外部设备接口课件

1、12 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（crtcrt、ledled、液晶显示）液晶显示）u打印机打印机u绘图仪绘图仪u34 由由8 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，称为矩阵键盘k0k0cpucpud0-d7d0-d7iorioriowiowa0-a9a0-a9i/o口i/o口vccvccvccvccvccvcck1k1k7k75 编码键盘编码键盘 提供按下键

2、的提供按下键的asciiascii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，但占用动、防重键等功能。硬件简单，但占用cpucpu的的时间。时间。6 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 导电橡胶式键盘导电橡胶式键

3、盘 塑料薄膜式键盘塑料薄膜式键盘81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 抖动时间一般为抖动时间一般为520520msms 读取键状态时应避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520520msms，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 重键重键 多个键同时按下或前一按下键没有释放又有多个键同时按下或前一按下键没有释放又有新键按下新键按下 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，最后释当检测到有两个

4、或两个以上的键按下时，最后释放的键认为是有效键放的键认为是有效键un n键轮回键轮回 当检测到有多个键按下时，按扫描顺序依此读出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相应的键值u11两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，确定按下键的位置应的列值，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，即可确定按下该列值从列输出，读入行值，即可确定按下键的位置键的位置12 根

5、据按下键的行列位置，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。1382558255pa0pa0pa1pa1pa2pa2pb0pb0pb1pb1pb2pb2pb3pb3vccvccvccvccvccvccvccvcccpucpu0 01 12 23 37 76 65 54 4111110109 98 8pa(out) pb(in)000 1101 有“0”键按下 延时110 1111 101 1111011 1101端口端口a a：40h40h端口端口b b：41h41h控制口控制口: :4343h h14 mov al, 82h;a口输出口输出 out 43h,

6、 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, 0fhmov ch, 0ffh ;键值键值-1l1:out 40h, alrol almov ah, al;保存下一扫描码保存下一扫描码in al, 41hand al, clcmp al,

7、cl ;有无列线为有无列线为0？jnz l215add 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 bljnz l1jmp 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 aljc l2mov al, ch;al=键号键号16 适用于适用于pc/xtpc/xt机，机，8383键键 键盘内置键盘内置intel8048intel8048单片机单片机u8 8位位cpucpu、1k1k字节字节romrom、6464字节字节ramram、8 8位定时位定时/ /计数器、计数器、 2 2个个8 8位并口位并口 1616行行8 8列

8、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 8位扫描码位扫描码ub7=0b7=0，表示接通的扫描码表示接通的扫描码ub7=1b7=1，表示断开的扫描码表示断开的扫描码17 适用于适用于pc/atpc/at、386+386+，8484、101101、102102或或104104键键 键盘内置键盘内置intel8042/8742intel8042/8742单片机单片机u8 8位位cpucpu、1k1k字节字节romrom、2 2个个8 8位并口位并口 1616行行8 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

9、扫描码是不一样的，是互不兼容的。容的。1880488048p22p22gndgnddata outdata outp11p11p21p21p10p10resetresetvccvcc键盘阵列键盘阵列16x816x8gndgndvccvccdata indata inclk outclk outreg inreg in选通选通键按下键按下键盘盒键盘盒2 21 13 35 5电源电源4 4串并串并变换变换didi移位寄移位寄存器存器中断中断请求请求82598259a口a口控控制制pb6pb6pb7pb782558255irq1irq1cpucpuintrintr主机箱主机箱扫描码扫描码datada

10、taclockclockpb6=1、pb7=019 键盘电路正常工作时键盘电路正常工作时80488048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20esc01018181 1 1020282822 23 34 4= =0

11、 0- -qazswplm, ,030304040505101011111 1e1 1f2 2c838384848585909091919 9e1 12 23 34 45 51111121213131616171725253030313139394444505051519 9fac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 移位寄存器每收到一个移位寄存器每收到一个8 8位的扫描码后，发出位的扫描码后，发出irq1irq1中中断请求，断请求，cpucpu响应中断后，从响应中断后，从82558255a a口读取扫描码，转口读取扫描码，转换为换为asciiascii码，放入

12、键盘缓冲区。码，放入键盘缓冲区。 int 9h(int 9h(硬件中服程序硬件中服程序) ) int 16h(rom int 16h(rom bios)bios)扫描码扫描码 axax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1515个键码个键码 在应用程序中可使用在应用程序中可使用biosbios中的中的int 16hint 16h访问键盘缓冲访问键盘缓冲区区2223 发光二极管发光二极管ledled是最简单的发光器件是最简单的发光器件 ledled数码管是由数码管是由7 7（或（或8 8）个）个ledled组成组成 ledled数码管广泛用于数字系统中数码管广

13、泛用于数字系统中bcdefgdotdotga+5+5vdotga共共阴极阴极共共阳极阳极a24dotg+5+5v共共阳极阳极feabcd7474ls373oeg300300hd0d7hd0d7bcdefgdota锁存器锁存器2526优缺点优缺点： (1) (1) 价格低价格低 (2) (2) 画质高画质高 (3) (3) 体积体积大大 (4) (4) 易产生辐射易产生辐射 ( (长时间长时间使用使用可能对可能对眼睛眼睛有害）有害）27 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 屏幕上的字符是由点阵构成，可由屏幕

14、上的字符是由点阵构成，可由5 5x7x7或或7 7x x9 9点点阵表示阵表示 例：例：5 5x x7 7点阵点阵29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8080列、列、2525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 cgacga方式：方式：320320列、列、200200行个点行个点 vgavga方式：方式：640640列、列、480480行个点行个点30 例：例：cgacga字符（文本）方式字符（文本）方式 1 1屏屏=80 =80 x x 25 x 2

15、= 4000 25 x 2 = 4000 字节字节buptbupt0 0 1 12 279790 01 1242442h42h属性属性55h55h50h50h54h54h属性属性属性属性属性属性0 07 70 01 12 23 339993999vramvramb bg gr ri ib bg gr rblbl7 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输入输入 多点触（多点触（ multi-touch multi-touch ）控技术）控技术 镭射键盘（镭射键盘（laser keyboardlaser keyboard）输出输出 全息全息tvtv（hologr

16、aphic tvholographic tv） 头戴式显示器头戴式显示器32 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)(saw)u声学脉冲识别声学脉冲识别(apr)(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感应电容触摸屏（感应电容触摸屏（projected-capacitive projected-capacitive touchscreentouchscreen）基本结构基本结构u前后保护玻璃基板前后保护

17、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 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 iphone 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 x 轴滑条轴滑条vy y 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

18、，然后将信号传送给传送给iphoneiphone的处理器。因的处理器。因此，此，iphoneiphone能够确定两个点能够确定两个点同时发生触摸的位置和运动同时发生触摸的位置和运动方向。方向。36 行、列排列的红外行、列排列的红外ledled（ir ledir led）安装在屏幕）安装在屏幕的边框上，反方向上安装有红外线接收管，构的边框上，反方向上安装有红外线接收管，构成不可见的红外线栅格成不可见的红外线栅格 irir控制器顺序脉冲点亮控制器顺序脉冲点亮 led led产生红外线光束栅产生红外线光束栅格，当手指进入栅格后，它将阻断光束。格，当手指进入栅格后，它将阻断光束。 红外线接收管从两个轴向探测到光束的缺失，红外线接收管从两个轴向探测到光束的缺失，由此可计算出触点的坐标由此可计算出触点的坐标x x和和y y。计算机学院计算机学院 体系结构中心体系结构中心37 mac, pc, blackberry, pda, ma