人机接口概述键盘与键盘接口显示设备及接口.ppt

2003-12-16 第8章 人机交互设备接口 8. 1 人机接口概述 8.2 键盘与键盘接口 8.3显示设备及接口 8.4打印机及接口 8.5 多媒体设备及其接口 8.6其它输入设备及接口 8.1 人机接口概述 人机接口是计算机和人机交互设备之间的交接界面，通过接口可以实现计算机与外设之间的信息交换。 8.1.1 人机交互设备 人机交互设备是计算机系统中最基本的设备之一，是人和计算机之间建立联系、交换信息的外部设备，常见的人机交互设备可分为输入设备和输出设备两类。 1．输入设备 输入设备是人向计算机输入信息的设备。 2．输出设备 输出设备是直接向人提供计算机运行结果的设备。 8.1.2 人机接口的功能 人机接口是计算机同人机交互设备之间实现信息传输的控制电路。 接口中要分别传送数据信息、命令信息和状态信息，数据信息、命令信息和状态信息都通过数据总线来传送。大多数计算机都把外设的状态信息视为输入数据，而把命令信息看成输出数据，并在接口中分设各自相应的寄存器，赋以不同的端口地址，各种信息分时地使用数据总线传送到各自的寄存器中去。所谓串行接口和并行接口，是指外设和接口一侧的传送方式，而在主机和接口一侧，数据总是并行传送的。 8.2 键盘与键盘接口 键盘是计算机系统不可缺少的输入设备，人们通过键盘上的按键直接向计算机输入各种数据、命令及指令，从而使计算机完成不同的运算及控制任务。 8.2.1 键开关与键盘类型 键盘上的每个按键起一个开关的作用，故又称为键开关。键开关分为接触式和非接触式两大类。 按照键码的识别方法，键盘可分为两大类型： 编码键盘 非编码键盘 编码键盘 键盘本身不仅能自动检测被按下的键，并完成去抖动、防串键等功能，能提供与被按键功能对应的键码送往CPU。 该键盘接口简单，使用方便； 硬件电路较复杂，价格较贵。 非编码键盘 键盘只提供按键开关的行列矩阵。有关按键的识别、键码的确定与输入、去抖动等功能则由软件完成 目前微机系统使用的键盘大多为非编码键盘 键盘接口的功能 去抖动 在识别被按键和释放键时必须避开抖动状态，只有处在稳定接通或稳定断开状态才能确保键盘识别无误 防串键 解决多个键同时或重叠按下时产生的问题，常用的解决方法： 双键锁定：只把最后的按键当作有效键 N键轮回：按照按键次序依次识别并产生相应键的键码 按键识别 键码产生 由键号查表获得相应的键码（ASCII码） 8.2.2 小型键盘接口 非编码键盘常用的键盘扫描方法有逐行扫描法和行列扫描法。 1．逐行扫描法(见图） 采用逐行扫描识别键码的8×8键盘矩阵，8位输出端口和8位输入端口都在键盘接口电路中，其中输出端口的8条输出线接键盘矩阵的行线（X0～X7），输入端口的8条输入线接键盘矩阵的列线（Y0～Y7）。通过执行键盘扫描程序对键盘矩阵进行扫描，以识别被按键的行、列位置。 键盘扫描程序处理的步骤如下： （1）查询是否有键按下。 （2）查询已按下键的位置。 （3）按行号和列号求键的位置码，得到的行号和列号表示按下键的位置码。 2．行列扫描法 在扫描每一行时，读列线，若读得的结果为全“1”，说明没有键按下，即尚未扫描到闭合键；若某一列为低电平，说明有键按下，而且行号和列号已经确定。然后用同样的方法，依次向列线扫描输出，读行线。如果两次所得到的行号和列号分别相同，则键码确定无疑，即得到闭合键的行列扫描码。 8.2.3 微型机键盘及键盘接口 1．键盘控制电路 PC系列键盘一般由键盘矩阵和以单片机或专用控制器为核心的键盘控制电路组成，被称为智能键盘。单片机通过执行固化在ROM中的键盘管理和扫描程序，对键盘矩阵进行扫描，发现、识别按下键的位置，形成与按键位置对应的扫描码，并以串行的方式送给微机主板上的键盘接口电路，供系统使用。 2．键盘接口电路 键盘接口电路一般在微机主板上，通过电缆与键盘连接，串行地接收键盘送来的扫描码，或者向键盘发送命令，要求键盘完成一定的工作（比如自检）。其功能主要有： （1）将串行接收键盘送来的接通扫描码和断开扫描码，转换成并行数据并暂存； （2）收到一个完整的扫描码后，立即向主机发中断请求； （3）主机中断响应后读取扫描码，并转换成相应的ASCII码存入键盘缓冲区。对于控制键，设置相应的状态； （4）接收主机发来的命令，传送给键盘，并等候键盘的响应，自检时用以判断键盘的正确性。 8.3 显示设备及接口 按显示原理可分为两类。一类是主动显示器件，如CRT显示器、发光二极管等，它们是在外加电信号作用下，依靠器件本身产生的光辐射进行显示的，因此也叫光发射器件。另一类叫做被动显示器件，如液晶