【教学课件】第5章键盘与鼠标接口.ppt

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1、第5章 键盘与鼠标接口,5.1 键盘概述5.2 键盘的工作原理5.3 PC扩展键盘接口5.4 键盘中断与键盘I/O5.5 鼠标接口,本章学习目标,l 键盘的类型及其工作原理l 键盘控制电路的组成及工作原理l 键盘接口电路的组成及工作原理l 键盘的中断与I/O接口及中断服务l 鼠标的类型和工作原理l 鼠标接口电路,返回本章首页,5.1 键盘概述,5.1.1 键盘的布局5.1.2 键盘的分类,返回本章首页,5.1.1 键盘的布局,图5.1 键盘的键区组成,返回本节,5.1.2 键盘的分类,1按键的形式分类,键盘按其按键的结构形式来分一般有机械式、电容式、电感式、磁感式、薄膜式和橡胶垫式等。其中最常

2、用的是机械式和电容式键盘。其按键结构原理如图5.2所示。,图5.2 键盘按键结构示意图,2按插口方式分类,按照键盘插口方式，键盘可分为串口（AT）键盘（大口）、并口（即PS/2）键盘（小口）两类。其接口引脚及功能说明如图5.3所示。,图5.3 键盘插座示意图及各引脚功能,3按键盘编码方式分类,分为编码键盘和非编码键盘。编码键盘是键盘电路在某个键被按下后，能提供该键所代表的信息代码，并以并行或串行信号输给CPU。非编码键盘是一种便宜而广泛用于微机系统的输入设备。这种键盘内部有一个扫描电路，不断地扫描键盘是否有键被按下。此键所代表的键盘信息代码，则由键盘接口及键盘处理软件根据键盘送来的位置信息产生

3、，然后再送给CPU。,返回本节,5.2 键盘的工作原理,5.2.1 键盘电路的组成5.2.2 键盘的支持逻辑5.2.3 扫描码5.2.4 键盘工作原理,返回本章首页,图5.4 键盘矩阵结构示意图,5.2.1 键盘电路的组成,1微处理器2译码器3键盘矩阵,图5.5为AT键盘控制器电路框图，其控制电路如图5.6所示。,图5.5 键盘电路组成示意图,图5.6 键盘控制电路,返回本节,5.2.2 键盘的支持逻辑,键盘的扫描主要包含四项任务：1扫描键盘 2读取键盘 3去除抖动 4组成串行扫描码（如图5.7所示）,图5.7“h”键的键码23的串行数据,返回本节,5.2.3 扫描码,扫描码的结构一般分成四类

4、：（1）ASCII字符的扫描码即ASCII码+键码。（2）扩充的ASCII字符的扫描码即00+扩充ASCII码。（3）袖珍键盘即ASCII码+键码或ASCII码+E0。（4）增加键即E0+键码，若与袖珍键重复的键则为00+键码。,键的动作扫描码信息也分为4种情况：,（1）接通码：0+扫描码。（2）断开码：XT键盘的情况为1+扫描码。AT键盘的情况为：F0+扫描码。（3）组合键扫描码：F0+键Ctrl/Alt/Shift的扫描码+正常键的接通码。（4）重复动作码：F0+接通码+接通码+（除了Pause键）。,返回本节,键盘扫描码的发送完全按串行异步通信格式进行，其格式如下：,5.2.4 键盘工作

5、原理,键盘扫描码的发送完全按串行异步通信格式进行，其格式如下：,图5.8 8048和键盘接口的连接图,返回本节,5.3 PC扩展键盘接口,5.3.1 扩展键盘接口的功能5.3.2 键盘接口工作原理及其编程控制,返回本章首页,5.3.1 扩展键盘接口的功能,18042芯片的引脚定义（如图5.9、表5.1所示）2键盘接口电路连接及接口信号（如图5.10所示）（1）主机系统的接口信号（2）键盘的接口信号,图5.9 Intel 8042外形结构图,表5.1 Intel 8042各引脚功能表,表5.1 Intel 8042各引脚功能表续表,图5.10 键盘控制器接口逻辑电路,3键盘接口的功能,（1）接收

6、键盘输出的键盘扫描码（2）缓冲器满产生键盘中断（3）提供键盘中断程序读取系统扫描码（4）对键盘数据进行正确性检查（5）向键盘传送命令并等待接收键盘响应（6）通过键盘锁定开关封锁按键的扫描码（7）接受一些硬件配置开关状态（8）控制系统复位动作（9）选通地址线A20,返回本节,5.3.2 键盘接口工作原理及其编程控制,（8042作为键盘接口控制器，其内部功能如图5.11所示）。1端口寄存器及其作用,各个端口寄存器的作用如下：状态寄存器：是一个8位寄存器，它包含有键盘控制器和接口方面的信息，它在任何时候均可被CPU读取。,输出缓冲器：其I/O端口地址为060H，是一个8位的只读寄存器。键盘控制器通过

7、输出缓冲器向系统传送由键盘送来的扫描码和命令响应。输入缓冲器：其I/O端口地址为060H或064H，输入缓冲器也是一个8位的只读寄存器，当CPU对地址060H进行写入时设置一个标志，表示写入一个数据；对地址064H写入时设置一个标志，表示写入一个命令。,图5.11 键盘接口功能框图,表5.2 8042寄存器端口分配及读写控制表,表5.3 键盘控制器命令,2键盘控制命令,表5.4 键盘命令列表,返回本节,5.4 键盘中断与键盘I/O,5.4.1 BIOS键盘缓冲区5.4.2 键盘的接口功能5.4.3 INT 09H键盘中断5.4.4 INT 16H键盘服务功能,返回本章首页,5.4.1 BIOS

8、键盘缓冲区,1键盘缓冲区的作用,BIOS在内存低端的BIOS数据存储区开设一个键盘缓冲区，其作用如下：（1）可以满足键盘实时输入要求。（2）适应随机访问的应用要求。（3）能容纳快速键盘输入要求。,2键盘缓冲区的结构及操作,（1）队列初始化（2）元素进队列（3）元素出队列（如图5.12所示）,图5.12 键盘缓冲区的媒介作用示意图,返回本节,5.4.2 键盘的接口功能,（1）对某些键或键的组合定义为单字节的ASCII码。（2）对某些键或键的组合定义为双字节的扩展码。（3）对某些键仅设置变量，反映其被按下或释放的状态。（4）对某些键或键的组合产生特殊操作。,返回本节,5.4.3 INT 09H键盘

9、中断,表5.5列出了缓冲区的键盘状态单元内容。INT 09H的中断服务功能：当扫描码进入INT 09H，中断服务程序首先对其进行识别分类。分别为中断动作、状态标志及数据信息三类。如图5.13所示。INT 09H的入口是硬件信号IRQ1和DB0DB7。,图5.13 键盘信号的传递转换示意图,表5.5 键盘状态单元,返回本节,表5.6 键盘的基本和扩展服务功能,5.4.4 INT 16H键盘服务功能,返回本节,5.5 鼠标接口,5.5.1 鼠标器工作原理及分类5.5.2 鼠标的结构原理5.5.3 鼠标与计算机的接口,返回本章首页,5.5.1 鼠标器工作原理及分类,鼠标器是由位置传感器、专用处理芯片

10、和采样机构组成（如图5.14、5.15所示）。鼠标器的工作原理：当鼠标器相对桌面移动时，采样机构按X，Y相垂直的方向把位置和距离信息送往传感器，由传感器将它们转换成脉冲信号，输入给专用的微处理器，然后由微处理器按照异步串行口（或并行口）通讯协议，将动作位移以相应的数据格式传送到计算机主机。,鼠标器的分类：按采样机构：分光机式、光电式、机械式按其用途：分为台式和便携式两种。按照按键的数量：二键式、三键式和多键式多功能鼠标器。按其使用功能：分为2D式和3D式两种。按其接口插头的类型：分为“D”型9针串口鼠标及圆形并口（PS/2）鼠标。,图5.14 鼠标器组成原理,图5.15 鼠标外形图,返回本节,5.5.2 鼠标的结构原理,1光机式鼠标器（如图5.16所示）2光电式鼠标（如图5.17所示）,图5.16 光机鼠标结构筒图,图5.17 光电式鼠标结构示意图,返回本节,图5.18 鼠标接口引脚示意图,5.5.3 鼠标与计算机的接口,1鼠标器接口标准,表5.7 两键鼠标三字节的数据传输格式,2鼠标数据传输格式,返回本节,THANK YOU VERY MUCH！,本章到此结束，谢谢您的光临！,返回本章首页,结 束放映,