微型计算机接口技术第八章

微机接口与通讯

（第八章）

武汉科技大学计算机学院

第/,本人机或量钺备接口

■本章内容

8,键盘接口

8.2CRT显示器接口

8.3打印机接口

8.4LCD接口

8.5鼠标器接口

本章要点

章内容提要

工7软盘桂口

♦编码键盘：内部设有键盘编码器，能识

键、生成键码、去抖动、防串键

・非编码键盘:只提供键盘矩阵，按键的

识别、键码的提供都由软件来完成

■本节内容

工键盘接口的功能和原理

2可编程键盘/LED接口芯片8279

3PC微机键盘及接口

章内容提要节内容提要

7.粮盘接口的功犍和原理

♦接口功能

③去抖动：时间5〜20ms,软件延时或硬件完成

③防串键:多键同时按下或前一按键未释放又按下新键的处理

J行扫描:逐行扫描，由列线状态识别

&按键识别:〔线反转:行列颠倒两次扫描识别

③键码产生:得到反映键功能的键码,查表法

J双键锁定:后释放者有效

1N键轮回:所有键依顺序产生键码

2）接口原理非编码键盘,行扫描，低有效

返回

蕤。原理一一冰偏鸡被盘，行扫描,假药致

•是否有键按下:输出扫描码,使所有行线为0,

读列线，全1则无键按下

•去抖动：延时20ms

•按键识别:逐行扫描确定按键（相应行线为0,

读列线，是否非全1）并得键号

・产生键码:根据键号查键盘编码表

非编码键盘举例

4x8键盘,8255A作接口，PA作行扫描口，PB读取列值

1）硬件接口

2）键扫描程序流程图

3）软件编程

返回

*琳编鸣被盘粳件接。

非编码键盘接口原理

8255A的PA方式0、输出PB方式0、输入

方式字:82H

设8255A地址300H〜303H

返回

行扫描法程序流程图

返回

收件编殁

DATASEGMENT；按键识别

NUMDWn;延时常数（使延时时间约20ms）KEY:MOVAH,OFEH；行扫描码初值

BUFDB?;存储按键的键号MOVBL,4；行数

DATAENDSMOVBH,8；列数

MOVCL,OFFH；键号初值设为一1

;8255A初始化NEXT:MOVDX,300H

MOVDX,303HMOVAL,AH

MOVAL,82HOUTDX,AL；输出行扫描码

CHITDYAlMOVDX,301H

；检测是云有键按下

INAL,DX；读取列值

SCAN:MOVDX,300HCMPAL,OFFH

MOVAL,0JNZF_KEY；找到按键,转去计算键号

OUTDX,AL；令所有行线为低电平ROLAH,1；修改扫描码

WAIT:MOVDX,301HADDCL,BH；按键,使键号取该行末列的键号值

INAL,DX；读取列线值DECBL

CMPAL,OFFHJNZNEXT；未扫完,进入下一行扫描

JZWAIT；所有列线为高,无键按下JMPSCAN

；有键按下，延时去抖动F_KEY：INCCL

MOVCX,NUMRCRAL,1

DLY:LOOPDLYJCF_KEY

MOVBUF,CL

；根据键号查找键盘编码表,获取与键功能对应的键码

章内容提要节内容提要

2.可编程校盘ZZ交接口恙片需79

-j输入:扫描键盘、扫描传感器、选通输入方式

〔输出：8段LED显示器接口，8个或16个,左（右）入口

1）外部特性（40脚）

＞面向CPU的信号（15）＞与键盘接口的信号（14）

＞与LED显示器接口的信号（专用9根）

2）内部结构及各部分功能

3）工作方式

4）命令字（8个,D。〜7特征位）

5）状态字（指示FIFORAM中字符数及是否有错误）

6）8279芯片应用举例

返回

寤7夕面向多"的信号⑨

Do〜7、CS>而、WR

A。：端口选择,=0,数据口，=1,命令口或状态口

RESET:复位,高有效,复位后工作于16字符，

左入口；编码扫描键盘，双键互锁；

时钟分频系数31

IRQ：中断申请,高有效,通常键

盘有数据输入请求时有效

CLK:时钟，为8279提供内部工作时钟

返回

痣79与便盘接口的信号向

SL。〜3：扫描信号,扫描键盘及LED显示器（既与键盘接口，

也与LED接口）.由编程设定为编码输出或译码输

出.编码扫描实现16选1;译码扫描实现4选1

RL。〜7：回复信号，返回键盘矩阵或传感器阵列的列信号

SHIFT:移位信号,入,高有效,键盘数据D6位,用于扩充键功

能（上、下档功能键）；传感器输入及选通输入无效

CNTL/STB:控制/选通信号,入,高有效,键盘输入中,键

盘数据D7位,也用于扩充键功能，（作为控制

功能键）；选通输入方式,其上升沿将RL。〜7

上的数据存入先入先出存储器（FIFORAM）

返回

兼竺竺星尔器接。箝信号法用相

除了SL0〜3外的LED专用信号线

OUTA。〜3、OUTB。〜3：A组、B组显示数据输出与

SL（）〜3同步

_两组可独立使用或合并使用

而:显示消隐信号，出，低有效,显示消隐时,有效

（显示数据切换或执行消隐命令时,显示消隐）

返回

寤7夕向部辂构段各部台功健

①I/O控制及数据缓冲器

②扫描计数器

8279的内部结构框图

③控制与定时寄存器及定时控制

④恢复缓冲器、键盘去抖动及控制逻辑

⑤FIFO/传感器RAM及其状态寄存器

⑥显示RAM及显示地址寄存器

返回

〃。控制女数据倍冲髭

I/O控制操电二）

CSWRRDAQ操作

0010写显小RAM

0011写命令字

0100读FIFORAM或显示RAM

0101读状态字

返回

■■扫描竹救器

4位的计数器，有译码、编码两种方式，由编程设定

译码方式:最低两位经译码，由SL。〜3输出，

作为键盘及显示器的扫描信号.（任何时

亥山SL°〜3只有一个信号有效,实现4选1）

编码方式:计数器的状态由SL。〜3直接输出，再

经外部译码，才能作为扫描信号.（实现16选1）

返回

、按刷与定时寄存器以定时按制

控制与定时寄存器：寄存键盘及显示器工作方式

完成控制功能

定时控制：包括基本计数器，首级计数器是可编

程N计数器,N由编程指定(2-31)

对CLK分频,获得内部所需100kHz工

作时钟;再分频,为键盘及显示器扫

描提供扫描时钟

返回

喋极冲器、粮盘去布劭4枚刷逝情

回复缓冲器：缓冲并锁存回复信号RL0〜7的状态

去抖动电路：实现对键盘输入的去抖动

控制逻辑：根据命令控制去抖动电路；处理回复信号RL。〜7

键盘输入：有键闭合时，去抖动电路被置位，延时10ms再检

测，并将其位置信息与SHIFT、CNTL的状态一起形成键盘

数据，送入FIFORAM

传感器输入：RL0〜7的状态直接送入传感器RAM(FIFORAM)

选通输入：CNTL/STB的上升沿将RL0〜7状态送入FIFORAM

返回

方数/传或器怒挑及其收态寄方器

FIFO/传感器RAM:8X8位,键盘输入方式或

选通输入方式作先入先出存储器(FIFO

RAM);传感器输入方式被称为传感器RAM,

存储传感器阵列中每个传感器的状态

FIFORAM的状态寄存器:键盘输入方式或选

通输入方式，寄存FIFORAM的工作状

态,FIFORAM不空时，会使IRQ变高；

传感器方式,若检测出传感器的状态发生

了变化,会使IRQ变高

返回

星东々MT及星东电址寄4器

9———-----------

显示RAM:16义8位,存储字符的字形码,显示时,

从OUTA。〜3和OUTB。〜3输出

显示地址寄存器:显示RAM的内部地址，可由命

令直接设定,或设置为每次读/写后自动加1

输出端与显示单元中各位的对应关系：

D7口6D5D3D2D1Do

OUTA]OUTAOUTB3OUTB]OUTB

OUTA3OUTA2oOUTB2o

返回

寤7夕的工作方式

A数据输入方式

A显示输出方式

返回

5279的核据输入方式

键盘输入（键扫描）、传感器扫描、选通输入

键扫描：按下一个键时，形成键盘数据，送入FIFORAM,

并产生IRQ（数据读出后撤除）

传感器扫描：FIFORAM中8个单元用于寄存传感器的现时状态，又称

传感器RAM,地址编号与扫描线顺序一致，传感器阵列

（最多为8X8位）中某一位状态发生变化时,产生IRQ

选通输入：与8255A通输入端口的功能完全一样,CNTL/STB

作为选通信号,上升沿锁存RLO〜7到FIFORAM

键盘数据格式

最多8x8键盘，扩充天丽SHIFT

后可达64x4键定义

扫描码,键所在行回复码,键列线

Ctb2个独立开关

编码，计数器低3位（RL。〜。编码

返回

5279的星宗输出方式

8字符左入口、16字符左入口

8字符右入口、16字符右入口

左入口：显示器位置编号与显示RAM地址一一对应

（0号单元显示在0号显示器上）

显示时从最左位开始

右入口（计算器显示方式）：最高位从最右边显示器进入

以后逐次左移

返回

寤7夕的翁冬生⑨个0。〜7特征修J

①设置工作方式

②设置分频系数

③设置读FIFO/传感器RAM的地址

④设置读显示RAM的地址

⑤设置写显示RAM的地址

⑥禁写显示RAM/消隐命令

⑦清除命令

⑧结束中断/设置错误方式

返回

我量工作方式

000

DiDoK2KiKo

特征位显示方式输入方式扫描方式

00：8字符,左入口/I

01:16字符,左入口」/0：编码扫描

1：:期•二第00:键盘，双键锁定1：译码扫描

n.16子付，右入口01:键盘,N键轮回

10:传感器扫描

11:选通输入

返回

世鬓力频京数

001PPPPP

特征位分频系数N(2〜31)

分频目的:得到lOOKHz的基本工作时钟

返回

凄置裱仍我/传感器走£况的地址

010AIX卜2为A。

自动无FIFORAM

特征位效

增量地址

0：读出后地址不变」键盘方式无效,写0

1:每次读出地址自动加1

返回

强量裱星尔出%的地祉

0I1I1AIA31A2IA]IAo

特征位!|显示RAM土也址

0：读出后地址不变

1:每次读出地址自动加1

返回

强量与星尔出%的地祉

1I0I0AIA31A2IA]IAo

特征位If显示RAM地址

0：写入后地址不变

1:每次写入地址自动加1

i返回

I_______

演写星东走M灯涌德年令

101X

IWAIWBBLABLB

A组B组A组B组

特征位无效

禁写禁写消隐消隐

y

1:相应显示RAM禁止写入

返回

循除命令

110CD2CD1CD。CFCA

道除显清除显示清FIFO总清

特征位

示RAMRAM的方式RAM除

置空FIFORAM

Ox:全部清0

并复位IRQ

10:置成20H

有效Ooo

11：置成全1清除FIFORAM

及显示RAM

返回

辂束中断/我丑猫篌方K

111Exxxx

特征位无效

键盘N键轮回方式,发现多键同时按下，

置状态位S/E,产生中断并阻止写入FIFORAM

返回

279输决检务（指示75矽彩钢符剧及是否有黯篌，

DuS/E0FNo

uN2“

Du：显示无效标志，由命令清除显示RAM时置1

S/E:键盘输入方式下作特殊错误标志，二1:多键同时按下

0:溢出标志，向已满的FIFORAM写时置1

U:不足标志，从已空的FIFORAM读时置1

^N^oiFIFORAM中字符的个数

返回

»827沁悠片点用率例

TP86A单板机系统，8279管理3X8的矩阵键盘和8个8段

共阳极数码显示器，8279的地址为OFFF8H和OFFFAH

要求：在显示器上显示03.12.25

键盘:查询方式检测键盘,有键按下,将键盘数

据存入KEY_DATA单元

将8279的工作方式设置为：编码扫描

键盘输入,双键互锁;8字符,左入口

外接时钟频率2.5MHz,分频系数25

硬件电路软件编程

返回

被件电路

4-5V

TP86A单板机键盘显示接口电路原理图

返回

程序段

;字形码送入显示RAM

皴件编殁LEASLDISPMEM+7;指向最右端字符

MOVBH,0；查表位移量高位清0

MOVCX,8；字符个数

MOVDX,OFFFAH

MOVAL,OOH

OUTDX,AL；显示方式：8字符,左入口

MOVAL,39H

OUTDX,AL；分频系数=25

MOVAL,90H

数据段各单元定义OUTDX,AL;写显示RAM首址0,自动递增

NEXT:MOVDX,0FFF8H

DATASEGMENT

MOVBL,[SI]；取字符值，作查表位移量

；依次存储0〜F及小数点的共阴极段码

MOVAL,SEGTAB[BX];取显示字符的字形码

SEGTABDB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH

OUTDX,AL；字形码写入显示RAM

DB07H,7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH

DECSI；修改地址指针

DB79H,71H,80H

LOOPNEXT

;显不字符存储区

；查询是否有键按下,若有,将键盘数据存入内存

DISPMEMDBOOH,03H,10H,01H,02H,10H,02H,05H

MOVDX,OFFFAH

KEY_DATADB?

WAIT:INAL,DX

DATAENDS

ANDAL,07H;读FIF0RAM的状态字

JZWAIT；无键按下，继续检测

MOVAL,40H

OUTDX,AL；有键按下，设置读FIFORAM

MOVDX,0FFF8H

INAL,DX；读取键盘数据

MOVKEY_DATA,AL；存储键盘数据

章内容提要节内容提要

3.R绊机碗盘及接口

'PC机键盘与主机独立,通过一根5芯电缆

与主机箱相连,PS/2接口、USB接口等

1）PC机键盘的组成

单片机、译码器和键盘矩阵

101个按键组成16行义8列的键盘开关矩阵

2）键盘接口的功能

3）接口电路的组成及工作原理

接口组成及硬件原理图

工作原理读取扫描码及控制程序段

返回

R纯械盘接口的功犍

・串行接收键盘送来的扫描码,转换成并行数据并保存

・收到一个键的扫描码后产生中断请求

♦接收CPU的命令,输出到键盘;接收键盘的响应信号

返回

揭口梗件原理图

■单片机8048及键盘矩阵组成

的智能化键盘，独立于主机

•串并转换器74LS322、并行接

口芯片8255A和中断触发器组

成,在主机箱内

返回

»钱盘接口的工作原理

单片机8048:实现对键盘扫描、编码，利用内部计数器对键盘

矩阵扫描,形成按键的扫描码（即行列位置码），再由串行口送出

5芯电缆：除了来自于主机的电源、地和复位信号外,还有两

根双向信号线DATA和CLOCK,分别用于传输数据和时钟信号

CPU响应键盘中断，在服务程序中，可由8255A的PA口读键盘扫描码

接口电路工作原理①74LS322——带符号扩展的8位移位寄存器

②8048对键盘扫描，形成扫描码

③时钟信号传输给74LS322——PB6=1

④数据信号传送给74LS322——PB7=0

⑤允许键盘工作——PB6=1且PB,二工

返回

模或越钱扫描鸠双枚制程序K

；初始化程序中对8255A的设置

MOVAL,99H

OUT63H,AL;工作方式

MOVAL,80H

OUT61H,AL;PB7=1,复位322及中断触发器

MOVAL,40H

OUT61H,AL;PB7=0,PB6=1;允许322工作

;IRQ】服务程序中读取扫描码及控制

INAL,60H；读取扫描码

PUSHAX;保存扫描码

INAL,61H

MOVAH,AL

ORAL,80H

OUT61H,AL；PB7=1,复位322及中断触发器

XCHGAH,AL

OUT61H,AL；PB7=0,PB6=1;允许再接收

POPAX；取回扫描码

MOVAH,AL；AH中为按键的扫描码

;键处理

章内容提要

g.2然你墨模口

■本节内容

工概述

2CRT显示器原理

3CRT显示器接口

章内容提要节内容提要

>1.概述

CRT（CathodeRayTube,阴极射线管）显示器

按功能分］字符终端

图形终端

按显示色彩分

章内容提要节内容提要

、2.欠7星东器原理

-JI-------

>CRT显示器组成——电子枪、偏转板和荧光屏

电子枪:一个或多个，位于CRT的最底端,发射高速电子

束.单色显示器只有一个,只能发一个电子束;彩色显示

器有红(R)、绿(G)、蓝(B)三个电子枪,能发三束电子

偏转板:分为水平偏转板和垂直偏转板,分别控制电子

束打向荧光屏的水平方向和垂直方向

1)CRT显示器的显示原理

2)光栅技术

返回

欠7星东森的星东原理

显示原理：由电子枪把电子束打到涂有

一层磷光材料的显示屏上；电子束穿过

一连串强磁场,发生偏转打在显示屏的

不同位置上，使得磷光材料暂时性地发

亮.每个点代表一个像素,控制电子束

的电压,就能调整每个点的明暗

返回

光栅枝木

微机系统中,采用光栅扫描技术

电子束的强弱由视频信号（“0”或“I”）控制;

扫描发生器产生水平扫描和垂直扫描信号,分

别加到显示器的水平和垂直偏转线圈上，以确

定电子束射到荧光屏上的位置

CRT的光栅扫描过程

章内容提要节内容提要

S.绞7星东器接口

1）接口电路的组成

显示缓冲器RAM字符发生器、

CRT控制器、移位寄存器、视频信号合成器

2）字符的显示原理

3）图形、汉字的显示原理

返回

生符或金春及星市彩钢f

③字符发生器：将字符的ASCII码转换成点阵信号,控制电子束的强弱

就是字符点阵代码存储器一一以ASCH码为高位地址、

是以扫描行地址为低位地址的只遑在储盎ROM

a字符以点阵

③显示RAM（VRAM）:存储要显示的信息一形式显示一

字符显示方式中,存储字符码（AS%而和显示属性码,

一个字符窗口对应VRAM中的两个单元，

偶地址单元存储字符码;奇地址单元存储属性码

图形显示方式中，存储整幅屏幕的点阵图

（即：每个点的明暗状态及色彩）

参子符显示原理参图形、汉字显示原理

返回

欠7控制器，移性寄腐器,

视频信号合戚器

③移位寄存器和视频信号合成器

移位寄存器:并行线代码转换成串行数据送往视频输出电路

视频信号合成器:把字符、图形的点阵信息与水平同步信号、

垂直同步信号、消隐信号合成为一种复合的视频信号

③CRT控制器：CRT接口的核心部件

（如Intel8275、MC6845、MC6847）

主要功能：

'提供读显示RAM的扫描地址和屏幕显示的扫描地址

「水平同步、垂直同步、显示允许或消隐信号

;提供时序控制信号锁存器的锁存信号

〔移位寄存器的串行移位信号（打点时钟）

返回

生符的星东原理

5X7字符点阵

ASC码ASCII线选地址输出码

码5X7点阵

输oRSRSRSQQQQQ

出o

当

字符ROMY|1|||

媛o661!?16

I28X5X7冲o

沿O010100()1

01110001

来

.A小小—一LL；

址

续

选

地O101110

自r

42H1||

CRT1010001

控

一

制RS11010001

器

当O11111

1111110

的

低

位

地

字

符

发

生

的

作

理

器

I原

00000000

瀚&显示字符时,不是扫描显示出一个完整的字符后再扫描显示

Tkr-个字符,而是同时扫描显示一个字符行中的所有字符

返回

图形、浅生的星东原理

点

行

向

N-2

显示存储渊屏脩

图形显示方式示意图

图形的显示原理:显示RAM中的点信息与屏幕上点

相对应图形显示方式,不需要字符发生器,存储器

中的点信息直接变成串行数据输出

汉字的显示原理:需要汉字系统支持

主要在于：汉字字形的产生、汉字库的建立及汉字检索;

通常需要16X16以上的点阵

章内容提要

g.m打印机接口

■本节内容

L打印机的结构及各部分功能

——针式打印机

2.打印机接口方法

3-IBM-PC打印机接口

章内容提要节内容提要

1.打印机的辂相发各部台阶犍

----4t蚁打印机

1）打印机构

2）控制逻辑电路

3）操作面板

4）电源单元

返回

打印机构

针式打印机由打印头、字车、色带、电磁传动机构、走纸机构、

检测器组成

打印头由电磁机构和打印针组成，将字符数据转换成电磁信号

字车由打印头架及伺服驱动机构组成，以驱动打印头产生水平运动

色带机构由色带及色带墨盒组成,其功能是使色带产生与字车平行

的运动并相对字车产生相对运动

走纸机构由滚纸筒传动齿轮的步进电机组成,其功能是在垂直方向

按行移动纸张即产生走纸运动

检测器进行纸尽检测、初始位置检测

返回

校刷返晴电路

电路组成:微处理器、行缓存RAM、ROM、打印头驱动电路

主要功能：接受主机发出的命令和数据，返回主机所需

状态信息和应答信号，驱动各个机构执行初始化命令、

打印命令和自检命令，并发出检测信号

章内容提要节内容提要

2.打印机接口方法

--V---------

1）并行打印机接口标准一-—Centronics标准

@•25针打印电缆线引脚

@•数据传送时序

2）接口逻辑结构

@■接口逻辑结构图

您接口功能及工作原理

3）IBM-PC打印机接口与打印机的连接

返回

弟针打印电他钱引脚

引脚信号功能

1STROBE#数据选通

2〜9DATA。〜78位数据线

10ACK#应答信号

11BUSY打印机忙

12PE纸尽

13SLCTOUT联机请求（打印机可用）

14AUTOFEED#打印一行后自动走纸

15ERROR#无纸、脱机、出错才疑

16INIT#初始化（复位）

17SLCTIN允许打印机工作

18〜25GND地线

返回

数据偌送时本

Tt..........-----------

并行打印机接口数据传送时序

涉及到的信号：8根数据信号线、2根握手联络信号

线STROBE#、ACK#和1根状态线BUSY

返回

嫉。逐粒辂相附

数

数

线

写数据二输出数据据

据

收寄存器

发

读数据二输入数据

器

缓冲器集

电

控

打

5极

写控制。制

印

驱

控制寄存器信

机

动

号

器

命

令状态寄存器

AEN-译

(2)

AO〜9-码

，读控制状态信号

IOR#-器状态寄存器

，读状态

IOW#-(1)

IRQ・

复位一

并行打印机接口逻辑框图

接口的组成：

若干端口寄存器、数据缓冲器、地址译码器和数据驱动部件

返回

接。功犍及工作原理

接口的功能.接口工作原理

数据缓冲作用一一接受主机的数据,

①数据输入/输出

在适当的时候再送给打印机;接受主

机的控制信息,经缓冲后送给并行设②控制信号写入

备,控制并行设备工作;接受并保存

③控制信号读出

并行设备的状态，供CPU读取处理

④状态信号读出

⑤复位操作

⑥中断申请信号产生

返回

易打印机的逡接

并

主数据/控制/状态

并

行

机361

脚

行25

脚

y