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文档简介
1、1计算机学院体系结构中心计算机学院体系结构中心 2计算机学院体系结构中心计算机学院体系结构中心 输入设备输入设备 u键盘键盘 u鼠标鼠标 u触摸屏触摸屏 u扫描仪扫描仪 u 输出设备输出设备 u显示器(显示器(CRT、LED、液晶显示)液晶显示) u打印机打印机 u绘图仪绘图仪 u 3计算机学院体系结构中心计算机学院体系结构中心 4计算机学院体系结构中心计算机学院体系结构中心 由由8个开关构成的键盘(也称为线性键盘)个开关构成的键盘(也称为线性键盘) 为了减少键盘的输入输出连线数,常用开关矩为了减少键盘的输入输出连线数,常用开关矩 阵的方式来构造键盘,称为矩阵键盘阵的方式来构造键盘,称为矩阵键
2、盘 K0K0 CPUCPU D0-D7D0-D7 IORIOR IOWIOW A0-A9A0-A9 I/O口I/O口 VCCVCC VCCVCC VCCVCC K1K1 K7K7 5计算机学院体系结构中心计算机学院体系结构中心 编码键盘编码键盘 提供按下键的提供按下键的ASCII码。具有去抖动、防重码。具有去抖动、防重 (串)键等功能。响应快,但硬件复杂。(串)键等功能。响应快,但硬件复杂。 非编码键盘非编码键盘 只提供按下键的行列位置。由软件完成去抖动、只提供按下键的行列位置。由软件完成去抖动、 防重键等功能。硬件简单,但占用防重键等功能。硬件简单,但占用CPU的时间。的时间。 6计算机学院
3、体系结构中心计算机学院体系结构中心 触点式开关触点式开关 u机械式机械式 无触点式开关无触点式开关 u电容式开关电容式开关 利用电容值的变化利用电容值的变化 u霍尔效应式开关霍尔效应式开关 磁场变化,导致霍尔效应器件产生电压变化磁场变化,导致霍尔效应器件产生电压变化 7计算机学院体系结构中心计算机学院体系结构中心 导电橡胶式键盘导电橡胶式键盘 塑料薄膜式键盘塑料薄膜式键盘 8计算机学院体系结构中心计算机学院体系结构中心 1消抖动消抖动 2防串键防串键 3按键识别按键识别 4键码生成键码生成 9计算机学院体系结构中心计算机学院体系结构中心 抖动时间一般为抖动时间一般为520ms 读取键状态时应避
4、开抖动区间读取键状态时应避开抖动区间 消抖动的方法消抖动的方法 u加入硬件消抖动电路加入硬件消抖动电路 u判断有键按下后,延时判断有键按下后,延时520ms,再读取键值再读取键值 键按下键按下 前沿抖动前沿抖动后沿抖动后沿抖动 10计算机学院体系结构中心计算机学院体系结构中心 重键重键 多个键同时按下或前一按下键没有释放又有新多个键同时按下或前一按下键没有释放又有新 键按下键按下 解决方法解决方法 u双键锁定双键锁定 当检测到有两个或两个以上的键按下时,最后释放当检测到有两个或两个以上的键按下时,最后释放 的键认为是有效键的键认为是有效键 uN键轮回键轮回 当检测到有多个键按下时,按扫描顺序依
5、此读出相当检测到有多个键按下时,按扫描顺序依此读出相 应的键值应的键值 u 11计算机学院体系结构中心计算机学院体系结构中心 两种典型的按键识别方法两种典型的按键识别方法 行扫描法行扫描法 对键盘的各行依此输出扫描码,读入各对应对键盘的各行依此输出扫描码,读入各对应 的列值,确定按下键的位置的列值,确定按下键的位置 行列倒换法(线反转法)行列倒换法(线反转法) 从键盘的行输出扫描码,读入列值,再将该从键盘的行输出扫描码,读入列值,再将该 列值从列输出,读入行值,即可确定按下键列值从列输出,读入行值,即可确定按下键 的位置的位置 12计算机学院体系结构中心计算机学院体系结构中心 根据按下键的行列
6、位置,查表即可得到按下键根据按下键的行列位置,查表即可得到按下键 的键码。的键码。 13计算机学院体系结构中心计算机学院体系结构中心 82558255 PA0PA0 PA1PA1 PA2PA2 PB0PB0 PB1PB1 PB2PB2 PB3PB3 VCCVCCVCCVCCVCCVCCVCCVCC CPUCPU 0 01 12 23 3 7 76 65 54 4 111110109 98 8 PA(Out) PB(In) 000 1101 有“0”键按 下 延时 110 1111 101 1111 011 1101 端口端口A A:40H40H 端口端口B B:41H41H 控制口控制口: :
7、4343H H 14计算机学院体系结构中心计算机学院体系结构中心 mov al, 82h;A口输出口输出 out 43h, al;B口输入口输入 begin:mov al, 00h out 40h, al;00A口口 wait: in al, 41h;读读B口口 and al, 0fh cmp al, 0fh jz wait mov cx, 7fffh;有键按下有键按下 lp0: loop lp0 ;延时延时 st: mov bl, 3 ;行数行数 mov bh, 4 ;列数列数 mov al, 0feh ;扫描码扫描码 mov cl, 0fh mov ch, 0ffh ;键值键值-1 l1:
8、out 40h, al rol al mov ah, al;保存下一扫描码保存下一扫描码 in al, 41h and al, cl cmp al, cl ;有无列线为有无列线为0? jnz l2 15计算机学院体系结构中心计算机学院体系结构中心 add ch, bh;指向末列键号指向末列键号 mov al, ah;取取新扫描码新扫描码 dec bl jnz l1 jmp begin;重新扫描重新扫描 l2:inc ch;本行首列键号本行首列键号 rcr al jc l2 mov al, ch;AL=键号键号 16计算机学院体系结构中心计算机学院体系结构中心 适用于适用于PC/XT机,机,83
9、键键 键盘内置键盘内置Intel8048单片机单片机 u8位位CPU、1k字节字节ROM、64字节字节RAM、8位定时位定时/ 计数器、计数器、 2个个8位并口位并口 16行行8列矩阵键盘列矩阵键盘 电容开关电容开关 非编码键盘,向主机提供非编码键盘,向主机提供8位扫描码位扫描码 ub7=0,表示接通的扫描码表示接通的扫描码 ub7=1,表示断开的扫描码表示断开的扫描码 17计算机学院体系结构中心计算机学院体系结构中心 适用于适用于PC/AT、386+,84、101、102或或104键键 键盘内置键盘内置Intel8042/8742单片机单片机 u8位位CPU、1k字节字节ROM、2个个8位并
10、口位并口 16行行8列矩阵键盘列矩阵键盘 扩展键盘与标准键盘的扫描码是不一样的,是互不兼扩展键盘与标准键盘的扫描码是不一样的,是互不兼 容的。容的。 18计算机学院体系结构中心计算机学院体系结构中心 80488048 P22P22 GNDGND Data OutData Out P11P11 P21P21 P10P10 ResetReset VCCVCC 键盘阵列键盘阵列 16X816X8 GNDGND VCCVCC Data InData In Clk OutClk Out Reg InReg In 选通选通 键按下键按下 键盘盒键盘盒 2 2 1 1 3 3 5 5 电源电源 4 4 串并
11、串并 变换变换 DIDI 移位寄移位寄 存器存器 中断中断 请求请求 82598259 A口A口 控控 制制 PB6PB6 PB7PB7 82558255 IRQ1IRQ1 CPUCPU INTRINTR 主机箱主机箱 扫描码扫描码 DataData ClockClock PB6=1、PB7=0 19计算机学院体系结构中心计算机学院体系结构中心 键盘电路正常工作时键盘电路正常工作时8048采用行列扫描法不断采用行列扫描法不断 地扫描键盘矩阵地扫描键盘矩阵 当有键动作时,则在确定按键位置之后以串行当有键动作时,则在确定按键位置之后以串行 数据形式发送给系统板键盘接口电路数据形式发送给系统板键盘接
12、口电路 u键按下时,发送该键的键按下时,发送该键的接通接通扫描码扫描码 u键松开时,发送该键的键松开时,发送该键的断开断开扫描码扫描码 若一直按住某键,则连续发送该键的接通扫描若一直按住某键,则连续发送该键的接通扫描 码码 20计算机学院体系结构中心计算机学院体系结构中心 Esc 01 81 1 02 82 234 = 0- Q A Z S WP L M , 030405 1011 1E 1F 2C 838485 9091 9E 12345 111213 16 17 25 3031 39 4450 51 9F AC 键位置键位置 接通扫描码接通扫描码 断开扫描码断开扫描码 键名称键名称 21计
13、算机学院体系结构中心计算机学院体系结构中心 移位寄存器每收到一个移位寄存器每收到一个8位的扫描码后,发出位的扫描码后,发出IRQ1中中 断请求,断请求,CPU响应中断后,从响应中断后,从8255A口读取扫描码,口读取扫描码, 转换为转换为ASCII码,放入键盘缓冲区。码,放入键盘缓冲区。 INT 9H(硬件中服程序硬件中服程序) INT 16H(ROM BIOS) 扫描码扫描码 AX键盘缓冲区键盘缓冲区 应用程序应用程序 键盘缓冲区可缓存键盘缓冲区可缓存15个键码个键码 在应用程序中可使用在应用程序中可使用BIOS中的中的INT 16H访问键盘缓冲访问键盘缓冲 区区 22计算机学院体系结构中心
14、计算机学院体系结构中心 23计算机学院体系结构中心计算机学院体系结构中心 发光二极管发光二极管LED是最简单的发光器件是最简单的发光器件 LED数码管是由数码管是由7(或(或8)个)个LED组成组成 LED数码管广泛用于数字系统中数码管广泛用于数字系统中 b c d e f g dot dot g a +5V dot g a 共共阴极阴极共共阳极阳极 a 24计算机学院体系结构中心计算机学院体系结构中心 dot g +5V 共共阳极阳极 f e a b c d 74LS373 OE G 300H D0D7H D0 D7 b c d e f g dot a 锁存器锁存器 25计算机学院体系结构中
15、心计算机学院体系结构中心 26计算机学院体系结构中心计算机学院体系结构中心 优缺点优缺点: (1) 价格低价格低 (2) 画质高画质高 (3) 体积体积大大 (4) 易产生辐射易产生辐射 (长时间长时间使用使用可能可能 对对眼睛眼睛有害)有害) 27计算机学院体系结构中心计算机学院体系结构中心 逐行扫描过程逐行扫描过程 水平扫描正程(显示)水平扫描正程(显示) 水平扫描逆程水平扫描逆程 (消隐)(消隐) 垂直逆程垂直逆程 28计算机学院体系结构中心计算机学院体系结构中心 屏幕上的字符是由点阵构成,可由屏幕上的字符是由点阵构成,可由5x7或或7x9点点 阵表示阵表示 例:例:5x7点阵点阵 29
16、计算机学院体系结构中心计算机学院体系结构中心 计算机学院计算机学院 体系结构中心体系结构中心 两种显示方式:两种显示方式: 文本方式文本方式 显示的单位是字符,如显示的单位是字符,如80列、列、25行个字符行个字符 图形方式图形方式 显示的单位是点,例如显示的单位是点,例如 CGA方式:方式:320列、列、200行个点行个点 VGA方式:方式:640列、列、480行个点行个点 30计算机学院体系结构中心计算机学院体系结构中心 例:例:CGA字符(文本)方式字符(文本)方式 1屏屏=80 x 25 x 2 = 4000 字节字节 BUPTBUPT 0 0 1 12 27979 0 0 1 1 2
17、424 42H42H 属性属性 55H55H 50H50H 54H54H 属性属性 属性属性 属性属性 0 07 7 0 0 1 1 2 2 3 3 39993999 VRAMVRAM B BG GR RI IB BG GR RBLBL 7 70 0 前景前景背景背景 亮亮 度度 闪闪 烁烁 显示屏显示屏 属性字节属性字节 31计算机学院体系结构中心计算机学院体系结构中心 输入输入 多点触(多点触( Multi-touch )控技术)控技术 镭射键盘(镭射键盘(Laser Keyboard) 输出输出 全息全息TV(Holographic TV) 头戴式显示器头戴式显示器 32计算机学院体系结
18、构中心计算机学院体系结构中心 使用两个(或以上)手指使用两个(或以上)手指 u例如例如: 放大或旋转放大或旋转 大多数种类触摸屏不支持这个功能大多数种类触摸屏不支持这个功能 u电阻性电阻性 u表面电容表面电容 u表面声波表面声波(SAW) u声学脉冲识别声学脉冲识别(APR) u. 可能不需要识别触摸点位置可能不需要识别触摸点位置 33计算机学院体系结构中心计算机学院体系结构中心 感应电容触摸屏(感应电容触摸屏(Projected- capacitive touchscreen) 基本结构基本结构 u前后保护玻璃基板前后保护玻璃基板 u中间层为薄片状的传感器网格中间层为薄片状的传感器网格 34
19、计算机学院体系结构中心计算机学院体系结构中心 触摸时,在手指和传感器栅格间构成电容触摸时,在手指和传感器栅格间构成电容 触屏控制器计算触点的坐标并将坐标值发送给触屏控制器计算触点的坐标并将坐标值发送给 处理器做进一步处理处理器做进一步处理 35计算机学院体系结构中心计算机学院体系结构中心 iPhone 触屏结构触屏结构 轴坐标式感应单元轴坐标式感应单元 u分立的行和列分立的行和列 u以两个交叉的滑条实现以两个交叉的滑条实现 vX 轴滑条轴滑条 vY 轴滑条轴滑条 u检测每一格感应单元的电容变化检测每一格感应单元的电容变化 所有的点在被触摸时都能生所有的点在被触摸时都能生 成相应的信号,然后将信号成相应的信号,然后将信号 传送给传送给iP
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