微机原理与接口技术人机接口技术课件分解.ppt

《微机原理与接口技术》第13章 人机交互接口技术;本章内容 13.1 键盘及其接口 13.2 显示器及其接口 13.3 打印机及其接口 13.4 微机其它外设及接口 ; 人机交互是指人与计算机之间建立联系、交流信息的有关操作。 通过输入设备，人们把要执行的命令或数据送给计算机，这些设备如键盘、鼠标、扫描仪等。 通过输出设备，又从计算机获得易于理解的信息，这些设备如显示器、打印机等。 本章讲述几种常见人机交互设备的结构、工作原理、性能特点、接口及应用等知识。;13.1 键盘及其接口;一、键盘按结构分类 （1）机械触点式键盘 机械触点式键盘就是通常所说的机械式键盘，每个按键下有两个触点，平时这两个触点不接触，相当于断路，当该按键被按下时，两个触点直接接触，使电路闭合导通，产生信号。其本质是把机械上的通断转换成电气上的逻辑关系。 这类键盘手感差，易磨损，故障率较高，寿命短。 ;（2）电容式键盘 电容式键盘触点之间不直接接触，当按键被按下时，改变电容器电极之间的距离，在触点之间形成两个串联的平板电容，使脉冲信号通过。能自动检测被按下键并提供对应键码，以并行或串行方式送给CPU。 这类键盘击键时无噪声，开关寿命长，可靠性好，响应速度快，工作频率高，灵敏度和稳定性也较好，但较贵。;二、键盘的编码形式 （1）编码式键盘 该键盘带有硬件电路，有专门的控制电路，当某个按键被按下时，能自动检测并产生相应的代码，以并行或串行方式送给CPU。还有去抖动和防止多键、串键等保护装置。 这类键盘接口简单，使用方便，响应速度快，但硬件电路复杂，价格高，而且按键代码固定，不易修改和扩充。 ;（2）非编码式键盘 该键盘没有独立的硬件电路，只提供键盘的行列矩阵，采用软件识别按键并产生代码，键盘只使用简单的硬件来识别按键，向PC机提供按键的位置代码，然后由软件把这些位置代码转换为规定的编码。 这种键盘响应速度不如编码式键盘快，但它可以通过软件为按键重新定义编码，扩充键盘功能方便，在自己开发的系统中广泛采用。 ;13.1.2 PC机键盘接口; PC常用的键盘接口有3种: （1）标准接口 一般用于早期的AT 主板上，也称作AT 接口。标准接口为圆形，比PS/2 接口要大，称为大口。 （2）PS/2 接口 PS/2 接口为具有6 针的圆形插座，目前PC 上一般都具有连接键盘的PS/2 接口。 （3）USB接口 具有即插即用，支持热插拔等优点，很多设备都采用了USB 接口，键盘也不例外。 ;一、键盘设计中应注意的问题 （1）键抖动 在操作按键时会产生机械抖动，一般持续几毫秒到十几毫秒，抖动的产生会使一次按键被软件错误地判断为多次按键，所以在扫描键盘的过程中，必须想办法消除键抖动，否则会引起错误。 去抖动的方法通常有两种，软件延时和硬件去抖动电路。 ; 软件延时法：发现有键按下或释放时，软件延时一段时间（5ms～20ms），再检查看是否有按键按下。若检查不到，则说明为干扰；若检查到，说明信号已经稳定，可对按键做识别。 硬件消抖动：在键开关与计算机接口之间加一个消抖动电路，如双稳电路、单稳电路（输出脉宽要大于抖动时间）等。由于硬件去抖动增加了电路的复杂性，每个按键都要一个去抖动电路，这种方法只适用于键数目较少的场合。键数目较多时，采用软件延时法去抖动。;（2）重键 重键是指在同一时刻有两个或多个键同时按下而产生的不确定或错误问题。解决重键可采取： 无效处理，当发现有一个以上按键同时按下时，认为此次按键输入无效； 等待释放，将最后释放的按键作为有效键处理； 硬件封锁，当发现有一按键按下时，硬件电路即刻封锁其他按键的输入，直到该键处理完毕。;（3）防止一次按键多次处理 当键扫描速度和键处理速度较快时，一个按下的键还未来得及释放，键扫描和处理程序就已执行了多遍，造成按一次键有多个键值输入的错误。为避免这种情况，必须保证按一次键，CPU只对该键处理一次。 （4）键值的确定 最方便的方法是利用按键所在的行、列值，形成一个查表。查表得到相应的键值；或者利用行、列值进行变换，得到一个该键惟一对应的编码，再查表得到相应的键值。;二、行扫描法识别按键 行扫描法需要两个并行口，行线接输出口，列线接输入口，如图13-1。 行扫描法的原理是：通过程序向键盘的所有行逐行输出低电平，若无键按下，则所有列的输入均为高电平。若有键按下，就会将所在的列