第八章--常用交互设备及接口课件学习资料
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人机交互设备接口
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图8.7 VGA 显示器VRAM与显示屏映射关系
在VGA显示适配器中，彩色位面法用于16色模式。图形16色显示时把VRAM划分为4个彩色位面。屏幕上的像点特征由4个位面的值共同确定。在12H（640×480×16C）模式下，一页的大小为640/8×480=38400B，因此一屏图形或图像共占VRAM 空间为38400×4=153600字节。VRAM与物理显示屏的对应关系（省去了颜色索引和DAC处理）如图8.7所示。
；分离字处理 MOV CL，BL AND CL，7 XOR CL，7 MOV BL，80H SHL BL，CL ；BL=图形点分离字 ；寄存器设置 MOV DX，3C4H ；定序器 MOV AL，2 OUT DX，AL ；选映射模式寄存器 INC DX MOV AL，OFH ；开放4个彩色位面 OUT DX， AL
BI
Red
Green
Blue
I
Red
Green
Blue
闪烁位
背景颜色
背景颜色
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
彩色文本方式字符属性
如把80×25模式的整个屏幕全部刷成字符A，属性为红色前景、蓝色背景、显示字条款闪烁的程序段为： MOV AX，0B800H ；彩色文本方式VRAM首址 MOV ES，AX MOV DI， 0 MOV CX，2000 MOV AH，10010100B ；显示属性：闪烁，蓝色背景，红色前景 REP STOSW ；AX→VRAM单元中，相当于显示到屏幕上
0
1
1
1
颜色索引 寄存器
001001
模 块 寄存器
颜色选择 寄存器
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图8.7 VGA 显示器VRAM与显示屏映射关系
在VGA显示适配器中，彩色位面法用于16色模式。图形16色显示时把VRAM划分为4个彩色位面。屏幕上的像点特征由4个位面的值共同确定。在12H（640×480×16C）模式下，一页的大小为640/8×480=38400B，因此一屏图形或图像共占VRAM 空间为38400×4=153600字节。VRAM与物理显示屏的对应关系（省去了颜色索引和DAC处理）如图8.7所示。
；分离字处理 MOV CL，BL AND CL，7 XOR CL，7 MOV BL，80H SHL BL，CL ；BL=图形点分离字 ；寄存器设置 MOV DX，3C4H ；定序器 MOV AL，2 OUT DX，AL ；选映射模式寄存器 INC DX MOV AL，OFH ；开放4个彩色位面 OUT DX， AL
BI
Red
Green
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闪烁位
背景颜色
背景颜色
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彩色文本方式字符属性
如把80×25模式的整个屏幕全部刷成字符A，属性为红色前景、蓝色背景、显示字条款闪烁的程序段为： MOV AX，0B800H ；彩色文本方式VRAM首址 MOV ES，AX MOV DI， 0 MOV CX，2000 MOV AH，10010100B ；显示属性：闪烁，蓝色背景，红色前景 REP STOSW ；AX→VRAM单元中，相当于显示到屏幕上
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1
1
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颜色索引 寄存器
001001
模 块 寄存器
颜色选择 寄存器
人机交互设备接口技术
鼠标接口
总结词
鼠标接口是一种用于控制光标移动和执行点击操作的人机交互设备接口。
详细描述
鼠标接口通过有线或无线连接方式与计算机或其他电子设备相连。用户通过移动鼠标来控制光标移动 ，并通过点击或双击鼠标按钮执行相应的操作。鼠标接口具有直观、易用和灵活的特点，适用于各种 需要精确控制光标位置和执行点击操作的应用场景。
语音识别接口是一种通过语音输入指令的人机交互设备接口。
详细描述
语音识别接口通过麦克风或其他音频输入设备接收用户的语音指令，并将其转换 为计算机可识别的文本或命令。语音识别接口具有自然、方便和高效的特点，适 用于各种需要快速输入指令和避免手动操作的应用场景。
生物特征识别接口
总结词
生物特征识别接口是一种利用人体生物特征进行身份验证的人机交互设备接口。
医疗诊断系统通过人机交互设备 接口技术，实现医生与医疗设备 的交互，提高诊断的准确性和效
率。
医生可以通过人机交互设备，实 时监测患者的生理参数、医学影 像等数据，快速准确地做出诊断。
该技术有助于提高医疗服务的水 平和质量，为患者带来更好的医
疗体验。
无人驾驶汽车系统
无人驾驶汽车系统通过人机交 互设备接口技术，实现车辆的 自主驾驶和智能化控制。
02
人机交互设备接口类型
键盘接口
总结词
键盘接口是最常见的人机交互设备接口之一，通过按键输入字符、数字和命令。
详细描述
键盘接口通常采用有线或无线连接方式，与计算机或其他电子设备相连。用户通过按键输入字符、数字和命令， 设备接收信号并转换为相应的指令执行。键盘接口具有高效、稳定和可靠的特点，适用于各种需要输入大量文本 和命令的应用场景。
特点
高效性、易用性、标准化、可扩 展性、安全性。
第八章常用交互设备及接口
• 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。
制，因此这类器件又叫光调制器件。
§8.2.2 LED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 f e d
g
b
c
a 1 0 1
b 1 1 1
c 1 1 0
d 1 0 1
e 1 0 1
f 1 0 0
g 0 0 1
a
f e
g
b
c
d
Байду номын сангаас
8421 BCD码-七段显示码表
(1)图中U1、 U2、U3应分别 为 D 。 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
U3
（2）图中LED显示器的类型及驱 动方式正确的是 D 。 A、共阳、静态 B、共阴、静态 C、共阳、动态 D、共阴、动 态
双键锁定 N键连锁 N键串行循环
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
MOV AL，00H； MOV DX，OUTPORT OUT DX，AL MOV DX，INPORT IN AL，DX CMP AL，0FFH
第8章人机交互设备接口PPT教学课件
该调用有三个功能号：0，1，2 0号：从键盘读一字符 al=字符ASCII码 ah=扫描码 1号：读键盘缓冲区的字符,影响ZF标志位 2号：取键盘状态字节 AL=状态字节
状态字节定义如下： INSERT CAPSLOCK NUMLOCK SCROLLLOCK ALT CTRL LSHIFT
RSHIFT
（2）防串键 防串键是为了解决多个键同时按下或者前一按键没有释放
又有新下时产生的问题。 ①双键锁定：当检测到有两个或两个以上的键被按下时，
只把最后释放的键当作有效键，并产生相应键码。 ②N键轮回：当检测到有多个键被按下时，能根据发现它
们的顺序依次产生相应键的键码。 （3）按键识别
①行扫描法：该方法的基本思想是，由程序对键盘进行逐 行扫描，通过检测到的列输出的状态来确定闭合键。
DATA SEGMENT OLD_OFF DW ? OLD_SEG DW ? MKBAK DB ? DATA ENDS
CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA
ST,DATA
MOV DS,AX
IN AL,21H ;保留8259初始屏蔽字的状态
XOR DX,DX
;清计数器
A1: STI
;开中断
CMP DX,10H
;是否按了8次键
JZ A2
;是，结束程序运行
JMP A1
MOV MKBAK,AL
CLI
;关中断
AND AL,11111101B ;打开键盘屏蔽
OUT 21h,AL
；中断向量修改程序 MOV AH,35H ; 取原中断向量 MOV AL,9 H ; 9为键盘的中断类型号 INT 21H MOV OLD_OFF,BX ;保存原中断向量到字变量中 MOV BX,ES MOV OLD_SEG,BX MOV AH,25H ;设置新的中断向量 MOV AL,9 H MOV DX, SEG MYINT MOV DS,DX MOV DX, OFFSET MYINT INT 21H
状态字节定义如下： INSERT CAPSLOCK NUMLOCK SCROLLLOCK ALT CTRL LSHIFT
RSHIFT
（2）防串键 防串键是为了解决多个键同时按下或者前一按键没有释放
又有新下时产生的问题。 ①双键锁定：当检测到有两个或两个以上的键被按下时，
只把最后释放的键当作有效键，并产生相应键码。 ②N键轮回：当检测到有多个键被按下时，能根据发现它
们的顺序依次产生相应键的键码。 （3）按键识别
①行扫描法：该方法的基本思想是，由程序对键盘进行逐 行扫描，通过检测到的列输出的状态来确定闭合键。
DATA SEGMENT OLD_OFF DW ? OLD_SEG DW ? MKBAK DB ? DATA ENDS
CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA
ST,DATA
MOV DS,AX
IN AL,21H ;保留8259初始屏蔽字的状态
XOR DX,DX
;清计数器
A1: STI
;开中断
CMP DX,10H
;是否按了8次键
JZ A2
;是，结束程序运行
JMP A1
MOV MKBAK,AL
CLI
;关中断
AND AL,11111101B ;打开键盘屏蔽
OUT 21h,AL
；中断向量修改程序 MOV AH,35H ; 取原中断向量 MOV AL,9 H ; 9为键盘的中断类型号 INT 21H MOV OLD_OFF,BX ;保存原中断向量到字变量中 MOV BX,ES MOV OLD_SEG,BX MOV AH,25H ;设置新的中断向量 MOV AL,9 H MOV DX, SEG MYINT MOV DS,DX MOV DX, OFFSET MYINT INT 21H
输入输出设备ppt课件
• 2．电子编码式键盘
• 以ASCII码键盘为例来阐明编码式键盘的任 务原理。由于ASCII码的每个字符码用7位 二进制数表示，可表示128个键，键盘矩阵 由8行×16列组成。用一个7位计数器进展 循环计数，用计数器的值来控制行线和列 线，实现对键盘上的字键扫描，图8-2电子 编码式键盘。
• 键盘上矩阵中的128键与7位计数器值相对 应，未按键时，行列都是高电平。
• 1．无编码键盘
• 无编码键盘是由一组行线和一组列线组成 一个二维矩阵，按键开关是跨接在行、列 线的交叉点〔交叉点不相连〕，图8-1由8 行8列〔8×8〕构成的64键无编码键盘原理 框图。
• 判键原理：首先，主机将8位行线全置0， 读8位列线，假设全1，那么无键按下，只 需有1位是0阐明有键被按下，然后主机再 逐行送0〔其他行依然为1，常称键盘扫 描〕，每送一次读一次列线，假设列线为0， 阐明送0的行线与读0的列线交叉的按键被 按下。
• 当鼠标在桌面上挪动时，滚球会带动X、Y 转轴的两只光栅码盘转动，而X、Y方向的 发光二极管发出的光便会照射在各自方向 的光栅码盘上，由于光栅码盘存在栅缝， 当二极管发射出的光透过栅缝直接照射在 接纳二极管组成的检测头上时，便会产生 “1〞信号。假设光被遮挡，接纳二极管没 有接纳到光信号，那么将之定为信号“0〞。 接下来，这些信号被送入专门的控制芯片 内运算生成对应的坐标偏移量，确定光标 在屏幕上的位置，
• 感光芯片将光信号转变为对应的数字信号 后将之送到定位芯片中专门处置，进而产 生X-Y坐标偏移数据。
• 由于光学板携带不方便，光电鼠标的造价 颇高，且反射板不慎被严重损坏或遗失， 那么整个鼠标就无法运用，目前这种光电 鼠标已很少运用。
• 4．光学鼠标
• 光学鼠标的定位原理采用了照相技术和图 像处置技术〔做成专业芯片〕，不再需求 光学板。
接口培训资料
接口培训资料在当今数字化的时代，接口的应用越来越广泛。
无论是软件开发、系统集成，还是不同平台之间的数据交互，接口都扮演着至关重要的角色。
对于想要深入了解和掌握接口相关知识的人员来说，一份全面且易懂的培训资料是必不可少的。
一、接口的基本概念接口，简单来说，就是两个系统或者模块之间的连接部分，它规定了双方交互的数据格式、通信协议和调用方式等。
就好像两个拼图的拼接处，只有形状和尺寸匹配，才能完美地拼合在一起。
接口可以分为多种类型，比如硬件接口和软件接口。
硬件接口常见的有 USB 接口、HDMI 接口等，用于连接不同的硬件设备。
软件接口则更多地出现在程序开发中，比如 API（应用程序编程接口），它允许不同的软件组件相互通信和协作。
二、接口的重要性接口的存在有着诸多重要意义。
首先，它实现了系统的解耦。
想象一下，如果一个大系统中的各个模块之间紧密耦合，一处修改可能会引发连锁反应，导致整个系统的不稳定。
而通过接口，各个模块可以独立开发和维护，只要接口不变，内部的修改就不会影响到其他模块的正常运行。
其次，接口提高了开发效率。
开发人员不需要了解其他模块的内部实现细节，只需要按照接口的规范进行调用，就能够快速实现功能。
这就好比我们使用电器，不需要知道它内部的电路原理，只要会操作开关和按钮就行。
此外，接口还促进了系统的集成和复用。
不同的系统可以通过统一的接口进行集成，实现数据的共享和业务的协同。
同时，已经开发好的接口可以在多个项目中复用，节省开发成本和时间。
三、接口的设计原则在设计接口时，需要遵循一些重要的原则，以确保接口的可用性、稳定性和可扩展性。
1、简洁性接口应该尽量简单明了，避免复杂的参数和返回值。
过多的参数会增加调用者的负担，容易出错。
2、一致性接口的风格和规范应该保持一致，包括命名规则、参数顺序、错误处理方式等。
这样可以提高开发人员的使用体验，减少理解和使用成本。
3、稳定性接口一旦发布，就应该尽量保持稳定。
第8章 人机交互设备接口
4. 字符显示原理
字符显示模式可分为两种，一种是文本模式下的字符显 示，另一种是图形模式下的字符显示。 1、文本模式下的字符显示 将屏幕划分成M行N列字符显示框，每个字符由若干 行和若干列的像素点构成。根据不同的显示模式，常用 的字符点阵有8×8、8×14、9×16三种。 每一种点阵构成的字符均包括256个字符的字模，每 个字模占32个字节。全部字模放在ROM中。 2、文本模式下字符的属性 屏幕上显示的每个字符均用两组数据来说明，第一组定 义显示字符的ASCII码，第二组定义显示字符的属性。
键盘的工作原理及键码识别 PC系列键盘及其接口电路
显示器接口
8.1 键盘接口技术
8.1.1 键盘的工作原理及键码识别 按键盘编码方式分类：分为编码键盘和非编码键盘。 编码式键盘是用硬件电路来识别按键代码的键盘。即 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。 非编码式键盘是用软件方式来识别按键代码的键盘。 即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，然后再送给CPU。
前景闪烁或背景色亮度背景色前景色亮度前景色文本显示模式下第二个字节d7d3d6d4d2d0属性亮度0亮度1000黑灰001蓝浅蓝010绿浅绿011青淡青100红淡红101品红淡品红110褐黄111白亮白在屏幕的第2行第3列显示字符a并且为红底黄字
第8章 人机交互设备接口
主要内容
键盘接口技术
3. PC系列键盘扫描码
大多数键盘遵循三种基本设计中的一种。PC机(83键) 键盘，AT机(84键)键盘，以及增强(101键)键盘。 对于83键的标准键盘，由键盘扫描电路得到的接通扫 描码与键号相等，用1个字节表示，如A键的键号为30， 接通扫描码为1EH。断开扫描码也用1个字节表示， 其值为接通扫描码加80H，如A键按下后又松开，则 先输出1EH，后输出9EH。 例如A的键盘扫描码
第08章 人机交互设备接口
中断服务程序：指针增量
mov bx,bufptr2 mov buffer[bx],al ;将ASCII码存入缓冲区队列尾 inc bx ;队列尾指针增量 cmp bx,10 ;是否指向队列末端？ jc kbint1 ;没有，转移 mov bx,0 ;指针指向队列末端，则循环，指向始端
中断服务程序：判断缓冲区满否
第8章 人机交互设备接口 重健问题的处理
简单情况：不予识别，认为是错误的按键 通常情况：只承认先识别出来的键
连锁法：直到所有键都释放后，读入下一个键 巡回法：等被识别的键释放以后，就可以对其 他闭合键作识别，而不必等待全部键释放
正常的组合键：都识别出来务程序：响应键盘
kbint proc sti push ax push bx in al,60h push ax in al,61h or al,80h out 61h,al and al,7fh out 61h,al ;开中断 ;保护寄存器 ;读取键盘扫描码 ;使PB7＝1，响应键盘
;使PB7＝0，允许键盘
调用并显示
start1: call kbget cmp al,1 jz start2 push ax mov dl,al mov ah,2 int 21h pop ax ;获取按键的ASCII码 ;是ESC键，则退出 ;保护字符 ;显示字符
;恢复字符
处理回车符
cmp al,0dh jnz start1 mov dl,0ah mov ah,2 int 21h jmp start1 ;该字符是回车符吗？ ;不是，取下一个按键字符 ;是回车符，则再进行换行
最简单的线性结构键盘
+5V
每一个引脚连接一个键 输入0/1反映健是否高低
《人机交互设备接口》课件
人机交互设备接口的发展趋势与挑战
隐私保护与数据安全
随着人机交互设备接口的广泛应用，隐私保护和数据安全问题将越 来越受到关注。
无障碍设计
人机交互设备接口应关注残障人士的需求，推动无障碍设计的发展 ，让更多人享受技术带来的便利。
跨文化交流
在全球化的背景下，人机交互设备接口应具备跨文化交流的能力，满 足不同国家和地区用户的需求。
03
人机交互设备接口设 计
用户体验设计
用户需求分析
深入了解用户需求，包括使用场景、操作习惯、心理预期等，以 设计出更符合用户习惯的交互设备接口。
简洁与直观
设计时应注重界面的简洁性和直观性，降低用户学习成本，提高操 作效率。
个性化设置
提供一定程度的个性化设置选项，满足不同用户的个性化需求。
交互界面设计
评估指标
制定详细的评估指标体系，如任务完成率、错误 率、满意度等，对界面可用性进行量化评估。
迭代优化
根据测试和评估结果，对界面进行迭代优化，提 高界面的可用性和用户体验。
04
人机交互设备接口技 术实现
硬件实现
01
输入设备
鼠标、键盘、触摸屏、游戏手柄 等，负责将用户的操作转化为电 信号，传输给计算机。
输出设备
02
03
通信设备
显示器、打印机、音响等，负责 将计算机处理后的信息以用户可 理解的形式呈现出来。
网卡、调制解调器等，负责实现 计算机与外部设备的通信，实现 信息的传输。
软件实现
操作系统
提供人机交互的界面，管理硬件资源，支持应用程序 的运行。
应用程序
提供各种功能，满足用户的需求，如文档编辑、图像 处理、网络浏览等。
。
第八 人机交互设备接口PPT学习教案
第19页/共58页
MOV SI，300H ；设置显示字符内存区地址指针 MOV CX，08H ；设置显示字符数 MOV DX，0FFEAH MOV AL，00H ；设置显示输出工作方式 OUT DX，AL MOV AL，39H ；分频系数为25，产生
100kHz 扫描频率 OUT DX，AL MOV AL，90H ；写显示RAM命令，从0号单元起，
若有，则表明有行线和列线接通，意味意有键按下。 ②去抖动：当有键按下时，延时20ms左右，待抖动消 失后，在稳定状态下进行被按键 识别。 ③被按键识别：从第0行第0列开始，顺序对所有按键 编号。通过逐行扫描确定被按键的编号。 ④产生键码：根据扫描得到的键编号查找键盘编码表， 获得与被按键功能对应的键码。
第10页/共58页
A0：地址线，进行片内端口选择。为0时，选中数据寄存器； 为1时选中命令/状态寄存器。
IRQ：中断请求线，高电平有效，向CPU申请中断。
SL0～LSL3：扫描线，用来扫描键盘或显示器，可编程设定为 编码输出或译码输出。
RL0～RL7：返回线，用作键盘矩阵列线的返回信号输入。 SHIFT：移位信号，高电平有效，是键盘数据的D6位，用于扩
OUT DX，AL
MOV DX，0FFE8H
IN AL，DX ；读出数据
MOV [DI]，AL ；存入内存400H单元
HLT
；暂停
②显示输 出程序 段，执 行下面 程序段 后从0 位开始 显示199 9120 8八个 字符， 假定八 个字符 的字形 码存于 内存300 H开始 的8个 单元中 。
；检查是否有键入代码 ；无再查
第2页/共58页
例如，假定有一个34的矩阵键盘通过并行接口芯片8255A与 微机相连。8255A的A定义为输出口，与键盘行线相连；B口定 义为输入口，与键盘列线相连。接口硬件如图8.1所示。
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PC系列机采用的是由单片机(8048，8035或 8044等)扫描、编码的智能化键盘,它是一个与主机 箱分开的独立装置，通过一根5芯或6芯(PS/2键盘) 电缆与主机箱相连。
8.1.4 PC系列机键盘及接口
8-13
键盘
168 键 开关 矩阵
译 码 器
Intel 8048
串 行 接 口
主机箱
Intel 8042
8-17
8.2 显示器及其接口
8.2.1 显示器概述 8.2.2 显示器一般接口方法 8.2.3 PC系列机显示适配器
8-18
8.2.1 显示器概述
显示器是微机系统中一种最基本最常用的人机交互设备， 用于显示字符、图形和图像。目前PC机系统中使用的显示 器主要有CRT显示器和液晶平板显示器两种。
代码处理。
8.1.4 PC系列机键盘及接口
8-15
2. 键盘与系统主机间的通信
在连接键盘与系统主机箱的5芯或6芯电缆中，有 用的信号线只有4根，即电源线、地线、双向时钟线和 双向数据线。键盘和系统通过时钟线和数据线进行半双 工通信。
时钟线的主要作用是传送同步脉冲，数据线主要用于 传送二进制位串数据。时钟线和数据线的另一个作用是 提供当前通信状态。
线反转法：
通过行、列颠倒两次扫描来识别闭合键。
此法需两个可编程双向I/O端口。
8-8
8.1.3 行/列扫描式键盘接口方法
实际微型计算机系统中以行/ 列扫描法应用最 广。下面举例说明按行扫描法对被按键进行识别 并产生键码的原理。
例10.1 某PC单板机键盘接口设计举例
键盘组成：由28个键构成，包括16个数字键 0F和12个命令键，排成6行5列的矩阵结构,是 一种典型的非编码键盘。
• 去抖动 • 防串键
• 识别被按键 与键码产生
8.1.2 非编码键盘的接口功能
8-7
3.识别被按键与键码的产生
这两项功能往往合在一起完成。它们是键 盘接口要解决的主要问题。常用方法有：
行/列扫描法：
由程序逐行(列)对键盘进行扫描，通过检
测列(行)状态来确定闭合键。此法需输入、 输出端口各一个。
CPU
键盘 缓冲区
PC机键盘及其与主机箱连接示意图
8.1.4 PC系列机键盘及接口
8-14
PC系列机的键盘接口以单片机为控制核心。完成的主 要功能是：
(1) 接收来自键盘的按键扫描码数据。 (2) 对接收的数据进行奇偶校验。
(3) 控制和检测传送数据的时间。
(4) 对接收的数据进行串—并转换。 (5) 将按键的行列位置扫描码转换为系统扫描码 （即功能键值）。 (6) 接收、执行并向键盘转发系统命令。 (7) 向系统发键盘中断(IRQ1)，请求主机进行键盘
第八章--常用交互设备及接口课 件
8-2
8.1.1 键盘概述
键盘: 由排列成矩阵形式的按键开关阵列组成。
白金触点开关 有触点开关： 舌簧式开关
… 电容式开关 无触点开关： 霍尔元件开关 触摸式开关 …
8.1.1 键盘概述
8-3
根据键盘功能的不同，通常把键盘分成两种基 本类型：
编码键盘：能自动检测按键,并以串/并方式将 对应功能键码送给CPU。
非编码键盘：只提供键盘的行列矩阵，按键的 识别和键值的确定、输入等均由主机软件完成。
8-4
8.1.2 非编码键盘的接口功能
为不失一般性，以机械式有触点按键组成的 非编码键盘为例。
通常键盘接口必须具有以下4个基本功能：
• 去抖动 • 防串键 • 识别被按键(和释放键) • 产生与之对应的键码
8.1.2 非编码键盘的接口功能
8.1.4 PC系列机键盘及接口
8-16
当键盘接口控制器将数据送入输出缓冲器后， 引发硬件中断请求IRQ1，系统调用INT 9H中断程序 进行键盘代码处理。
INT 9H功能：
读取来自键盘的系统扫描码/命令。 处理命令代码。 将扫描码转换为双字节的ASCII码或扩展码，
存入BIOS数据区的32字节键盘缓冲区。
• 防串键
• 识别被按键 与键码产生
8.1.2 非编码键盘的接口功能
8-6
2.防串键
——多个键同时按下，或前面键没释放又 按下新的键时的处理策略。一般有三种方法：
❖双键锁定：只将最后释放的键看作正确按键， 两个以上键按下时不予考虑。
❖N键连锁：只记下最先按下的键。
❖N键串行循环法：循环扫描各个键，将一 个或多个同时按下的键 顺序检测出。
8.1.3 行/列扫描式键盘接口方法
8-9
• 硬件电路
RESET
75492PPROM LOLD
D5
U11
1
D4
MEM PORT
1
D3
74LS273
7 1
8
D2 D1
4
5
输出端口
1 1
2
(锁存器) 1
D0
0
F
1
(8CH)
DTGLH
R4
1 EN
CASS
REG
9 6 3 E
BREAK
REG
A B C D
8-5
• 去抖动
• 防串
每个按键在按下和松开时，都会经历短时间 的抖动才达到稳定。抖动时间通常为5 20ms， 识别时应避开它。
软件延时法：识别到键按下/释放时,延迟一 段时间再检验。
硬件消抖法：在键开关和微机接口间加消抖 动电路。适合键数目较少采用。
• 去抖动
键编码 → 键序号(键值)
键处理 （找出键值， 完成键功能）
< 10 H
N
键释放了吗?
Y
延时 20 ms 去抖动
N
键释放了吗?
Y
根据键值判定键种类
≥ 10 H
数字键处理 (如存入显示缓冲区以显示)
命令键处理
8-12
8.1.4 PC系列机键盘及接口
1.键盘与接口概述
PC系列机使用的键盘有83键、84键、101键、 102键和104键等。目前的高档PC键多采用104键电 容式无触点开关键盘。
确定有无键按下
输入列线状态
N
有列线为0? Y
延时20ms去抖动
输入列线状态
行号 = 1
使行号规定的行线为0,其余行线为1
识别何键按下
N
有列线为0?
Y
对应行号、列号形成键编码
A
返回显示程序
行数加1
N Y
行检查完？
8.1.3 行/列扫描式键盘接口方法
8-11
• 键的扫描、识别、处理程序流程图(续)
A
查表
NEXT MON
+5V
L6 L5 L4 L3 SINGLE STEP L2
EXEC
L1
1 EN 1 EN 1 EN
R3 R2 R1 R0
(90H) KBSEL
1 EN
74LS244
输入端口(三态缓存器)
8.1.3 行/列扫描式键盘接口方法
8-10
• 键的扫描、识别、处理程序流程图
输出扫描码，使所有行线均为0
8.1.4 PC系列机键盘及接口
8-13
键盘
168 键 开关 矩阵
译 码 器
Intel 8048
串 行 接 口
主机箱
Intel 8042
8-17
8.2 显示器及其接口
8.2.1 显示器概述 8.2.2 显示器一般接口方法 8.2.3 PC系列机显示适配器
8-18
8.2.1 显示器概述
显示器是微机系统中一种最基本最常用的人机交互设备， 用于显示字符、图形和图像。目前PC机系统中使用的显示 器主要有CRT显示器和液晶平板显示器两种。
代码处理。
8.1.4 PC系列机键盘及接口
8-15
2. 键盘与系统主机间的通信
在连接键盘与系统主机箱的5芯或6芯电缆中，有 用的信号线只有4根，即电源线、地线、双向时钟线和 双向数据线。键盘和系统通过时钟线和数据线进行半双 工通信。
时钟线的主要作用是传送同步脉冲，数据线主要用于 传送二进制位串数据。时钟线和数据线的另一个作用是 提供当前通信状态。
线反转法：
通过行、列颠倒两次扫描来识别闭合键。
此法需两个可编程双向I/O端口。
8-8
8.1.3 行/列扫描式键盘接口方法
实际微型计算机系统中以行/ 列扫描法应用最 广。下面举例说明按行扫描法对被按键进行识别 并产生键码的原理。
例10.1 某PC单板机键盘接口设计举例
键盘组成：由28个键构成，包括16个数字键 0F和12个命令键，排成6行5列的矩阵结构,是 一种典型的非编码键盘。
• 去抖动 • 防串键
• 识别被按键 与键码产生
8.1.2 非编码键盘的接口功能
8-7
3.识别被按键与键码的产生
这两项功能往往合在一起完成。它们是键 盘接口要解决的主要问题。常用方法有：
行/列扫描法：
由程序逐行(列)对键盘进行扫描，通过检
测列(行)状态来确定闭合键。此法需输入、 输出端口各一个。
CPU
键盘 缓冲区
PC机键盘及其与主机箱连接示意图
8.1.4 PC系列机键盘及接口
8-14
PC系列机的键盘接口以单片机为控制核心。完成的主 要功能是：
(1) 接收来自键盘的按键扫描码数据。 (2) 对接收的数据进行奇偶校验。
(3) 控制和检测传送数据的时间。
(4) 对接收的数据进行串—并转换。 (5) 将按键的行列位置扫描码转换为系统扫描码 （即功能键值）。 (6) 接收、执行并向键盘转发系统命令。 (7) 向系统发键盘中断(IRQ1)，请求主机进行键盘
第八章--常用交互设备及接口课 件
8-2
8.1.1 键盘概述
键盘: 由排列成矩阵形式的按键开关阵列组成。
白金触点开关 有触点开关： 舌簧式开关
… 电容式开关 无触点开关： 霍尔元件开关 触摸式开关 …
8.1.1 键盘概述
8-3
根据键盘功能的不同，通常把键盘分成两种基 本类型：
编码键盘：能自动检测按键,并以串/并方式将 对应功能键码送给CPU。
非编码键盘：只提供键盘的行列矩阵，按键的 识别和键值的确定、输入等均由主机软件完成。
8-4
8.1.2 非编码键盘的接口功能
为不失一般性，以机械式有触点按键组成的 非编码键盘为例。
通常键盘接口必须具有以下4个基本功能：
• 去抖动 • 防串键 • 识别被按键(和释放键) • 产生与之对应的键码
8.1.2 非编码键盘的接口功能
8.1.4 PC系列机键盘及接口
8-16
当键盘接口控制器将数据送入输出缓冲器后， 引发硬件中断请求IRQ1，系统调用INT 9H中断程序 进行键盘代码处理。
INT 9H功能：
读取来自键盘的系统扫描码/命令。 处理命令代码。 将扫描码转换为双字节的ASCII码或扩展码，
存入BIOS数据区的32字节键盘缓冲区。
• 防串键
• 识别被按键 与键码产生
8.1.2 非编码键盘的接口功能
8-6
2.防串键
——多个键同时按下，或前面键没释放又 按下新的键时的处理策略。一般有三种方法：
❖双键锁定：只将最后释放的键看作正确按键， 两个以上键按下时不予考虑。
❖N键连锁：只记下最先按下的键。
❖N键串行循环法：循环扫描各个键，将一 个或多个同时按下的键 顺序检测出。
8.1.3 行/列扫描式键盘接口方法
8-9
• 硬件电路
RESET
75492PPROM LOLD
D5
U11
1
D4
MEM PORT
1
D3
74LS273
7 1
8
D2 D1
4
5
输出端口
1 1
2
(锁存器) 1
D0
0
F
1
(8CH)
DTGLH
R4
1 EN
CASS
REG
9 6 3 E
BREAK
REG
A B C D
8-5
• 去抖动
• 防串
每个按键在按下和松开时，都会经历短时间 的抖动才达到稳定。抖动时间通常为5 20ms， 识别时应避开它。
软件延时法：识别到键按下/释放时,延迟一 段时间再检验。
硬件消抖法：在键开关和微机接口间加消抖 动电路。适合键数目较少采用。
• 去抖动
键编码 → 键序号(键值)
键处理 （找出键值， 完成键功能）
< 10 H
N
键释放了吗?
Y
延时 20 ms 去抖动
N
键释放了吗?
Y
根据键值判定键种类
≥ 10 H
数字键处理 (如存入显示缓冲区以显示)
命令键处理
8-12
8.1.4 PC系列机键盘及接口
1.键盘与接口概述
PC系列机使用的键盘有83键、84键、101键、 102键和104键等。目前的高档PC键多采用104键电 容式无触点开关键盘。
确定有无键按下
输入列线状态
N
有列线为0? Y
延时20ms去抖动
输入列线状态
行号 = 1
使行号规定的行线为0,其余行线为1
识别何键按下
N
有列线为0?
Y
对应行号、列号形成键编码
A
返回显示程序
行数加1
N Y
行检查完？
8.1.3 行/列扫描式键盘接口方法
8-11
• 键的扫描、识别、处理程序流程图(续)
A
查表
NEXT MON
+5V
L6 L5 L4 L3 SINGLE STEP L2
EXEC
L1
1 EN 1 EN 1 EN
R3 R2 R1 R0
(90H) KBSEL
1 EN
74LS244
输入端口(三态缓存器)
8.1.3 行/列扫描式键盘接口方法
8-10
• 键的扫描、识别、处理程序流程图
输出扫描码，使所有行线均为0