读出相应的键值,3.按键识别,两种典型的按键识别方法行扫描法 对键盘的各行依此输出扫描码，读入各对应的列值，确定按下键的位置行列倒换法（线反转法）从键盘的行输出扫描码，读入列值，再将该列值从列输出，读入行值，即可确定按下键的位置,4.键码生成,根据按下键的行列位置，查表即可得到按下键的键码。,行扫描法,PA(Out)PB(In)000 1101 有“0”键按下 延时110 1111 101 1111011 1101,端口A：40H端口B：41H控制口:43H,行扫描法汇编程序（1）,mov al,82h;A口输出 out 43h,al;B口输入begin:mov al,00h out 40h,al;00A口wait:in al,41h;读B口 and al,0fh cmp al,0fh jz wait mov cx,7fffh;有键按下lp0:loop lp0;延时st:mov bl,3;行数,mov bh,4;列数mov al,0feh;扫描码mov cl,0fhmov ch,0ffh;键值-1l1:out 40h,alrol almov ah,al;保存下一扫描码in al,41hand al,clcmp al,cl;有无列线为0？jnz l2,行扫描法汇编程序（2）,add ch,bh；指向末列键号mov al,ah；取新扫描码dec bljnz l1jmp begin；重新扫描l2:inc ch;本行首列键号rcr aljc l2mov al,ch;AL=键号,标准键盘,适用于PC/XT机，83键键盘内置Intel8048单片机8位CPU、1k字节ROM、64字节RAM、8位定时/计数器、2个8位并口16行8列矩阵键盘电容开关非编码键盘，向主机提供8位扫描码b7=0，表示接通的扫描码b7=1，表示断开的扫描码,扩展键盘,适用于PC/AT、386+，84、101、102或104键键盘内置Intel8042/8742单片机8位CPU、1k字节ROM、2个8位并口16行8列矩阵键盘扩展键盘与标准键盘的扫描码是不一样的，是互不兼容的。,PC机键盘接口电路,PB6=1、PB7=0,PC机键盘的工作过程,键盘电路正常工作时8048采用行列扫描法不断地扫描键盘矩阵当有键动作时，则在确定按键位置之后以串行数据形式发送给系统板键盘接口电路键按下时，发送该键的接通扫描码键松开时，发送该键的断开扫描码若一直按住某键，则连续发送该键的接通扫描码,键位置和扫描码,键盘接口电路的处理过程,移位寄存器每收到一个8位的扫描码后，发出IRQ1中断请求，CPU响应中断后，从8255A口读取扫描码，转换为ASCII码，放入键盘缓冲区。INT 9H(硬件中服程序)INT 16H(ROM BIOS)扫描码 AX键盘缓冲区 应用程序键盘缓冲区可缓存15个键码在应用程序中可使用BIOS中的INT 16H访问键盘缓冲区,9.2 LED数码管接口,基本概念,发光二极管LED是最简单的发光器件LED数码管是由7（或8）个LED组成LED数码管广泛用于数字系统中,dot,g,a,+5V,dot,g,a,共阴极,共阳极,a,1位LED数码管的显示,dot,g,+5V,共阳极,f,e,a,b,c,d,74LS373,OE,G,300H,D0D7H,D0,D7,锁存器,9.3 CRT显示器接口,阴极射线管CRT,优缺点：(1)价格低(2)画质高(3)体积大(4)易产生辐射(长时间使用可能对眼睛有害）,CRT显示原理（1）,逐行扫描过程,CRT显示原理,屏幕上的字符是由点阵构成，可由5x7或7x9点阵表示例：5x7点阵,计算机学院 体系结构中心,CRT显示方式,两种显示方式：文本方式 显示的单位是字符，如80列、25行个字符图形方式 显示的单位是点，例如 CGA方式：320列、200行个点 VGA方式：640列、480行个点,视频缓冲区VRAM（1）,例：CGA字符（文本）方式1屏=80 x 25 x 2=4000 字节,人机接口新技术,输入多点触（Multi-touch）控技术镭射键盘（Laser Keyboard）输出全息TV（Holographic TV）头戴式显示器,多点触摸,使用两个（或以上）手指例如:放大或旋转大多数种类触摸屏不支持这个功能电阻性表面电容表面声波(SAW)声学脉冲识别(APR).可能不需要识别触摸点位置,电容式触摸屏（1）,感应电容触摸屏（Projected-capacitive touchscreen）基本结构前后保护玻璃基板中间层为薄片状的传感器网格,电容式触摸屏（2）,触摸时，在手指和传感器栅格间构成电容触屏控制器计算触点的坐标并将坐标值发送给处理器做进一步处理,电容式触摸屏（3）,iPhone 触屏结构轴坐标式感应单元分立的行和列以两个交叉的滑条实现X 轴滑条Y 轴滑条检测每一格感应单元的电容变化所有的点在被触摸时都能生成相应的信号，然后将信号传送给iPhone的处理器。因此，iPhone能够确定两个点同时发生触摸的位置和运动方向。,红外式触屏,行、列排列的红外LED（IR LED）安装在屏幕的边框上，反方向上安装有红外线接收管，构成不可见的红外线栅格IR控制器顺序脉冲点亮 LED产生红外线光束栅格，当手指进入栅格后，它将阻断光束。红外线接收管从两个轴向探测到光束的缺失，由此可计算出触点的坐标X和Y。,计算机学院 体系结构中心,Laser Keyboards,Mac,PC,Blackberry,PDA,SmartPhoneZipo/Small Cell PhoneUsing two separate infrared beamsIndustry AdvantagesSurface Compatibility,Holographic TV,全息电影通过投影仪以特定角度投射到透明显示器上,头戴式显示器,
