第13章人机接口技术

1、第第13章章 人机接口技术人机接口技术 13.1 键盘原理及其接口技术键盘原理及其接口技术 13.2 CRT显示器原理及接口技术显示器原理及接口技术 13.3 LED显示器原理及接口技术显示器原理及接口技术 13.4 LCD显示原理及接口技术显示原理及接口技术 13.5 打印机及其接口技术打印机及其接口技术 13.6 其它交互式人机接口及有关设备其它交互式人机接口及有关设备 主要介绍外围设备的分类外围设备的分类 外围设备外围设备其他设备其他设备通讯设备通讯设备外存设备外存设备输出设备输出设备输入设备输入设备集线器、路由器等集线器、路由器等调制解调器调制解调器终端终端光盘存储器光盘存储器硬盘存储

2、器硬盘存储器软盘存储器软盘存储器绘图仪绘图仪打印机打印机显示器显示器声音、图形、图像识别器声音、图形、图像识别器OCROCR（光学字符识别）器光学字符识别）器扫描仪扫描仪数字化仪数字化仪触摸屏触摸屏条形码、磁卡、条形码、磁卡、ICIC卡阅读器卡阅读器光笔光笔鼠标器鼠标器键盘键盘图图13.1 计算机系统外围设备分类计算机系统外围设备分类 13.1 键盘原理及其接口技术键盘原理及其接口技术 13.1.1 键盘的分类键盘的分类1按制作工艺分按制作工艺分q 硬板键盘硬板键盘q 软板键盘软板键盘2按工作原理分按工作原理分q 编码键盘编码键盘q 非编码键盘非编码键盘q线性键盘线性键盘q矩阵键盘矩阵键盘 1

3、3.1.2 键盘的工作原理键盘的工作原理 1线性键盘线性键盘n每个按键对应I/O端口的一位，没有按键闭合时，各位均处于高电位；当某键被按下时，对应位与地接通，则为低电位，而其他仍为高电位。n 线性键盘软、硬件简单，但只适用于按键不多的情况。b2b1b0I/O接口图图13.2 线性键盘原理图线性键盘原理图 以非编码键盘为例以非编码键盘为例2矩阵键盘矩阵键盘 n当较多的按键需要识别时，常将按键设计成阵列形式。n把若干个按键排列成矩阵形式，每一行和每一列都各占用I/O端口的一位。n一个键盘阵列可以有N行和M列，共有NM个按键，称为N*M键盘阵列(或NM键盘矩阵)。n矩阵键盘按键的识别方法：n行扫描法

4、行扫描法 n行反转法行反转法 n矩阵键盘硬件连接矩阵键盘硬件连接 图图13.3 矩阵键盘原理图矩阵键盘原理图 (b)行反转法原理(a)行扫描法原理a1a0a2a3b1b2b0I/O接口 行扫描法行扫描法识别按键的方法识别按键的方法: 行反转法行反转法n行扫描法行扫描法 n将键盘阵列的行线接到一个并行口上，将列线接到另一个并行口上。 设行线所接的并行口PA作为输出口用，列线所接的并行口PB作为输入口用。识别按键的方法: 从PA口的第1行起逐行输出0，然后从PB口读入列码。如果读入的数据为全1，则使PA口的下一行输出0；如果读入的数据不为全1，则说明PA口输出0的行和PB口为0的列之交叉点的按键被

5、按下，即可确定按键的位置。因此，可用行号和列号的组合给每个按键编一个唯一的编码。根据编码的不同，可以识别是哪个键被按下。行反转法识别按键的方法：行反转法识别按键的方法：n行反转法行反转法 识别按键的方法: 首先使所有行线全输出“0”，然后读取列线状态，并判断。若列线全为“1”，则无键按下；若列线不全为“1”，则将刚读回的列线状态从列线输出，并读取行线状态，那么，说明为“0”的列线与为“0”的行线相交处的键被按下。最后，CPU根据行列编码所构成的键值转相应功能程序执行。 图图13.4 矩阵键盘的键盘扫描程序流程图矩阵键盘的键盘扫描程序流程图 (b) 行反转法的键盘扫描流程图(a) 行扫描法的键盘

6、扫描流程图YYNNNY 计算键值转相应功能行码循环左移是最后一行吗？是全1吗？读取列码输出行码 设置行码最低位为0定义端口a为输出 端口b为输入输出行码为全0读取列码是全1吗？输出列码,读取行码转相应功能 计算键值定义端口b为输出端口a 为输入定义端口a为输出 端口b为输入13.1.3 PC系列键盘系列键盘 PC系列键盘不是由硬件电路输出按键所对应的ASCII码值，而是由扫描程序识别按键的位置，因此，属于非编码键盘。1. PC系列键盘工作原理系列键盘工作原理 （键盘方）键盘方） 8048单片机PC系列键盘组成: 译码器 16行8列的键开关阵列 键盘扫描 消抖8048的功能: 生成扫描码 对扫描

7、码进行并串转换 将串行的键扫描码扫描码和时钟时钟送到主机1KROM64字节字节RAM8位定时器位定时器/计数器计数器加上起始位、停止位加上起始位、停止位和校验位和校验位用于同步用于同步图图13.5 PC键盘硬件逻辑图键盘硬件逻辑图 PPPT18048PDBDBPXXEAINTVSSVDDVCC双向数据(DATA)双向时钟(CLOCK)选通4/16译码器3/8译码器析测器168键盘阵列复位2. PC系列键盘接口系列键盘接口 (主机方接口) PC键盘接口是安装在主板上，通过5芯插头座与键盘相连智能接口：以单片机智能接口：以单片机8042为核心为核心 接收键盘来的键接收键盘来的键扫描码扫描码和和时钟

8、时钟 对扫描码进行串并转换对扫描码进行串并转换 完成校验完成校验8042的功能的功能: 转换为系统码转换为系统码 保存到缓冲区保存到缓冲区 产生中断请求信号送产生中断请求信号送8259A的的IRQ1 另外：负责将系统命令发给键盘另外：负责将系统命令发给键盘2KROM128字节字节RAM8位定时器位定时器/计数器计数器去掉起始位、停止位去掉起始位、停止位CPU响应中断：执行中断服务程序，从缓冲区读取扫描码，响应中断：执行中断服务程序，从缓冲区读取扫描码， 识别按键，完成相应功能。识别按键，完成相应功能。键 盘 数 据键缓冲区8259INTRCPUVCCVDDVSSEARESETXTALTTEST

9、TESTSYNC8042键 扫 描 码输 出 缓冲 器 满XTALTPPNCREM SEL跨 接 器 开 关显 示 器 类 型 开 关键 盘 锁 定 开 关系 统 复 位 选 通NCRCA20NCNCASCII码IRQNCRAMPROAA键 盘 时 钟13425RESETPCLKPCLKPPPPPPPPPPPA片 选SSDRWRCSIOWIOR图图13.6 PC键盘接口硬件逻辑图键盘接口硬件逻辑图 (主机方主机方)nIBM PC/XTIBM PC/XT主机键盘接口：主机键盘接口：以8255A为核心 （非智能接口） 工作过程工作过程: : 由由移位寄存器移位寄存器7474LS322LS322接收

10、扫描接收扫描码码去掉起始位和停止位去掉起始位和停止位由由74LS32274LS322转换为并行转换为并行扫描扫描码码完成校验完成校验通过通过D D触发器向触发器向CPUCPU申请中断（中断信号送申请中断（中断信号送8259A的的IRQ1） CPUCPU响应中断，并从响应中断，并从82558255A A的的A A端口读入并行端口读入并行扫描扫描码码3. PC系列键盘中断系列键盘中断 n在程序上,计算机系统通过一个硬中断09H和一个软中断16H与键盘发生联系。9号中断号中断 ：由按键动作引发的硬件中断（由按键动作引发的硬件中断（ IRQ1） 对所有键给予定义对所有键给予定义 对对8 8个特殊键（个

11、特殊键（CtrlCtrl、AltAlt等）建立状态标志等）建立状态标志9号中断功能：号中断功能： 对其他键完成扫描码转换为对其他键完成扫描码转换为ASC码或扫描码或扫描 码转换为扩展码码转换为扩展码 将转换后的编码送将转换后的编码送BIOSBIOS中的键盘缓冲区中的键盘缓冲区16号中断号中断 ：是软中断：是软中断 检测有无键输入检测有无键输入 16号中断功能：号中断功能： 若有，则从缓冲区读取键值若有，则从缓冲区读取键值 0 0号：从键盘读号：从键盘读1 1个字符个字符三个子功能：三个子功能：1 1号：检测输入字符是否准备好号：检测输入字符是否准备好 2 2号：取当前特殊键的状态号：取当前特殊

12、键的状态nBIOS INT 16H INT 16H软中断是用于检查是否有键输入，并完成从键盘缓冲区取出键值的操作。16H软中断共有三个子功能。 功 能号 入 口 参 数 出 口 参 数 说 明 0 1 2 A H=0 A H=1 A H=2 A X存 放A SC 键 或 扩 展 码 键 符 ZF=2无 键 符 ZF=0有 键 符 ,存 于A X中A L=KB_FLA G(键 标 志 ) 从 键 盘 读 一 个 字 符 检 测 输 入 字 符 是 否 准 备 好 取 当 前 特 殊 键 的 状 态 表表13.1 INT 16H功能表功能表 n键盘缓冲区的作用键盘缓冲区的作用 键盘缓冲区是由16个

13、字节组成的先进先出循环队列，其作用有两个：n第一，可实现键盘实时输入要求：用户按键完全是随机实时的，与主机运行是异步的，开辟键盘缓冲区实现随机实时的键入的要求；n第二，满足随机应用的要求：应用程序需要时间不一定与按键同步。键盘缓冲区可事先存放应用程序所需的全部键符。此外，键盘缓冲区满足快速操作员的键入要求。 13.2 CRT显示器原理及接口技术显示器原理及接口技术 13.2.1 概述概述 nCRT（Cathode Ray Tube阴极射线管阴极射线管）显示器是用来显示字符、图形和图像的，称为计算机系统的标准输出设备。nCRT显示器与键盘（标准输入设备）合称计算机终端。是人机交互必不可少的外部设

14、备。nCRT显示器也称监示器，其原理与电视机的工作原理大体相同，是由阴极射线管、视频放大电路和同步控制电路组成的。n彩色显示器的阴极射线管中通常由红、绿、兰三个电子枪产生红、绿、兰三个颜色的电子束，各种色彩均由这三基色迭加而成。 1.基本结构 nCRT显示器由阴极射线管、视频放大电路和同步扫描电路组成。如图13.7所示。 聚焦极高压极加速极栅极灯丝水平同步信号垂直同步信号电 源荧光屏电子束9针插头高压整流行扫描电路帧扫描电路加亮驱动驱动放大驱动放大驱动放大图图13.7 13.7 CRTCRT显示器结构框图显示器结构框图 13.2.3 显示器接口控制显示器接口控制 显示器接口卡显示器接口卡（显卡

15、）（显卡）通过插座和系统总线相通过插座和系统总线相连，同时在卡的背面又通过连，同时在卡的背面又通过9 9针针D D型插座与显示器连型插座与显示器连接。控制卡功能很强，它包括接。控制卡功能很强，它包括CRTCRT控制器（控制器（CRTCCRTC）、）、定时器、定时器、RAMRAM、ROMROM等一整套控制电路。等一整套控制电路。 在计算机加电自检期间，系统完成了在计算机加电自检期间，系统完成了CRTCCRTC的初的初始化、建立显示方式、进行相应始化、建立显示方式、进行相应VRAMVRAM自检之后，自检之后，CRTCRT接口在接口在CRTCRT控制器控制下，按照编程设置的工作控制器控制下，按照编程

16、设置的工作方式独立控制显示器工作，为显示器提供所需的视方式独立控制显示器工作，为显示器提供所需的视频信号和同步信号。频信号和同步信号。RA -RA 点阵行地址属性信息ASCII码字符属性/奇图形数据锁存字符代码/偶图形数据锁存ROM图形移位寄存器字符发生器IBGR彩色电路编码视频信号合成器水平同步信号垂直同步信号合成视频信号定时信号时序，控制电路状态寄存器颜色寄存器模式寄存I/O地址译码 CRT控制器MC6845输出锁存输入缓存显示缓存器显示地址锁存器CPU地址锁存器IORIOWA -A DBAB图图13.10 显示器接口逻辑图显示器接口逻辑图 系统对显示器的控制是通过访问显示卡的系统对显示器

17、的控制是通过访问显示卡的可寻址端口实现的。可寻址端口实现的。表表13.313.3显示器可寻址端口显示器可寻址端口 端口号端口号对应寄存器对应寄存器端口号端口号对应寄存器对应寄存器3D4MC6845地址索引寄存器地址索引寄存器3DA状态寄存器状态寄存器3D5MC6845数据寄存器数据寄存器3DB清除光笔锁存器清除光笔锁存器3D8方式选择寄存器方式选择寄存器3DC置位光笔锁存器置位光笔锁存器3D9颜色选择寄存器颜色选择寄存器n显示控制卡主要逻辑部件及功能：显示控制卡主要逻辑部件及功能：n数据输入缓存器数据输入缓存器/数据输出锁存器：数据输出锁存器：数据输入缓存器用于接收CPU写入的字符代码或图形数

18、据，然后存入VRAM中，供CRT控制器读出并送屏幕显示。数据输出锁存器用于读取VRAM的内容或显示器的状态。n地址锁存器：地址锁存器：CPU地址锁存器用于接收CPU对VRAM的读/写访问地址，显示地址锁存器用于接收来自CRTC访问VRAM的地址。CRT显示器各部件功能显示器各部件功能n显示缓存显示缓存VRAM：用于存放字符代码或图形数据，供屏幕显示。VRAM是双端口，CRTC和CPU都可以访问它。CRTC输出地址信号和时序控制信号来读取VRAM中的字符作为字符发生器的高位地址，字符点阵行地址作为低位地址，从字符发生器中读取字符点阵图像，从而完成显示字符的任务。CPU只能往VRAM中写，以完成修

19、改显示内容的工作。 n字符发生器字符发生器ROM：在字符显示方式时，能依据VRAM输出的字符/数字的ASC码，从字符发生器中取出对应的点阵数据用来显示。CRT显示器各部件功能显示器各部件功能n数据锁存器和移位寄存器：数据锁存器和移位寄存器：数据锁存器用于锁存从VRAM中读出的数据。在字符显示方式，将字符显示器的内容送到字符发生器作为其高位地址；在图形显示方式，锁存器中的数据直接送到图形移位寄存器。n彩色编码电路：彩色编码电路：在字符显示方式，彩色编码电路接收字符点阵信息和字符属性信息，共同形成R、G、B、I视频信号；在图形显示方式，彩色编码电路接收图形移位寄存器信息，直接形成R、G、B、I视频

20、信号，送至显示器控制电子束的发射。 CRT显示器各部件功能显示器各部件功能CRT显示器各部件功能显示器各部件功能n视频信号合成器：视频信号合成器：由R、G、B、I视频信号（彩色编码电路的输出）和同步信号（CRTC的输出）经视频信号合成器，生成合成的视频信号，直接输出。n定时器：定时器：产生CRTC和VRAM所需的所有定时信号。nCRTC：显示器控制接口的核心，主要功能是：提供时序控制信号，提供VRAM地址和屏幕显示扫描地址。 13.3 LED显示器原理及接口技术显示器原理及接口技术 13.3.1 LED的工作原理的工作原理 常用的常用的LED器件：七段数码管和器件：七段数码管和“米米”字数码管

21、，如图字数码管，如图13.11所所示。示。 （b）米字LED外形图（a）七段LED外形图dpdpedcgfba10 9 8 7 6g f GNDa be dGNDc dp543211413121110123456789afijk15161718kbhcomdpclemglncbdhjcomgdfcomehmiadpdpnnccbbaa+5Vbagdpdpgb+5Va共阴极 共阳极 共阴极 共阳极（a）七段LED原理图 图（b）“米”字LED原理图 图图13.12 典型典型LED器件原理图器件原理图n七段数码管七段数码管n七段数码管组成原理图及其连接方式n共阳极共阳极LED：公共端应接高电平（或

22、+5v）n共阴极共阴极LED：公共端应接地n给数码管的每个输入端（a,b,c,h）提供适当电平，使某几段发光二极管亮，而另外几段不亮，则可显示出数字或字母。八个输入端组成的二进制编码（简称段码或段选码段码或段选码）所对应的显示内容见表13.4。LED显示原理位码（位选码）：位码（位选码）：使某1位LED显示信息，其他位不显示 信息的二进制编码。段码（段选码）：段码（段选码）：使1位LED的一些段发亮，而另一些段 不发亮的二进制编码。表表13.4 七段七段LED字型码字型码 显示 字符 共阴极 字型码 共阳极 字型码 显示 字符 共阴极 字型码 共阳极 字型码 0 3FH C0H C 39H C

23、6H 1 06H F9H D 5EH A1H 2 5BH A4H E 79H 86H 3 4FH B0H F 71H 8EH 4 66H 99H P 73H 8CH 5 6DH 92H U 3EH C1H 6 7DH 82H F 31H CEH 7 07H F8H Y 6EH 91H 8 7FH 80H H 76H 89H 9 6FH 90H L 38H C7H A 77H 88H “灭” 00H FFH b 7CH 83H 13.3.2 LED数码管在微机系统中的应用数码管在微机系统中的应用 (c) 微机系统中有多位LED 时的原理图(a) LED在一般数字系统中的连接LEDBCD码译码器驱

24、动器(b) LED在微机系统中的连接二进制数LED驱动器地址线锁存/驱动器数据线总线译码电路CPU图图13.13 LED在系统中的连接在系统中的连接 nLED的驱动：的驱动：总线上的TTL电平需要驱动才能接到LED上。 常用于LED的驱动器：7407/7406同向/反向驱动器，75452二输入与非驱动器。锁存器可用74LS273/373 、74LS244等集成电路。n系统中有多位系统中有多位LEDLED时位选码的确定：时位选码的确定：则每次只能使一位LED显示信息，每位LED上有一选通端（公共端）。要想使哪位LED显示信息，就应给其公共端提供有效电平（共阳极为“1”，共阴极为“0”），而其它位

25、的公共端提供无效电平。n多位多位LEDLED动态显示的实现：动态显示的实现：在多位LED显示中，既要使每一位的显示信息有一个持续时间（可用循环延时程序实现），又要保证一遍一遍地进行循环显示时不出现闪烁，在软、硬件设计时就要考虑LED的位数不能太多，显示的延时要适中。 n例13.1 某8088系统中，使用8位LED显示时间，格式为时-分-秒，硬件连接如图13.14所示，软件流程图见图13.15。 AB锁存/驱动器驱动器DBPC总线译码电路8088CPU系统图图13.14 关 显 示位 码 循 环 移 位 并 输 出YN段 码 表 指 针 加 18位 显 示 完 了 吗 ？延 时输 出 段 选 码

26、输 出 位 选 码 ， 选 第 0位取 段 码 表 首 址图图13.15 软件流程图软件流程图 13.3.3 可编程键盘可编程键盘/显示接口芯片显示接口芯片82791. 8279的主要功能的主要功能 （1）可同时控制键盘与显示器的工作；（2）扫描式键盘工作方式；（3）扫描式传感器工作方式；（4）用选通方式送入输入信号；（5）带有8字符的键盘先入先出存储器（FIFO）；（6）触点回弹时两键封锁或N键巡回；（7）双排8字或单个16字的数字显示器；（8）可右入或左入的16字节显示器RAM；（9）工作方式可由CPU编程；（10）可编程扫描定时、按键送入时自动申请中断。 2. 8279的内部结构的内部结

27、构 A0IRQCNTL/STBSHIFTSL0-SL8RL0-RL8BDOUTA0-3、OUTB0-3CLKRESETD0-D7定时与控制磁盘回馈与控制88FIFO传感器RAM定时与控制寄存器168显示RAM显示地址 寄存器FIFO传感器RAM状态寄存器I/O控制数据缓冲器回 馈扫描计数器显示寄存器图图13.18 8279结构框图结构框图 功能说明：n由于数据输入和显示乃是许多微处理机外设的一个不可分离部分。系统设计者需要一种能够控制这些功能，而又不致于使CPU负载过重的接口。8279为8位微处理机提供这种功能。n8279有两个部分，键盘部分和显示器部分。 键盘部分键盘部分能够与通常的打字机型

28、键盘或随机乒乓开关，或其他开关相联接。 显示部分显示部分驱动字母数字显示或一排指示灯。从而减轻了CPU在扫描键盘和刷新显示时的负担。8279按设计可直接连到按设计可直接连到CPU总线，总线，CPU可通过编程可通过编程控制控制8279的所有操作方式。这些方式包括：的所有操作方式。这些方式包括：q输出方式：输出方式：8字符或16字符的多路切换式显示器。该显示器可被组合成两组4位或一组8位形式(B0=D0, A3=D7)。右端输入或左端输入的显示格式。q输入方式：输入方式：扫描键盘带有编码扫描线或译码扫描线。每按一下按键，就产生一个表示按键位置的6位编码。存储在FIFO中。扫描传感器阵列带有编码扫描

29、线或译码扫描线。按键的状态被存储在可由CPU寻址的RAM中。选通输入在控制线选通时，回送线上数据被传送到FIFO中。nI/O控制和数据缓冲器：控制和数据缓冲器：传送命令、状态和数据信息。 双向的三态数据缓冲器将内部总线和外部总线DB07相连，用于传送CPU和8279之间的命令、数据和状态。 CPU写入8279的命令 CPU写入8279的显示数据 传送的信息： CPU读出8279的状态 CPU读出8279的键盘数据n控制逻辑：控制逻辑：控制各部件工作。 定时与控制寄存器用以寄存键盘及显示器的工作方式，锁存操作命令，通过译码产生相应的控制信号，使8279的各个部件完成一定的控制功能。 定时控制电路

30、含有一些计数器，其中有一个可编程的5位计数器，对外部输入时钟信号进行分频，产生100kHz的内部定时信号。外部时钟输入信号周期不小于500ns。n扫描计数器：扫描计数器：用于生成列扫描信号。 扫描计数器有两种输出方式。有外部译码方式：计数器以二进制方式计数。4位计数状态从扫描线SL0SL3（列线）输出，经外部译码器译经外部译码器译码码后输出16中取1的扫描线；无外部译码方式：扫描计数器的低二位在8279内部被译码后从SL0SL3 （列线）输出，为键盘和显示器直接提供了4中取1的扫描线。 当采用译码输出时，显示只能显示低四位字符。键输入控制（键盘回馈与控制）：键输入控制（键盘回馈与控制）：回送键

31、值。 8根引脚RL0RL7被接到键盘矩阵的行线，在逐列扫描时，当某一键闭合，消抖电路延时等待10ms之后，再检验该键是否闭合。若仍闭合，则该键的行、列地址和附加的移位、控制状态一起形成键盘数据，送入8279内部的键盘RAM存储器。格式为： 控制（CNTL）和移位（SHIFT）的状态由2个独立的附加开关决定，而扫描（D5、D4、D3）和回复（D2、D1、D0）则是被按键的行、列位置数据，D5、D4、D3 3位是被按键的行编码，而D2、D1、D0 3位是被按键的列编码。D7D6D5D4D3D2D1D0CNTLSHIFT扫描回复nFIFO传感器传感器RAM及状态寄存器：及状态寄存器：寄存状态并负责申

32、请中断。 键盘RAM是1个双重功能的88位RAM，它是先进先出（FIFO）存储器。内部的FIFO状态寄存器用来存放FIFO的工作状态，如FIFO是空还是满，其中存有多少字符，是否操作出错等。当FIFO存储器空间不足时，状态逻辑将产生IRQ=1信号，向CPU发出中断申请。 在键盘阵列的行列交叉位置是开关传感器时，键盘RAM存放着传感器矩阵中的每一个传感器的开关状态。在此方式中，若检查出传感器的状态变化，IRQ便为高 I/O控制：控制：控制8279的输入/输出操作。 接收CPU来的控制、地址信号，以及外部译码电路来的 片选信号，从而控制8279的输入/输出操作。 显示显示RAM：显示RAM用来存放

33、显示数据。 共16字节，最多可以存放16位LED的显示信息（段选码）。 显示地址寄存器：用于选择显示地址寄存器：用于选择显示RAM的单元。 寄存当前寄存当前显示RAM的单元地址，从而选中某译单元。 显示寄存器：显示寄存器：输出显示数据。在显示过程中，这些信息被轮流从显示寄存器输出。而显示寄存器则分成A、B两组，即OUTA0OUTA3和OUTB0OUTB3，它们可以单独送数，也可以共同组成1个8位的字节，显示寄存器的输出与显示扫描配合，不断从显示RAM中读出显示数据，同时轮流驱动被选中的显示位，使显示器呈现出稳定的显示（动态扫描并显示）。（由高到低排列为： OUTA3OUTA0、 OUTB3OU

34、TB0）小结：小结： 芯片接口控制逻辑芯片接口控制逻辑按功能可把8279的电路逻辑分为： 键盘接口控制逻辑键盘接口控制逻辑 显示器接口控制逻辑显示器接口控制逻辑芯片接口控制逻辑：芯片接口控制逻辑：实现8279和微机接口的部分归纳为芯片接口控制 逻辑 数据缓冲器数据缓冲器 主要包括： I/O控制电路控制电路 中断请求产生电路中断请求产生电路键盘接口控制逻辑：键盘接口控制逻辑：键盘接口控制逻辑功能分为以下几个部分： 扫描电路扫描电路 扫描回送电路扫描回送电路 主要包括： 去抖动及键码生成电路去抖动及键码生成电路 键盘存储区键盘存储区FIFORAM 时序和控制逻辑时序和控制逻辑显示器接口控制逻辑：显

35、示器接口控制逻辑：主要包括： 显示缓冲器显示缓冲器显示地址寄存器显示地址寄存器显示寄存器显示寄存器3. Inte1 8279的引脚图的引脚图827912345678910111213141516171819204039383736353433323130292827262524232221PL2PL3CLKIRQPL4PL5PL6PL7RESETRDWRDB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7GNDVccRL1RL0CNTL/STBSHIFTSL3SL2SL1SL0OUTB0OUTB1OUTB2OUTB3OUTA0OUTA1OUTA2OUTA3BDCSA0DB70双向外部数据总线A0区

36、分信息的特征位A01,命令状态;A00,数据CS片选信号RD读选通信号IRQ中断请求输出WR写选通信号RL7RL0反馈输入线图图13.16 8279逻辑符号及管脚配置逻辑符号及管脚配置 SL3SL0扫描输出线OUTA30 ， OUTB30显示段数据输出RESET复位输入。复位后：BD消隐输出1.16个8位字符显示为左端输入2.编码的扫描键为两键连锁SHIFT换档CLK外时钟输入端CNTL/STB控制/选通说明：CLK是系统来的外时钟，8279靠设置定时器将外部时钟变为内时钟。其内部基频外时钟/定时器值。内部时钟频率的高低控制着扫描时间和键盘去抖动时间的长短，若8279内部时钟为100kHz，则

37、扫描时间为5.1ms，去抖动时间为10.3ms。CPU 与8279之间的信息传递有：n操作命令控制字(8279共有8条命令 )n状态字（1个）n数据输入（2个）、数据输出（1个）CPU通过编程来选择8279的工作方式等。4 . 8279编程命令编程命令8279的操作命令控制字的操作命令控制字(1)键盘键盘/显示器方式设置命令显示器方式设置命令0 0 0 D D K K KD7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0D2D1D0操作方式0 0 0编码键扫描方式，双键互锁0 0 1译码键扫描方式，双键互锁0 1 0编码键扫描方式，N键依次读出0 1 1译码键扫描方式，N键依次读出1 0 0编码扫

38、描传感器矩阵方式1 0 1译码扫描传感器方式1 1 0选通输入方式，编码扫描显示器方式1 1 1选通输入方式，译码扫描显示器方式显示器方式选择位0088字符显示左边输入01168字符显示左边输入1088字符显示右边输入11168字符显示右边输入特征位特征位n双键互锁双键互锁 在读取一个键己按下时，不管另外有无其它键按下的方式。如同时有多个键按下，则等待只剩下一个键按下时，再将其值送入RAM。nN键轮换键轮换 多个键可以同时按下，按扫描顺序，分别将其值送入RAM。n传感器矩阵传感器矩阵 无去抖动功能，键的状态直接映射到RAM中，可以用软件检查键何时按下，何时抬起。n选通输入方式选通输入方式 RL

39、70作为选通输入口。CNTL/STB作为选通信号输入端。这是只选用显示器没有键盘的工作方式。SL30输出仅有一位为低电平，此时只能外接4位显示器和48的键盘。内部译码方式时：内部译码方式时：S0S1S2S3外部译码方式：外部译码方式：S0S1S2S3SL30输出呈计数分频方式波形。可外接16位显示器和88键盘矩阵。(2)时钟编程命令时钟编程命令0 0 1 P P P P PD7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0特征位特征位分频系数：131对来自CLK的时钟进行分频，以取得100kHz的内部定时脉冲信号。例：CLK2MHz，则2000kHz/100kHz=20PPPPP10100B20D

40、(3)读读FIFORAM命令命令0 1 0 AI X A A AD7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0特征位特征位起始地址n在键扫描方式中：AI，AAA均被忽略，CPU读键输入数据时总是按先进先出的规律读出，直至输入键全部读出为止。n在传感器矩阵扫描方式中：若AI1时，从起始地址开始依次读出，每次读出后地址自动加1；若AI0时，仅读出一个单元内容。多次读时的地址自动增量标志(4)写显示数据命令写显示数据命令1 0 0 AI A A A AD7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0特征位特征位起始地址数据写入按左输入右输入的方式操作。若AI1，每次写入后地址自动加1n在CPU将显示数

41、据写入8279的显示缓冲器RAM之前必须先输出写显示数据缓冲器的命令。自动增量标志(5)读显示缓冲器命令读显示缓冲器命令0 1 1 AI A A A AD7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0特征位特征位用来寻址显示RAM的一个缓冲单元。若AI1，每次写入后地址自动加1n在CPU读显示数据（检查）之前必须先输出读显示缓冲器RAM的命令。自动增量标志(6)显示屏蔽消隐命令显示屏蔽消隐命令1 0 1 X IWA IWB BLA BLBD7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0特征位特征位消隐特征位11消隐两组显示00恢复显示说明：说明：在双4位显示器使用时，即OUTA30和OUTB30独

42、立地作为两个半字节输出时，可改写显示RAM中的低半字节而不影响高半字节的状态（D31），反之D21时可改写高半字节而不影响低半字节。用以屏蔽A组显示RAM用以屏蔽B组显示RAM(8)消除命令消除命令1 1 0 CD CD CD CF CAD7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0特征位特征位总清特征位D01，清除FIFORAM状态和显示RAM（方式仍由D3，D2确定）n消除命令使显示缓冲器清成初态，同时也能清除键输入标志和中断请求标志。D11，清除FIFO状态标志，FIFO被置成空状态（无数据），并复位中断输出线IRQ。说明：说明：清除显示RAM大约需100s时间，在此期间，CPU不能向显

43、示RAM写入数据。设定清除显示RAM的方式D4D3D2清除方式 1 0 将显示RAM全部清0 1 1 0将显示RAM清成20H 1 1 1将显示RAM全部置1 0 不清除（CA0时） FIFO状态字状态字 用于键输入和选通输入方式中，指出输入数据缓冲器FIFO中的字符个数和是否出错。DU S/E O U F N N ND7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0DU1，在清除命令执行期间，此时对显示RAM写操作无效。表示FIFORAM中数据的个数F1，表示FIFORAM已满（存有8个键入数据）U1，表示当FIFORAM中没有输入字符时，CPU对FIFORAM读。O1，表示当FIFO已满，又输

44、入一个字符时发生溢出。S/E1，几个传感器同时闭合。用于传感器矩阵输入方式 输入数据格式输入数据格式用于键扫描方式。用于键扫描方式。CNTL SHIFT 扫描 回送D7 D6 D5D4D3 D2D1D0控制键CNTL的状态指出输入键所在的列号（RL70状态）指出输入键所在的行号（扫描计数值）控制键SHIFT的状态RL7 RL6 RL5 RL4 RL3 RL2 RL1 RL0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0在传感器扫描方式或选通输入方式中，输入数据即为RL70的输入状态。 输出数据格式输出数据格式输出显示数据（段码）OUTA3OUTA2OUTA1OUTA0OUTB3OUTB2OU

45、TB1OUTB0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D058279在微机系统中的连接应用在微机系统中的连接应用 硬件连接 8279管脚与Intel CPU兼容，可以很方便地与8088连接。图13.19给出了一个实际应用的实例，8279与8个共阴极LED显示器和一个22键的小键盘连接。系统中8279A接口芯片及其相关电路完成键盘扫描和LED显示，本例中以查询方式获取键盘状态信息，读取键值，并将键值转换成显示代码供显示。 13.4 LCD显示原理及接口技术显示原理及接口技术反 射 板下 偏 振 片液 晶 盒上 偏 振 片光 源反 射 板液 晶 材 料电 极下 偏 振 片下 电 极 基 板 （ 背 ）封 接 剂上 电 极 基 板 （ 正 ）上 偏 振 片液晶显示器的工作原理：当外部光线通过上偏振片后形成偏振光，偏振方向成垂直方向，当此偏振光