键盘和鼠标接口

5.4.3 INT 09H键盘中断 5.4.4 INT 16H键盘服务功能
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第 9 章 键 盘 、 鼠 标 、 显 示 器 、 打 印 机 接 口
5.4.1 BIOS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。
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5.2.4 键盘工作原理
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：
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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：
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NC NC RAM SEL 跨接器开关 显示器类型开关 键盘锁定开关 NC RC（系统复位） A20 选通 NC NC OPT BUF FULL（IRQ1） NC OC 1 键盘时钟 OC 2 键盘数据
A2 IOR
IOW 8042CS RESET
8042
P20 P21 P22 P23 P24
图5.10 键盘控制器接口逻辑电路
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3．键盘接口的功能
（1）接收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
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Vcc
Vcc 晶体 振荡 电路 X1 X2 NumLock CapsLock 键盘微控制器 P10 DB7 P20 P23 P13 P14 T0 INT P24 P25 P26 P27 DB0 8049 电阻排
ScrollLock P11 状态指示灯 P12
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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。
5.2.3 扫描码
扫描码的结构一般分成四类： （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。
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键盘与鼠标接口
1 键盘概述 2 键盘的工作原理
3 PC扩展键盘接口
4 键盘中断与键盘I/O
5 鼠标接口
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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
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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
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5.3.1 扩展键盘接口的功能
1．8042芯片的引脚定义
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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）。
5
1 4 2 3
5
6 4 1 2
（a）
（b）
图5.3 键盘插座示意图及各引脚功能
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3．按键盘编码方式分类 l分为编码键盘和非编码键盘。 l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。 l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。
系 统 总 线
P14 P15 P16 P17
微机系统板 RAM 跨接器安装 显示器类型 键盘锁定
ROM
RAM
图5.11 键盘接口功能框图
第 9 章 键 盘 、 鼠 标 、 显 示 器 、 打 印 机 接 口 表5.2 8042寄存器端口分配及读写控制表
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Intel 8042
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
图5.9 Intel 8042外形结构图
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表5.1 Intel 8042各引脚功能表
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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
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5.1 键盘概述
5.1.1 键盘的布局 5.1.2 键盘的分类
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图5.4 键盘矩阵结构示意图
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5.2.1 键盘电路的组成
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。 1．微处理器
2．译码器 3．键盘矩阵
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图5.5 键盘电路组成示意图
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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
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行扫描线
列 扫 描 线
（8）控制系统复位动作 （9）选通地址线A20
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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。
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Vcc Vcc
上拉电阻 上拉电阻 列（读出信号） 机械触点 行扫描 （a）机械式键盘 （b）电容式键盘按钮结构 列（读出信号） 等效电容 行扫描 （c）电容式键盘
图5.2 键盘按键结构示意图
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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。
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说明 1、KBD DATA 2、保留 3、GND 4、+5V 5、KDB CLK 6、保留 3
队列始 队列头 由 INT 16 键盘缓冲区 获取元素
队列尾 由 INT 09H 进入元素 队列末
图5.12 键盘缓冲区的媒介作用示意图
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5.4.2 键盘的接口功能
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8 位 CPU A0 RD WR CS 输入缓冲寄存器 06×H 状态寄存器 064H 数据 总线 输出缓冲寄存器 060H 输 入 端 口 地址、读写控制 逻辑部件 输 出 端 口 测试 P27 P26 P25 P24 P21 P20 T1 T0 键盘数据（双向） 键盘时钟（双向） 输入缓冲器空（未用） 输出缓冲器满（IRQ） A20 选通 系统复位
74LS154 A 4 —16 B译 C D码 器 Vcc -Vcc 键盘阵列 13 行×18 列
07 07
—KDB DATA KDB CLK GND
图5.6 键盘控制电路
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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
表5.1 Intel 8042各引脚功能表续表
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+5V VCC VDD SS PROG VSS EA 双向数据 D0 D7 A0 RD WR CS RESET OC PCLK OC PCLK XTALT0 TEST0 TEST1 P25 P27 XTALT1 P25 键盘 控制器 P13 P14 P15 P16 P17 NC P10
地线 电源 CLOCK OUT P21 双向时钟 五芯插头 REQ IN P10 Vcc Vdd EA Vss INT X2 X1 电阻 DATA OUT P22 DB6 键盘 扫描 DB0 双向数据 DATA IN P11 T1 RESET KEYDEP 复位线 电容
1 2 4
wenku.baidu.com
3
5
8048
图5.8 8048和键盘接口的连接图
（2）适应随机访问的应用要求。 （3）能容纳快速键盘输入要求。
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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）
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5.1.1 键盘的布局
功 能 键 区
主 键 区
光标控制 键区
光标/数字 复合键区
图5.1 键盘的键区组成
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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。
2．键盘控制命令
表5.3 键盘控制器命令
第 9 章 键 盘 、 鼠 标 、 显 示 器 、 打 印 机 接 口 表5.4 键盘命令列表
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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
（如图5.7所示）
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KBD CLK 波形
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
KBD DATA 波形
S 1 1
0
0
0 1
0
0
P
ST
图5.7 “h”键的键码23的串行数据
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（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）
l（1）主机系统的接口信号 l（2）键盘的接口信号
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