常用交互设备及接口.ppt

第八章常用交互设备及接口 8 1键盘及其接口 8 2显示器及其接口 外围设备的分类 8 1键盘及其接口 8 1 1键盘概述按工作原理分编码键盘非编码键盘线性键盘矩阵键盘 1 线性键盘每个键对应I O端口的一位 没有按键闭合时 各位均处于高电位 当某键被按下时 对应位与地接通 则为低电位 而其他仍为高电位 线性键盘软 硬件简单 但只适用于按键不多的情况 2 矩阵键盘当较多的按键需要识别时 常将按键设计成阵列形式 把若干个按键排列成矩阵形式 每一行和每一列都各占用I O端口的一位 一个键盘阵列可以有N行和M列 共有N M个按键 称为N M键盘阵列 或N M键盘矩阵 矩阵键盘按键的识别方法 行扫描法行反转法 矩阵键盘结构 8 位 并行 输入 端口 8 位 并行 输出 端口 5V 10k 10k 10k 10k 第 0 行 第 1 行 第 2 行 第 7 行 第 0 列 第 1 列 第 2 列 第 3 列 第 7 列 8 1 2非编码键盘的接口功能去抖动防串键被按键的识别和键码的产生 行 列扫描法 第一步 判断是否有键按下输出端口的各位都为低电平 即各列都为0读取输入端口数据 如果输入不等于FFH 则有键被按下 MOVAL 00H MOVDX OUTPORTOUTDX ALMOVDX INPORTINAL DXCMPAL 0FFH 第二步 确定按键号确定按键的列数 输出扫描值 使某一行为低电平 其它行为高电平 读取列值 看是否有列线处于低电平 如有 则行列对应为0的键即为所按键 否则使下一行为0 直到找到所按键为止 LP1 XORAL ALMOVDX PORTAOUTDX ALMOVDX PORTBINAL DXCMPAL 0FFHJZLP1CALLDELAYLP2 MOVBH 0FEHMOVCX 8LP3 MOVAL BHMOVDX PORTAOUTDX ALROLBH 1MOVDX PORTBINAL DXCMPAL 0FFHJNZLP4LOOPLP3JMPDONELP4 RORBH 1MOVBL AL 行反转法 首先使所有行线全输出 0 然后读取列线状态 并判断 若列线全为 1 则无键按下 若列线不全为 1 则将刚读回的列线状态从列线输出 并读取行线状态 那么 说明为 0 的列线与为 0 的行线相交处的键被按下 最后 CPU根据行列编码所构成的键值转相应功能程序执行 矩阵键盘硬件连接 定义端口a为输出端口b为输入LP XORAL ALMOVDX PORTAOUTDX ALMOVDX PORTBINAL DXCMPAL 0FFHJZLPCALLDELAY定义端口b为输出端口a为输入MOVDX PORTBOUTDX ALMOVDX PORTAINAL DX 最早的键盘接口是用8255实现的 而鼠标则通过RS 232串口实现目前微机系统的键盘 鼠标是PS 2接口 微机键盘单片机自动地识别键的按下与释放 自动生成相应的扫描码并以串行方式发送扫描码到主机主机根据扫描码转换为反映键功能的ASCII码 8 1 3PC系列机键盘及接口 键盘 鼠标接口引脚定义 通过数据线DATA和时钟线CLK两根线 就可以实现主机和PS 2设备之间的通信 PC系列键盘不是由硬件电路输出按键所对应的ASCII码值 而是由扫描程序识别按键的位置 因此 属于非编码键盘 1 PC系列键盘工作原理PC系列键盘主要由8048单片机 译码器和16行 8列的键开关阵列三部分组成 8048是有40个引脚的8位CPU 内部有1024 8位的ROM 64 8位的RAM 8位定时器 计数器等 8048单片机承担了键盘扫描 消抖并生成扫描码 对扫描码进行并串转换 并将串行的键扫描码传送到主机等任务 2 PC系列键盘接口PC键盘接口是安装在主板上 通过5芯插头座与键盘相连的 它采用单片机8042作为智能接口 8042是有40个引脚的8位微处理器 内部有2KB的ROM 128B的RAM 两个8位I O端口 一个8位定时器 计数器和时钟发生器 键盘接口的功能有三个 接收键盘输出的键扫描码 输出缓冲器满时 产生键盘中断 接收并执行系统命令 8 2显示器及其接口 8 2 1显示器概述 按显示原理可分为两类 一类是主动显示器件 如CRT显示器 发光二极管等 它们是在外加电信号作用下 依靠器件本身产生的光辐射进行显示的 因此也叫光发射器件 另一类叫做被动显示器件 如液晶显示器 这类器件本身不发光 工作时需另设光源 在外加电信号的作用下 依靠材料本身的光学特性变化 使照射在它上面的光受到调制 因此这类器件又叫光调制器件 8 2 2LED显示器及其接口 七段LED显示器是由发光二极管按照一定的规则排列而成的 a b c d f g abcdefg 1111110 0110000 1101101 e 8421BCD码 七段显示码表 二 十进制编码 显示译码器 显示器件 在数字系统中 常常需要将运算结果用人们习惯的十进制显示出来 这就要用到显示译码器 LED数码管在微机系统中的应用 LED在系统中的连接 静态显示 段 发光二极管 恒定地导通或截止 直到显示另一个字符为止各个数码管的输入控制端相互独立 并与接口电路的输出端口相连占用I O端口资源多 数码管的个数为M时 需要的接口口线数目为8 M 所以显示位数较多时 需要采用动态显示方式 动态显示 系统中有多位LED 则每次只能使一位LED显示信息 每位LED上有一选通端 公共端 要想使哪位显示 就应给其公共端提供有效电平 共阳极为 1 公阴极为 0 而其它位的公共端提供无效电平 这样构成的二进制编码称为位码或位选码 动态显示 在多位LED显示中 即要使每一位的显示信息有一个持续时间 可用循环延时程序实现 又要保证一遍一遍地进行循环显示时不出现闪烁 在软 硬件设计时就要考虑LED的位数不能太多 显示的延时要适中 所有数码管共享输入控制端需要的口线数 8 数码管的个数M工作原理 动态地轮流点亮各个LED位选码 选择被点亮的LED段选码 显示什么字符通常通过查找表的方式实现 动态显示例子 MOVDI OFFSETDISDAT MOVAL DI AL 17 LEABX TABLE XLAT AL 76H H OUTSEGPORT AL AL 76H H MOVAL 0DFH CL 1101 1111 76H OUTBITPORT AL AL CL 1101 1111 011111 INCDIMOVAL DI AL 79H H 79H 101111 E OUTSEGPORT AL AL 79H E RORCL CL 1110 1111 OUTBITPORT AL AL CL 1110 1111 例 某8088系统中 使用8位LED显示时间 格式为时 分 秒 硬件连接如图所示 软件流程图见下图 软件流程图 U1 U2 U3 显示器 显示器 5V 例 某个简易键盘和8段LED显示器电路如图所示 设U1及U2的输入为1时 LED显示器可正常显示 同时实现键盘扫描 试问 D0 D7 1 图中U1 U2 U3应分别为 A 同相锁存器 同相锁存器 同相锁存器B 反相锁存器 反相锁存器 反相锁存器C 同相锁存器 三态缓冲器 三态缓冲器D 同相锁存器 反相锁存器 三态缓冲器 2 图中LED显示器的类型及驱动方式正确的是 A 共阳 静态B 共阴 静态C 共阳 动态D 共阴 动态 D D