第7章人機交互設(shè)備接口第一頁，共57頁。內(nèi)容回顧并口基本概念并行傳輸與串行傳輸?shù)母拍钆c特點。并口的分類：基本并口電路、可編程并口電路。8255A可編程并行接口內(nèi)部結(jié)構(gòu)、外部引腳。8255A編程：方式選擇控制字、C口置位/復(fù)位控制字。8255A工作方式：方式0、1、2。PC機中的并口應(yīng)用PC/XT機：單片8255A，地址60~63H。PC/AT機：集成，地址和功能與PC/XT相同。2第二頁，共57頁。第七章人機交互設(shè)備接口顯示器接口4鼠標(biāo)接口2LED接口3打印機接口5鍵盤接口1音頻設(shè)備接口63第三頁，共57頁。(1)鍵盤分類根據(jù)按鍵開關(guān)的結(jié)構(gòu)有觸點式：機械式、彈簧式等。手感差、易磨損。無觸點式：電容式、電感式。手感好、壽命長。根據(jù)鍵盤插口形式：大口、小口、USB口。

7.1鍵盤接口4第四頁，共57頁。根據(jù)鍵盤的編碼方式編碼鍵盤由硬件電路完成掃描、編碼和傳送，直接提供按鍵編碼信息，并完成去抖、防串鍵等功能。響應(yīng)速度快，但硬件復(fù)雜，價格較貴。非編碼鍵盤鍵盤的掃描、編碼和傳送由軟、硬件共同完成。響應(yīng)速度較慢，但可修改軟件來重定義按鍵，使用靈活，擴充方便。目前主要使用非編碼鍵盤。5第五頁，共57頁。(2)非編碼鍵盤的工作原理線性鍵盤每個按鍵都有一條數(shù)據(jù)線送到計算機接口，適用于按鍵較少的專用鍵盤。缺點：按鍵較多時，數(shù)據(jù)線也增多，增加成本。6第六頁，共57頁。矩陣鍵盤按鍵按照行列排放。優(yōu)點：節(jié)省輸入線。缺點：需要采用特殊的方法進行按鍵識別。7第七頁，共57頁。(1)判斷是否有鍵按下CPU向所有的行輸出低電平，然后讀取列線值。若所有列線均為高，則無鍵按下；否則有鍵按下。(2)判斷是哪個鍵按下（行掃描法）先向第0行輸出低電平，其余行輸出高電平，然后讀取列線值。若某一列為低，則說明0行與該列交叉處的鍵被按下。若列線全為高，說明本行無鍵按下，則繼續(xù)掃描下一行。依次類推，直到找到鍵或全部掃描完畢。確定了行號和列號，可形成鍵盤掃描碼。行掃描法8第八頁，共57頁。【例7-1】如圖的矩陣鍵盤，其行線接8255

A口低4位，列線接B口低4位。A、B口均為方式0，A口輸出，B口輸入。試采用行掃描法編程讀取鍵盤碼。9第九頁，共57頁。Start：

MOVAL，82H ；設(shè)置8255A的工作方式 OUT63H，AL；判別是否有鍵按下

MOVAL，00H ；給A口輸出00H OUT60H，ALWait1： INAL，61H

；讀入B口的值

ANDAL，0FH

；取低4位

CMPAL，0FH

；比較

JZWait1

；全1則無鍵按下，繼續(xù)等待 CALLDELAY ；延時，消除抖動

INAL，61H

；再次讀B口，測試有無低電平

ANDAL，0FH

CMPAL，0FH

JZWait1

；全1則是干擾，繼續(xù)等待10第十頁，共57頁。；判斷哪個鍵按下 MOVCL，4 ；設(shè)置計數(shù)初值 MOVAL，0FEH ；使A0=0，準(zhǔn)備掃描第一行Check:OUT60H，AL MOVAH，AL ；保存行掃描碼 INAL，61H ；讀B口 ANDAL，0FH ；取低4位 CMPAL，0FH ；比較 JNZTable

；有鍵按下，轉(zhuǎn)鍵值處理子程序 MOVAL，AH ；無鍵按下，則修改行掃描碼 ROLAL，1 ；循環(huán)左移1位 DECCL ；行數(shù)減1 JNZCheck ；未掃描完4行，則繼續(xù) JMPSTART ；重新掃描

11第十一頁，共57頁。Table：CALLKeyValue ；AH=行掃描碼，AL=列掃描碼 MOVAL，00 ；等待按鍵釋放 OUT60H，ALWait2：

INAL，61H ；讀B口 ANDAL，0FH ；取低4位 CMPAL，0FH ；比較 JNZWait2 ；按鍵未釋放，則繼續(xù)等待 …… ；后續(xù)處理KeyValueProcCMPAX，0FE0EH JZL0 ；0行0列按鍵時的分支處理CMPAX，0FE0DH JZL1 ；0行1列按鍵時的分支處理..... ；依次對16個按鍵分別判斷RETKeyValueENDP 12第十二頁，共57頁。首先向所有行輸出低電平，然后讀列線。若某列線為低電平，則說明該列有鍵按下。由此可獲得列號。然后向所有列輸出低電平，讀取行線，以同樣方法確定按鍵的行號。通過行號和列號確定按鍵的位置和編碼。行列反轉(zhuǎn)法13第十三頁，共57頁。(1)行掃描依次向各行輸出低電平，其余行為高電平。每掃描一行，讀取一次列線，若列線全為高電平，則沒有鍵按下，若有一列為低電平，則有鍵按下，獲取按鍵的行號和列號，行掃描完成。(2)列掃描依次向列線輸出低電平，然后讀取行線值，再次獲得按鍵的行號和列號。(3)掃描碼比較兩次獲得行號和列號相同，則鍵碼正確，即獲得按鍵的行列掃描碼。行列掃描法14第十四頁，共57頁。(1)去抖現(xiàn)象：按鍵時，按鍵開關(guān)會在閉合和斷開間跳動幾次最后達到穩(wěn)定狀態(tài)，脈沖出現(xiàn)毛刺，持續(xù)時間小于10ms。后果：誤判為多次按鍵。方法：硬件：RC濾波電路。軟件：延時重判法。(2)重鍵由于誤操作，同時按下2個或多個鍵。連鎖法：不停地掃描鍵盤，僅承認(rèn)最后一個閉合鍵。順序法：識別到一個閉合鍵后，直到該鍵釋放后再去識別其它按鍵。去抖與重鍵問題15第十五頁，共57頁。內(nèi)容概要顯示器接口4鼠標(biāo)接口2LED接口3打印機接口5鍵盤接口1音頻設(shè)備接口6鍵盤的分類鍵盤的工作原理：掃描方法16第十六頁，共57頁。(1)鼠標(biāo)的工作原理將鼠標(biāo)在平面移動時產(chǎn)生的位移和方向信息轉(zhuǎn)換為屏幕上光標(biāo)的坐標(biāo)位置。(2)鼠標(biāo)的分類2鍵式、3鍵式、4鍵。機械式、光電式等。有線式、無線式。并口、串口、PS/2口、USB口等。

7.2鼠標(biāo)接口17第十七頁，共57頁。(3)鼠標(biāo)的接口MS串口通過9針或25針DB頭與計算機連接，連到主機的COM1或COM2口，采用RS-232C標(biāo)準(zhǔn)通信。18第十八頁，共57頁。PS/2串口通過6針的微型頭與計算機連接。與MS串口鼠標(biāo)的邏輯電平標(biāo)準(zhǔn)不同。MS串口鼠標(biāo)使用RS-232C標(biāo)準(zhǔn)，為負(fù)邏輯：“1”為-3V~-15V；“0”為+3V~+15V。PS/2鼠標(biāo)為TTL電平：“1”為+5V，“0”為0V。19第十九頁，共57頁?？偩€鼠標(biāo)接口與插槽中的擴展卡連接。目前很少使用。USB鼠標(biāo)接口廣泛使用，支持熱插拔。無線鼠標(biāo)接口：BlueTooth20第二十頁，共57頁。(4)鼠標(biāo)接口的編程僅向PC機單向傳輸數(shù)據(jù)，沒有端口地址，所有功能都由INT33H功能來實現(xiàn)。INT33H的功能號為03H（存放在AX中）時，可獲取鼠標(biāo)指針的按鍵狀態(tài)和指針位置。返回的信息：BX=按鍵狀態(tài)。位0（左鍵是否按下：按下為1，未按下為0）位1（右鍵是否按下：按下為1，未按下為0）位2（中鍵是否按下：按下為1，未按下為0）CX=水平坐標(biāo)，單位：像素。DX=垂直坐標(biāo)，單位：像素。21第二十一頁，共57頁?！纠?-2】單步執(zhí)行下列程序，當(dāng)進行鼠標(biāo)操作時，BX、CX和DX會返回相應(yīng)的操作信息。LL：MOVAX，03HINT33HJMPLL22第二十二頁，共57頁。內(nèi)容概要顯示器接口4鼠標(biāo)接口2LED接口3打印機接口5鍵盤接口1音頻設(shè)備接口6鼠標(biāo)的工作原理鼠標(biāo)的分類鼠標(biāo)的接口鼠標(biāo)接口的編程23第二十三頁，共57頁。由LED發(fā)光二極管組成，主要用于顯示信息。常用的LED顯示系統(tǒng)有單個LED顯示管、LED數(shù)碼管和LED點陣顯示器等，工作原理類似。LED數(shù)碼管結(jié)構(gòu)

7.3LED接口七段數(shù)碼管：a~g段用來顯示10進制或16進制數(shù)字和字符，DP段用來顯示小數(shù)點。二極管導(dǎo)通，相應(yīng)的段即發(fā)光?？刂撇煌M合的段發(fā)光，就可顯示各種數(shù)字和字符。控制各發(fā)光段上的代碼為段碼；控制某個數(shù)碼管的碼為位碼。24第二十四頁，共57頁。LED電路的2種接法共陽極：陽極共接+5V。發(fā)光段陰極接低電平才能導(dǎo)通發(fā)光。共陰極：陰極共接地。發(fā)光段陽極接高電平才能導(dǎo)通發(fā)光。25第二十五頁，共57頁。(2)LED數(shù)碼管接口的編程

靜態(tài)驅(qū)動（直流驅(qū)動）當(dāng)顯示某字符時，對應(yīng)的二極管恒定的導(dǎo)通或截止。每位數(shù)字均需一個8位的觸發(fā)器來驅(qū)動。缺點：I/O接口利用率低，一般用于顯示位數(shù)較少的場合。26第二十六頁，共57頁?！纠?-3】已知8255B口接共陰極LED的陽極，采用靜態(tài)驅(qū)動法，編程使B口顯示字符0~F。DATASEGMENTL_CODEDB3FH，06H，5BH，4FH，66H，6DH，7DH，07H，7FH，6FH，77H，7CH，39H，5EH，79H，71HDATAENDSCODESEGMENT ASSUMECS：CODE，DS：DATASTART：MOVAX，DATA MOV DS，AX27第二十七頁，共57頁。 MOV AL，10000000B；A、B口輸出，方式0 OUT 63H，AL；寫8255控制字 MOV BX，OFFSETL_CODE

MOV CX，10H MOV SI，0L1：MOV AL，[BX][SI] OUT 61H，AL；向B口送0~F的段碼 INC SI LOOP L1CODEENDSENDSTART28第二十八頁，共57頁。動態(tài)驅(qū)動指按位輪流點亮各位顯示器。只要掃描的頻率合適，就能得到穩(wěn)定的顯示。A口送段碼，B口送位碼。優(yōu)點：位數(shù)較多時，可節(jié)省端口資源。29第二十九頁，共57頁。內(nèi)容概要顯示器接口4鼠標(biāo)接口2LED接口3打印機接口5鍵盤接口1音頻設(shè)備接口6LED電路的結(jié)構(gòu)：共陰/共陽LED接口的編程：靜態(tài)/動態(tài)30第三十頁，共57頁。補充知識：1602液晶屏31第三十一頁，共57頁。12864液晶屏32第三十二頁，共57頁。CRT顯示器(陰極射線管)：便宜、耐用；體積大、耗能。LCD(液晶)：體積小、重量輕、耗電少；成本高。完整的顯示系統(tǒng)由主機、顯示控制適配器（顯卡）和顯示器組成。顯卡控制顯示器顯示字符和圖形，PC機對屏幕的任何操作都要通過顯卡來實現(xiàn)。

7.4顯示器接口主機顯示控制適配器（顯卡）顯示器（監(jiān)視器）33第三十三頁，共57頁。顯示器的工作原理CRT顯示器34第三十四頁，共57頁。35第三十五頁，共57頁。LCD顯示器液晶是具有規(guī)則性分子排列的有機化合物，分子按照一定方向整齊排列。當(dāng)有電流通過或電場改變時，晶體會改變排列方式從而產(chǎn)生透光度的差別。按此原理控制每個像素，便可構(gòu)成所需圖像。36第三十六頁，共57頁。(2)顯示器接口（顯卡）37第三十七頁，共57頁。顯存：存放要顯示的信息，包含字符碼和屬性。存儲速率快。容量越大，顯示效果越好。字符發(fā)生器：存儲字母和常用數(shù)字符號的字模。當(dāng)收到一個ASCII碼時，字符發(fā)生器會從字模庫中取出字模數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換為電信號發(fā)給顯示器。圖形產(chǎn)生器：將常用的繪圖功能如畫點、線、圓、面、多邊形等直接集成在圖形加速芯片上，從而減輕CPU的繪圖運算負(fù)擔(dān)，加快顯示速度。控制電路：發(fā)出控制信號，控制顯示器上亮點的位置和顏色。38第三十八頁，共57頁。與主機接口（總線接口）：早期使用ISA、PCI，現(xiàn)在普遍使用AGP，傳輸速度快。顯示器接口：有VGA模擬接口（15Pin）和DVI數(shù)字視頻接口。

DVI接口將顯卡產(chǎn)生的數(shù)字信號原封不動地傳輸給顯示器，從而避免了數(shù)/模轉(zhuǎn)換過程和模擬傳輸過程中的信號損失。39第三十九頁，共57頁。內(nèi)容概要顯示器接口4鼠標(biāo)接口2LED接口3打印機接口5鍵盤接口1音頻設(shè)備接口6顯示器的工作原理顯示器接口的組成40第四十頁，共57頁。(1)打印機的組成與分類組成：由控制電路和執(zhí)行機構(gòu)2部分組成?？刂齐娐酚职–PU、端口、存儲器、鎖存器、驅(qū)動電路。分類

7.5打印機接口打印機類型打印方式打印速度針式打印機擊打式慢噴墨打印機非擊打式較快激光打印機非擊打式快41第四十一頁，共57頁。(2)打印機接口標(biāo)準(zhǔn)通常采用36芯的Centronics并行接口標(biāo)準(zhǔn)。42第四十二頁，共57頁。Centronics并口的時序①當(dāng)打印機不忙時BUSY=0，主機向打印機輸出數(shù)據(jù)。②數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，主機發(fā)選通信號STORBE；其下降沿將數(shù)據(jù)存入打印機內(nèi)部的輸入寄存器。③打印機收到數(shù)據(jù)后，STORBE上升沿將BUSY位置忙，打印機暫不接收新數(shù)據(jù)。④打印機處理完畢后返回ACK信號，撤消BUSY忙，可以接收新的數(shù)據(jù)。43第四十三頁，共57頁。打印機與主機連接時，打印機一端是36芯D型頭，主機一端是25芯D型頭。44第四十四頁，共57頁。(3)打印機接口的編程

編程方法：直接對端口編程；使用BIOS功能調(diào)用；使用DOS功能調(diào)用。對打印機適配器端口直接編程通過以下3個寄存器來進行操作：數(shù)據(jù)輸出寄存器(基地址)：存放要打印的字節(jié)數(shù)據(jù)。狀態(tài)寄存器(基地址+1)：存放打印機的狀態(tài)信息，如出錯情況等?？刂萍拇嫫?基地址+2)：完成對打印機的初始化以及中斷方式設(shè)置等。45第四十五頁，共57頁。BIOS功能調(diào)用實現(xiàn)打印機控制

INT

17H功能調(diào)用。AH=功能號1號子功能：初始化打印機入口參數(shù)：DX=打印機號(LPT1=0,LPT2=1,LPT3=2)出口參數(shù)：AH=打印機狀態(tài)0號子功能：打印一個字符入口參數(shù)：AL=打印字符的ASCII碼DX=打印機號(LPT1=0,LPT2=1,LPT3=2)出口參數(shù)：AH=打印機狀態(tài)46第四十六頁，共57頁。2號子功能：讀打印機狀態(tài)入口參數(shù)：DX=打印機號(LPT1=0,LPT2=1,LPT3=2)出口參數(shù)：AH=打印機狀態(tài)。格式如下：D0：1表示打印機處于忙狀態(tài)超過1秒，出現(xiàn)超時錯；D1：未用；D2：未用；D3：0表示打印機出錯，1表示有錯誤；D4：0表示打印機脫機，1表示打印機聯(lián)機；D5：0表示打印機有紙，1表示打印機紙用完；D6：0表示正常，1表示應(yīng)答信號有效；D7：0表示打印機忙，1表示打印機不忙。47第四十七頁，共57頁。DOS功能調(diào)用實現(xiàn)打印機控制

比BIOS調(diào)用更高級、更易用。INT21H的功能5：打印字符入口參數(shù)：DL=打印字符的ASCII碼出口參數(shù)：無INT21H的功能40H：使用句柄(標(biāo)識號)來訪問文件或設(shè)備，打印機的句柄為0004H，該功能只能訪問LPT1。入口參數(shù)：BX=0004H,DS:DX=要打印的數(shù)據(jù)區(qū)CX=打印的字節(jié)數(shù)出口參數(shù)：調(diào)用出錯則進位標(biāo)志為1。打印機脫機AX=5,句柄使用錯誤AX=6。`48第四十八頁，共57頁