第8章人机接口技术1资料.pptx

第8章 人机接口技术-1 微机原理与接口技术 1 内容提要 本章分为11教学单元，主要包括键盘基础知识，独立式、矩阵式按键的硬件接口和软件设计方法；段码式、点阵式LED的显示原理、硬件接口和软件设计方法；液晶显示原理、控制器ST7920、LCD模块与硬件连接、LCD程序设计。 第8章 人机接口技术 人机接口是微控制器系统的重要组成部分，是实现人与微机系统信息交互的接口技术。人机交互的输入设备如键盘、拨码开关等，用于向微机系统输入命令和参数等；输出设备如段码式LED、点阵式LED、LCD显示器等，用于显示微机系统的测量与处理结果以及状态信息。 2 教学单元 第8章 人机接口技术 1. 键盘基础知识 2. 独立式键盘接口技术 3. 矩阵式键盘接口技术 4. 段码式LED接口技术 5. 点阵式LED接口技术 3 教学单元 第8章 人机接口技术 1. 键盘基础知识 2. 独立式键盘接口技术 3. 矩阵式键盘接口技术 4. 段码式LED接口技术 5. 点阵式LED接口技术 主要内容 4 第8章 人机接口技术 主要介绍键盘的的三种工作方式，按键去抖动方法，按键连击的消除与利用，重键的处理等键盘基础知识。 5 8.1 键盘接口技术 8.1 键盘接口技术 键盘：微机系统中最常用的输入设备，用户通过键盘输入命令、数据，实现人机交互。 键盘与微控制器的接口包括硬件与软件两部分。 硬件是指键盘的组织，即键盘结构及其与MCU的连接方式。 软件是指对按键操作的识别与分析，称为键盘管理程序。 键盘管理程序： 识键：判断是否有键按下。若有，则进行译码；若无，则等待或转做别的工作。 译键：识别出哪一个键被按下，并产生相应的键值。 去抖动：消除按键按下或释放时产生的抖动。 键值分析：根据键值，执行对应按键的处理程序。 第8章 人机接口技术 6 8.1 键盘接口技术 8.1.1 键盘基础知识 第8章 人机接口技术 1. 键盘的组织 键盘可分为编码式键盘或非编码式键盘。 编码式键盘：由键盘和专用键盘编码器（键盘管理芯片）两部分构成。键盘管理芯片自动完成键盘的扫描和译码。编码式键盘使用很方便，成本相对较高。常用的大规模集成电路键盘管理芯片如HD7279等。 非编码式键盘：只简单地提供按键的通断信号，但某键按下时，键盘送出一个闭合（低电平）信号。该按键键值的确定必须借助于软件来实现。所以 非编码式键盘的软件比较复杂，占用CPU时间多。但成本低、使用灵活，在微机系统中，得到广泛应用。 非编码式键盘可分为独立式键盘和矩阵式键盘。 7 8.1 键盘接口技术 第8章 人机接口技术 2. 按键抖动与消除 触点式按键在闭合和断开瞬间存在抖动过程，即存在抖动现象，前后沿抖动时间一般在5ms～10ms。按键的稳定时间与按键动作有关，通常大于50ms。 按键抖动可能导致微机对一次按键操作作出多次响应，所以要去抖动。 （1）硬件电路去抖动：需要利用RS触发器等构成去抖动电路（很少使用）。 （2）软件延时法：当检测到有键按下时，用软件延时10ms～20ms，等待键稳定后重新再判一次，以躲过触点的抖动期。 8.1.1 键盘基础知识 8 8.1 键盘接口技术 第8章 人机接口技术 3. 键盘的工作方式 微机系统中CPU对键盘进行扫描时，要兼顾两方面的问题： 要及时响应，保证系统对按键的每一次操作都能作出响应； 不能占用CPU过多的时间。 键盘的三种工作方式： 编程扫描方式（查询方式）：是利用CPU在完成其他工作的空闲，调用键盘扫描程序。当CPU在运行其他程序时，不会响应按键操作。 定时扫描方式：用定时器产生定时中断，在定时中断中对键盘进行扫描。定时中断周期一般应≤50ms。该方式常会出现CPU常空扫描状态。 中断工作方式：当有键按下时，利用硬件产生外部中断请求，CPU响应中断后对键盘进行扫描。该方式优于定时扫描方式，既能及时响应按键操作，又节省CPU时间。 8.1.1 键盘基础知识 9 8.1 键盘接口技术 第8章 人机接口技术 4. 按键连击的消除与利用 连击：一次按键操作被多次执行的现象称为连击，有利有弊。 按键连击的消除：在程序中加入等待按键释放的处理，保证一次操作只被响应一次。 8.1.1 键盘基础知识 10 8.1 键盘接口技术 第8章 人机接口技术 4. 按键连击的消除与利用 按键连击的利用：如设置“增1”、“减1”两个按键，利用按键的连击，长按住“增1”、“减1”键，则参数会不断增加或减少。可以替代0~9的数字键，有效减少按键数量。 8.1.1 键盘基础知识 11 8.1 键盘接口技术 第8章 人机接口技术 5. 重键保护与实现 重键：由于操作不慎，可能会造成同时有几