键盘与鼠标接口答辩课件

1、键盘与鼠标接口答辩课件键盘与鼠标接口答辩课件本章学习目标l 键盘的类型及其工作原理l 键盘控制电路的组成及工作原理l 键盘接口电路的组成及工作原理l 键盘的中断与I/O接口及中断服务l 鼠标的类型和工作原理 鼠标接口电路 LED基本工作原理返回本章首页本章学习目标l 键盘的类型及其工作原理返回本章首页小型键盘结构与接口 键盘是一个由开关组成的矩阵，是重要的输入设备，在小型微机系统中，如单板微计算机、带有微处理器的专用设备中，键盘的规模小，可采用简单实用的接口方式，在软件控制下完成键盘的输入功能。小型键盘结构与接口 键盘是一个由开关组成的矩阵，是重要+5V :+5V+5V :+5V : :+5V

2、 :.ROW0ROW1ROW2ROW3ROW7COL0COL1COL2COL3COL7LSBLSBMSBMSB并 行 输 入 口并 行 输 出 口8 X 8 键盘阵列 小型键盘结构与接口小型键盘结构框图+5V :+5V+5V :+5V : :+5V :.键的识别通常采用两种方法：行扫描法和行反转法键的识别通常采用两种方法：行扫描法和行反转法行扫描法的原理PROG： MOV BL，0 MOV CL，0FEH MOV DL，8FROW：MOV AL，CL OUT ROWPORT，AL ROL AL，1 MOV CL，AL IN AL，COLPORT CMP AL，0FEH 行扫描法的原理PROG：

3、 MOV BL，0 JNZ FCOL MOV AL，BL ADD AL，8 MOV BL，AL DEC DL JNZ FROW JMP DONEFCOL： RCR AL，1 JNC PROCE INC BL JMP FCOLPROCE：DONE： JNZ F行反转法的原理ST： MOV AL，82H OUT PORT1，ALWAIT1： MOV AL，0 OUT PORTA，AL IN AL，PORTB CMP AL，0FFH JZ WAIT1 PUSH AX PUSH AX CALL DELAY MOV AL，90H OUT PORT1，AL POP AX行反转法的原理ST： MOV AL

4、OUT PORTB，AL IN AL ， PORTA MOV AH，AL POP BX MOV AL，BL MOV SI，TABLE+3FH MOV CX，40HLOOP1： CMP AX，SI+0 JZ KEYPRO DEC SI DEC SI DEC CX JNZ LOOP1 JMP STKEYPRO： TABLE：DW 0FEFEH DW 0FEFDH DW 0FEFBH DW 0FEF7H OUT PORT抖动和重键问题的解决抖动和重键问题的解决小型键盘结构与接口小型键盘结构框图行线接口：8位并行输出口，驱动行线。列线接口：8位并行输出口，读取列线 代码。电阻：列线提取电阻，行线的限流

5、电阻 保护行线接口输出电路。二极管：防止两条行线上按键同时按下 时，可能对行线接口电路造成 的损害。小型键盘结构与接口小型键盘结构框图小型键盘结构与接口行扫描法识别键按下的软件方法行线接口输出电路输出一个8位扫描码，其中有一位为0，其余位全为1。输出为0行线的逻辑0电平，被有键按下的列线输入接口读入。小型键盘结构与接口行扫描法识别键按下的软件方法小型键盘结构与接口行扫描法识别键按下的软件方法软件根据列线输入接口读入的列值（只一位为0）判断出按下键的座标位置，形成键号。根据键号转到相应的键处理程序中去。小型键盘结构与接口行扫描法识别键按下的软件方法小型键盘结构与接口行扫描法识别键按下的软件方法

6、下面是程序流程图小型键盘结构与接口行扫描法识别键按下的软件方法设键号 = 0；计数器 = 行数；扫描初值 = 11111110B输出扫描值，使某行为地电位是否有一列接地 ？将扫描值循环左移一位， 使下一行输出地电位 键号 = 键号 + 8 计数器 计数器 1 行数 = 0 ？ 读 进 列 值 列值循环右移一位 进位位=0 ？ N 结 束键 处 理NYY键扫描流程（8 X 8）设键号 = 0；计数器 = 行数；输出扫描值，使某行为地电位小型键盘结构与接口键盘去抖动方法在认可键号之前，程序中插入一段延时，让开按键机械抖动的周期，形成正确的键号。小型键盘结构与接口键盘去抖动方法9.1 键盘概述9.1

7、.1 键盘的布局9.1.2 键盘的分类返回本章首页9.1 键盘概述9.1.1 键盘的布局返回本章首页9.1.1 键盘的布局图9.1 键盘的键区组成返回本节9.1.1 键盘的布局图9.1 键盘的键区组成返回本节9.1.2 键盘的分类1按键的形式分类 键盘按其按键的结构形式来分一般有机械式、电容式、电感式、磁感式、薄膜式和橡胶垫式等。其中最常用的是机械式和电容式键盘。其按键结构原理如图5.2所示。9.1.2 键盘的分类1按键的形式分类 键图9.2 键盘按键结构示意图图9.2 键盘按键结构示意图2按插口方式分类 按照键盘插口方式，键盘可分为串口（AT）键盘（大口）、并口（即PS/2）键盘（小口）两类

8、。其接口引脚及功能说明如图5.3所示。2按插口方式分类 按照键盘插口方式，键盘可分为图9.3 键盘插座示意图及各引脚功能图9.3 键盘插座示意图及各引脚功能3按键盘编码方式分类 分为编码键盘和非编码键盘。编码键盘是键盘电路在某个键被按下后，能提供该键所代表的信息代码，并以并行或串行信号输给CPU。非编码键盘是一种便宜而广泛用于微机系统的输入设备。这种键盘内部有一个扫描电路，不断地扫描键盘是否有键被按下。此键所代表的键盘信息代码，则由键盘接口及键盘处理软件根据键盘送来的位置信息产生，然后再送给CPU。返回本节3按键盘编码方式分类 分为编码键盘和非编码键盘。返回本节9.2 键盘的工作原理9.2.1

9、 键盘电路的组成9.2.2 键盘的支持逻辑9.2.3 扫描码9.2.4 键盘工作原理返回本章首页9.2 键盘的工作原理9.2.1 键盘电路的组成返回本章图9.4 键盘矩阵结构示意图图9.4 键盘矩阵结构示意图9.2.1 键盘电路的组成1微处理器2译码器3键盘矩阵图9.5为AT键盘控制器电路框图，其控制电路如图9.6所示。9.2.1 键盘电路的组成图9.5为AT键盘控制器电路框图图9.5 键盘电路组成示意图图9.5 键盘电路组成示意图图9.6 键盘控制电路返回本节图9.6 键盘控制电路返回本节9.2.2 键盘的支持逻辑键盘的扫描主要包含四项任务： 1扫描键盘 2读取键盘 3去除抖动 4组成串行扫

10、描码 （如图9.7所示）9.2.2 键盘的支持逻辑键盘的扫描主要包含四项任务： 图9.7 “h”键的键码23的串行数据返回本节图9.7 “h”键的键码23的串行数据返回本节9.2.3 扫描码扫描码的结构一般分成四类：（1）ASCII字符的扫描码即ASCII码+键码。（2）扩充的ASCII字符的扫描码即00+扩充ASCII码。（3）袖珍键盘即ASCII码+键码或ASCII码+E0。（4）增加键即E0+键码，若与袖珍键重复的键则为00+键码。9.2.3 扫描码扫描码的结构一般分成四类：键的动作扫描码信息也分为4种情况：（1）接通码：0+扫描码。（2）断开码：XT键盘的情况为1+扫描码。 AT键盘的

11、情况为：F0+扫描码。（3）组合键扫描码：F0+键Ctrl/Alt/Shift的扫描码+正常键的接通码。 （4）重复动作码：F0+接通码+接通码+（除了Pause键）。返回本节键的动作扫描码信息也分为4种情况：（1）接通码：0+扫描码。键盘扫描码的发送完全按串行异步通信格式进行，其格式如下：9.2.4 键盘工作原理键盘扫描码的发送完全按串行异步通信格式进行，其格式如下：9.键盘扫描码的发送完全按串行异步通信格式进行，其格式如下：键盘扫描码的发送完全按串行异步通信格式进行，其格式如下：图9.8 8048和键盘接口的连接图返回本节图9.8 8048和键盘接口的连接图返回本节9.3 PC扩展键盘接口

12、9.3.1 扩展键盘接口的功能9.3.2 键盘接口工作原理及其编程控制返回本章首页9.3 PC扩展键盘接口9.3.1 扩展键盘接口的功能返9.3.1 扩展键盘接口的功能18042芯片的引脚定义（如图9.9、表9.1所示）2键盘接口电路连接及接口信号（如图9.10所示）（1）主机系统的接口信号（2）键盘的接口信号9.3.1 扩展键盘接口的功能18042芯片的引脚定义图9.9 Intel 8042外形结构图图9.9 Intel 8042外形结构图表5.1 Intel 8042各引脚功能表表5.1 Intel 8042各引脚功能表表5.1 Intel 8042各引脚功能表续表表5.1 Intel 8

13、042各引脚功能表续表图9.10 键盘控制器接口逻辑电路图9.10 键盘控制器接口逻辑电路3键盘接口的功能（1）接收键盘输出的键盘扫描码（2）缓冲器满产生键盘中断（3）提供键盘中断程序读取系统扫描码（4）对键盘数据进行正确性检查（5）向键盘传送命令并等待接收键盘响应（6）通过键盘锁定开关封锁按键的扫描码（7）接受一些硬件配置开关状态（8）控制系统复位动作（9）选通地址线A20返回本节3键盘接口的功能（1）接收键盘输出的键盘扫描码返回本节9.3.2 键盘接口工作原理及其编程控制（8042作为键盘接口控制器，其内部功能如图9.11所示）。 1端口寄存器及其作用各个端口寄存器的作用如下：状态寄存器：

14、是一个8位寄存器，它包含有键盘控制器和接口方面的信息，它在任何时候均可被CPU读取。9.3.2 键盘接口工作原理及其编程控制（8042作为键输出缓冲器：其I/O端口地址为060H，是一个8位的只读寄存器。键盘控制器通过输出缓冲器向系统传送由键盘送来的扫描码和命令响应。输入缓冲器：其I/O端口地址为060H或064H，输入缓冲器也是一个8位的只读寄存器，当CPU对地址060H进行写入时设置一个标志，表示写入一个数据；对地址064H写入时设置一个标志，表示写入一个命令。输出缓冲器：其I/O端口地址为060H，是一个8位的只读寄存图9.11 键盘接口功能框图图9.11 键盘接口功能框图表9.2 80

15、42寄存器端口分配及读写控制表表9.2 8042寄存器端口分配及读写控制表表9.3 键盘控制器命令2键盘控制命令表9.3 键盘控制器命令2键盘控制命令表9.4 键盘命令列表返回本节表9.4 键盘命令列表返回本节9.4 键盘中断与键盘I/O9.4.1 BIOS键盘缓冲区9.4.2 键盘的接口功能9.4.3 INT 09H键盘中断9.4.4 INT 16H键盘服务功能返回本章首页9.4 键盘中断与键盘I/O9.4.1 BIOS键盘缓冲9.4.1 BIOS键盘缓冲区1键盘缓冲区的作用BIOS在内存低端的BIOS数据存储区开设一个键盘缓冲区，其作用如下： （1）可以满足键盘实时输入要求。 （2）适应随

16、机访问的应用要求。 （3）能容纳快速键盘输入要求。9.4.1 BIOS键盘缓冲区1键盘缓冲区的作用BIOS2键盘缓冲区的结构及操作 （1）队列初始化（2）元素进队列（3）元素出队列（如图9.12所示）2键盘缓冲区的结构及操作 （1）队列初始化图9.12 键盘缓冲区的媒介作用示意图返回本节图9.12 键盘缓冲区的媒介作用示意图返回本节9.4.2 键盘的接口功能（1）对某些键或键的组合定义为单字节的ASCII码。（2）对某些键或键的组合定义为双字节的扩展码。（3）对某些键仅设置变量，反映其被按下或释放的状态。（4）对某些键或键的组合产生特殊操作。返回本节9.4.2 键盘的接口功能（1）对某些键或键

17、的组合定义为单9.4.3 INT 09H键盘中断表9.5列出了缓冲区的键盘状态单元内容。INT 09H的中断服务功能：当扫描码进入INT 09H，中断服务程序首先对其进行识别分类。分别为中断动作、状态标志及数据信息三类。如图9.13所示。INT 09H的入口是硬件信号IRQ1和DB0DB7。 9.4.3 INT 09H键盘中断表9.5列出了缓冲区的键图9.13 键盘信号的传递转换示意图图9.13 键盘信号的传递转换示意图表9.5 键盘状态单元返回本节表9.5 键盘状态单元返回本节表9.6 键盘的基本和扩展服务功能9.4.4 INT 16H键盘服务功能表9.6 键盘的基本和扩展服务功能9.4.4

18、 INT 1返回本节返回本节9.5 鼠标接口9.5.1 鼠标器工作原理及分类9.5.2 鼠标的结构原理9.5.3 鼠标与计算机的接口返回本章首页9.5 鼠标接口9.5.1 鼠标器工作原理及分类返回本章9.5.1 鼠标器工作原理及分类鼠标器是由位置传感器、专用处理芯片和采样机构组成（如图9.14、9.15所示）。鼠标器的工作原理：当鼠标器相对桌面移动时，采样机构按X，Y相垂直的方向把位置和距离信息送往传感器，由传感器将它们转换成脉冲信号，输入给专用的微处理器，然后由微处理器按照异步串行口（或并行口）通讯协议，将动作位移以相应的数据格式传送到计算机主机。9.5.1 鼠标器工作原理及分类鼠标器是由位

19、置传感器、专用鼠标器的分类：按采样机构：分光机式、光电式、机械式按其用途：分为台式和便携式两种。按照按键的数量：二键式、三键式和多键式多功能鼠标器。按其使用功能：分为2D式和3D式两种。按其接口插头的类型：分为“D”型9针串口鼠标及圆形并口（PS/2）鼠标。鼠标器的分类：图9.14 鼠标器组成原理图9.14 鼠标器组成原理图9.15 鼠标外形图返回本节图9.15 鼠标外形图返回本节9.5.2 鼠标的结构原理1光机式鼠标器 （如图9.16所示） 2光电式鼠标 （如图9.17所示） 9.5.2 鼠标的结构原理1光机式鼠标器图9.16 光机鼠标结构筒图 图9.16 光机鼠标结构筒图 图9.17 光电

20、式鼠标结构示意图返回本节图9.17 光电式鼠标结构示意图返回本节图9.18 鼠标接口引脚示意图9.5.3 鼠标与计算机的接口1鼠标器接口标准图9.18 鼠标接口引脚示意图9.5.3 鼠标与计算机的表5.7 两键鼠标三字节的数据传输格式2鼠标数据传输格式返回本节表5.7 两键鼠标三字节的数据传输格式2鼠标数据传输格式多位七段LED数码显示器及接口多位七段LED数码显示器及接口g f com a baf g be d cdpe d com c db(a) 管脚图acebdfgdpcom地com+5Vacebdfgdp(b) 共阴极(c) 共阳级1. 七段LED数码管结构g f com a baf

21、g LED数码管工作原理用七段发光二极管组成的LED（Light Emitting Diode），是一种16进制数09和AF的显示器件，也称为数码管。LED显示不同字形需点亮不同组合的显示段（a，b，c，d，e，f，g段），7个显示段亮、灭不同组合的编码称为对应字形的显示段码。LED数码管的结构形式： (a)七段式LED器件 (b)共阳极LED (c) 共阴极LEDabcdefgdpabcdefgdp+5Vabcdefgdp LED数码管工作原理用七段发光二极管组成的LED（Laf g be d cdp a bcdefgdpMC14495ABCDLEcom(a) BCD 七段译码法af g be d cdp a bcdefgdp 74L374D0com(b) 软件译码法D1D2D3D4D5D6D7LE2. 七段LED数码管的驱动af g be d cd多位七段LED数码显示器及接口多位七段LED数码显示器结构利用人的视觉延迟的特点，采用扫描的方式驱动多位七段LED数码管，节省驱动电路，降低功耗。保证一定的扫描循环频率，得到较好的显示质量。各位七段LED数码管公用一个段驱动器、一个段码锁存器，为段驱动器