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1、1人机交互设备接口最新内容回顾内容回顾n并口基本概念并口基本概念l并行传输与串行传输的概念与特点。l并口的分类：基本并口电路、可编程并口电路。n8255A可编程并行接口可编程并行接口l内部结构、外部引脚。l8255A编程：方式选择控制字、C口置位/复位控制字。l8255A工作方式：方式0、1、2。nPC机中的并口应用机中的并口应用lPC/XT机：单片8255A，地址6063H。lPC/AT机：集成，地址和功能与PC/XT相同。2人机交互设备接口最新第七章第七章 人机交互设备接口人机交互设备接口显示器接口4 4鼠标接口2 2LED接口3 3打印机接口5 5键盘接口1 1音频设备接口6 63人机交
2、互设备接口最新(1)键盘分类根据按键开关的结构有触点式：机械式、弹簧式等。手感差、易磨损。无触点式：电容式、电感式。手感好、寿命长。根据键盘插口形式：大口、小口、USB口。 7.17.1键盘接口键盘接口4人机交互设备接口最新根据键盘的编码方式编码键盘由硬件电路完成扫描、编码和传送，直接提供按键编码信息，并完成去抖、防串键等功能。响应速度快，但硬件复杂，价格较贵。非编码键盘键盘的扫描、编码和传送由软、硬件共同完成。响应速度较慢，但可修改软件来重定义按键，使用灵活，扩充方便。目前主要使用非编码键盘非编码键盘。5人机交互设备接口最新(2)非编码键盘的工作原理线性键盘每个按键都有一条数据线送到计算机接
3、口，适用于按键较少的专用键盘。缺点：按键较多时，数据线也增多，增加成本。6人机交互设备接口最新矩阵键盘按键按照行列排放。优点：节省输入线。缺点：需要采用特殊的方法进行按键识别。7人机交互设备接口最新(1)判断是否有键按下CPU向所有的行输出低电平，然后读取列线值。若所有列线均为高，则无键按下；否则有键按下。(2)判断是哪个键按下（行扫描法）先向第0行输出低电平，其余行输出高电平，然后读取列线值。若某一列为低，则说明0行与该列交叉处的键被按下。若列线全为高，说明本行无键按下，则继续扫描下一行。依次类推，直到找到键或全部扫描完毕。确定了行号和列号，可形成键盘扫描码。n行扫描法行扫描法8人机交互设备
4、接口最新【例7-1】如图的矩阵键盘，其行线接8255A口低4位，列线接B口低4位。A、B口均为方式0，A口输出，B口输入。试采用行扫描法编程读取键盘码。9人机交互设备接口最新Start： MOVAL，82H；设置8255A的工作方式 OUT63H，AL；判别是否有键按下MOVAL，00H；给A口输出00H OUT60H，ALWait1：INAL，61H；读入B口的值 ANDAL，0FH；取低4位 CMPAL，0FH；比较 JZWait1；全1则无键按下，继续等待 CALLDELAY；延时，消除抖动消除抖动INAL，61H；再次读B口，测试有无低电平 ANDAL，0FH CMPAL，0FH JZ
5、Wait1；全1则是干扰，继续等待10人机交互设备接口最新；判断哪个键按下 MOVCL，4；设置计数初值 MOVAL，0FEH ；使A0=0，准备扫描第一行Check:OUT60H，AL MOVAHAH， AL；保存行扫描码行扫描码INAL，61H；读B口 ANDAL，0FH；取低4位 CMPAL，0FH；比较 JNZTableTable；有键按下，转键值处理子程序键值处理子程序 MOVAL，AH；无键按下，则修改行扫描码 ROLAL，1；循环左移1位 DECCL；行数减1 JNZCheck；未扫描完4行，则继续 JMPSTART；重新扫描11人机交互设备接口最新Table： CALLKeyV
6、alue；AH=行扫描码，AL=列扫描码MOVAL，00 ；等待按键释放等待按键释放OUT60H，ALWait2：INAL，61H；读B口ANDAL，0FH；取低4位CMPAL，0FH；比较JNZWait2；按键未释放，则继续等待；后续处理KeyValueProcCMPAX，0FE0EHJZL0；0行0列按键时的分支处理CMPAX，0FE0DHJZL1；0行1列按键时的分支处理.；依次对16个按键分别判断RETKeyValueENDP12人机交互设备接口最新首先向所有行输出低电平，然后读列线。若某列线为低电平，则说明该列有键按下。由此可获得列号。然后向所有列输出低电平，读取行线，以同样方法确定
7、按键的行号。通过行号和列号确定按键的位置和编码。n行列反转法行列反转法13人机交互设备接口最新(1)行扫描依次向各行输出低电平，其余行为高电平。每扫描一行，读取一次列线，若列线全为高电平，则没有键按下，若有一列为低电平，则有键按下，获取按键的行号和列号，行扫描完成。(2)列扫描依次向列线输出低电平，然后读取行线值，再次获得按键的行号和列号。(3)扫描码比较两次获得行号和列号相同，则键码正确，即获得按键的行列扫描码。n行列扫描法行列扫描法14人机交互设备接口最新(1)去抖现象：按键时，按键开关会在闭合和断开间跳动几次最后达到稳定状态，脉冲出现毛刺，持续时间小于10ms。后果：误判为多次按键。方法
8、：硬件：RC滤波电路。软件：延时重判法。(2)重键由于误操作，同时按下2个或多个键。连锁法：不停地扫描键盘，仅承认最后一个闭合键。顺序法：识别到一个闭合键后，直到该键释放后再去识别其它按键。去抖与重键问题去抖与重键问题15人机交互设备接口最新内容概要内容概要显示器接口4 4鼠标接口2 2LED接口3 3打印机接口5 5键盘接口1 1音频设备接口6 6l键盘的分类l键盘的工作原理：扫描方法16人机交互设备接口最新(1)鼠标的工作原理将鼠标在平面移动时产生的位移和方向信息转换为屏幕上光标的坐标位置。(2)鼠标的分类2键式、3键式、4键。机械式、光电式等。有线式、无线式。并口、串口、PS/2口、US
9、B口等。 7.27.2鼠标接口鼠标接口17人机交互设备接口最新(3)鼠标的接口MS串口通过9针或25针DB头与计算机连接，连到主机的COM1或COM2口，采用RS-232C标准通信。18人机交互设备接口最新PS/2串口通过6针的微型头与计算机连接。与MS串口鼠标的逻辑电平标准不同。MS串口鼠标使用RS-232C标准，为负逻辑：“1”为-3V-15V；“0”为+3V+15V。PS/2鼠标为TTL电平：“1”为+5V，“0”为0V。19人机交互设备接口最新总线鼠标接口与插槽中的扩展卡连接。目前很少使用。USB鼠标接口广泛使用，支持热插拔。无线鼠标接口：BlueTooth20人机交互设备接口最新(4
10、)鼠标接口的编程仅向PC机单向传输数据，没有端口地址，所有功能都由INT33H功能来实现。INT33H的功能号为03H（存放在AX中）时，可获取鼠标指针的按键状态和指针位置。返回的信息：BX=按键状态。位0（左键是否按下：按下为1，未按下为0）位1（右键是否按下：按下为1，未按下为0）位2（中键是否按下：按下为1，未按下为0）CX=水平坐标，单位：像素。DX=垂直坐标，单位：像素。21人机交互设备接口最新【例7-2】单步执行下列程序，当进行鼠标操作时，BX、CX和DX会返回相应的操作信息。LL： MOVAX，03HINT33HJMPLL22人机交互设备接口最新内容概要内容概要显示器接口4 4鼠
11、标接口2 2LED接口3 3打印机接口5 5键盘接口1 1音频设备接口6 6l鼠标的工作原理l鼠标的分类l鼠标的接口l鼠标接口的编程23人机交互设备接口最新l由LED发光二极管组成，主要用于显示信息。l常用的LED显示系统有单个LED显示管、LED数码管和LED点阵显示器等，工作原理类似。(1)LED数码管结构 7.3LED7.3LED接口接口l七段数码管：ag段用来显示10进制或16进制数字和字符，DP段用来显示小数点。l二极管导通，相应的段即发光。控制不同组合的段发光组合的段发光，就可显示各种数字和字符。l控制各发光段上的代码为段码段码；控制某个数码管的码为位码位码。24人机交互设备接口最
12、新lLED电路的2种接法共阳极：共阳极：l阳极共接+5V。l发光段阴极接低电平低电平才能导通发光。共阴极：共阴极：l阴极共接地。l发光段阳极接高电平高电平才能导通发光。25人机交互设备接口最新(2)LED数码管接口的编程 静态驱动（直流驱动）当显示某字符时，对应的二极管恒定的导通或截止。每位数字均需一个8位的触发器来驱动。缺点：I/O接口利用率低，一般用于显示位数较少的场合。26人机交互设备接口最新【例7-3】已知8255B口接共阴极LED的阳极，采用静态驱动法，编程使B口显示字符0F。DATASEGMENTL_CODEL_CODEDB3FH，06H，5BH，4FH，66H，6DH，7DH，0
13、7H，7FH，6FH，77H，7CH，39H，5EH，79H，71HDATAENDSCODESEGMENTASSUMECS：CODE，DS：DATASTART：MOVAX，DATAMOV DS，AX27人机交互设备接口最新MOVAL，10000000B；A、B口输出，方式0OUT63H，AL；写8255控制字MOVBX，OFFSETL_CODEMOVCX，10HMOVSI， 0L1：MOVAL， BXSIOUT61H，AL；向B口送0F的段码INCSILOOPL1CODEENDSENDSTART28人机交互设备接口最新动态驱动指按位轮流点亮各位显示器。只要扫描的频率合适，就能得到稳定的显示。A
14、口送段码，B口送位码。优点：位数较多时，可节省端口资源。29人机交互设备接口最新内容概要内容概要显示器接口4 4鼠标接口2 2LED接口3 3打印机接口5 5键盘接口1 1音频设备接口6 6lLED电路的结构：共阴/共阳lLED接口的编程：静态/动态30人机交互设备接口最新补充知识：补充知识：16021602液晶屏液晶屏31人机交互设备接口最新1286412864液晶屏液晶屏32人机交互设备接口最新nCRT显示器(阴极射线管)：便宜、耐用；体积大、耗能。nLCD(液晶)：体积小、重量轻、耗电少；成本高。完整的显示系统由主机、显示控制适配器（显卡）和显示器组成。显卡控制显示器显示字符和图形，PC
15、机对屏幕的任何操作都要通过显卡来实现。 7.47.4显示器接口显示器接口主机主机显示控制适显示控制适配器配器（显卡）（显卡）显示器显示器（监视器）（监视器）33人机交互设备接口最新(1)显示器的工作原理nCRT显示器34人机交互设备接口最新35人机交互设备接口最新nLCD显示器液晶是具有规则性分子排列的有机化合物，分子按照一定方向整齐排列。当有电流通过或电场改变时，晶体会改变排列方式从而产生透光度的差别。按此原理控制每个像素，便可构成所需图像。36人机交互设备接口最新(2)显示器接口（显卡）37人机交互设备接口最新n显存：存放要显示的信息，包含字符码和属性。存储速率快。容量越大，显示效果越好。
16、n字符发生器：存储字母和常用数字符号的字模。当收到一个ASCII码时，字符发生器会从字模库中取出字模数据，转换为电信号发给显示器。n图形产生器：将常用的绘图功能如画点、线、圆、面、多边形等直接集成在图形加速芯片上，从而减轻CPU的绘图运算负担，加快显示速度。n控制电路：发出控制信号，控制显示器上亮点的位置和颜色。38人机交互设备接口最新n与主机接口（总线接口）：早期使用ISA、PCI，现在普遍使用AGP，传输速度快。n显示器接口：有VGA模拟接口（15Pin）和DVI数字视频接口。DVI接口将显卡产生的数字信号原封不动地传输给显示器，从而避免了数/模转换过程和模拟传输过程中的信号损失。39人机
17、交互设备接口最新内容概要内容概要显示器接口4 4鼠标接口2 2LED接口3 3打印机接口5 5键盘接口1 1音频设备接口6 6l显示器的工作原理l显示器接口的组成40人机交互设备接口最新(1)打印机的组成与分类l组成：由控制电路和执行机构2部分组成。控制电路又包括CPU、端口、存储器、锁存器、驱动电路。l分类 7.57.5打印机接口打印机接口打印机类型打印方式打印速度针式打印机击打式慢喷墨打印机非击打式较快激光打印机非击打式快快41人机交互设备接口最新(2)打印机接口标准l通常采用36芯的Centronics并行接口标准。42人机交互设备接口最新Centronics并口的时序当打印机不忙时当打
18、印机不忙时BUSY=0BUSY=0，主机向打印机输出数据。主机向打印机输出数据。数据稳定后，主机发选通信号数据稳定后，主机发选通信号STORBESTORBE；其；其下降沿将数据存入下降沿将数据存入打打印机内部的输入寄存器。印机内部的输入寄存器。打印机收到数据后，打印机收到数据后，STORBESTORBE上升沿将上升沿将BUSYBUSY位置位置忙，忙，打印机暂不接收新数据。打印机暂不接收新数据。打印机处理完毕后返回打印机处理完毕后返回ACKACK信号，信号，撤消撤消BUSYBUSY忙忙，可以接收，可以接收新的数据。新的数据。43人机交互设备接口最新l打印机与主机连接时，打印机一端是36芯D型头，
19、主机一端是25芯D型头。44人机交互设备接口最新(3)打印机接口的编程编程方法：直接对端口编程；使用BIOS功能调用；使用DOS功能调用。对打印机适配器端口直接编程通过以下3个寄存器来进行操作：l数据输出寄存器(基地址)：存放要打印的字节数据。l状态寄存器(基地址+1)：存放打印机的状态信息，如出错情况等。l控制寄存器(基地址+2)：完成对打印机的初始化以及中断方式设置等。45人机交互设备接口最新BIOS功能调用实现打印机控制INT17H功能调用。AH=功能号l1号子功能：初始化打印机入口参数：DX=打印机号(LPT1=0,LPT2=1,LPT3=2)出口参数：AH=打印机状态l0号子功能：打
20、印一个字符入口参数：AL=打印字符的ASCII码DX=打印机号(LPT1=0,LPT2=1,LPT3=2)出口参数：AH=打印机状态46人机交互设备接口最新l2号子功能：读打印机状态入口参数：DX=打印机号(LPT1=0,LPT2=1,LPT3=2)出口参数：AH=打印机状态。格式如下：D0：1表示打印机处于忙状态超过1秒，出现超时错；D1：未用；D2：未用；D3：0表示打印机出错，1表示有错误；D4：0表示打印机脱机，1表示打印机联机；D5：0表示打印机有纸，1表示打印机纸用完；D6：0表示正常，1表示应答信号有效；D7：0表示打印机忙，1表示打印机不忙。47人机交互设备接口最新DOS功能调
21、用实现打印机控制比BIOS调用更高级、更易用。lINT21H的功能5：打印字符入口参数：DL=打印字符的ASCII码出口参数：无lINT21H的功能40H：使用句柄(标识号)来访问文件或设备，打印机的句柄为0004H，该功能只能访问LPT1。入口参数：BX=0004H,DS:DX=要打印的数据区CX=打印的字节数出口参数：调用出错则进位标志为1。打印机脱机AX=5,句柄使用错误AX=6。48人机交互设备接口最新内容概要内容概要显示器接口4 4鼠标接口2 2LED接口3 3打印机接口5 5键盘接口1 1音频设备接口6 6l打印机的组成与分类l打印机接口标准l打印机接口的编程49人机交互设备接口最
22、新(1)音频处理技术l声音是模拟信号，而计算机只能处理数字信号，故需进行模/数转换，这个过程称为声音的数字化。l声音的数字化有2个步骤：采样、量化。 7.67.6音频设备接口音频设备接口50人机交互设备接口最新l采样采样：指在对声音信号进行数字化时，每隔一段固定时间，对连续变化的声音模拟信号测量一次幅度值。采样后得到一系列声音信号的样本。l采样频率采样频率：每秒钟采样的次数。采样频率越高，记录的数字音频信息与模拟声音信号越相似。51人机交互设备接口最新l量化量化：输入的模拟信号经采样后得到的样本需用一个具体的数值来表示，这个过程称为量化。l量化精度量化精度：指每个采样值的二进制位数。位数越多表
23、示量化的等级越多，丢失的信息越少，数字化后的声音质量越好。52人机交互设备接口最新(2)声卡的组成和接口53人机交互设备接口最新l声卡的组成数字声音处理芯片(DSP)：对数字音频信号进行处理。混音器芯片：混合从不同输入源输入的信号，并提供音量的控制等功能。合成器芯片：用于合成乐器声音。总线接口芯片：用于主机和声卡间的信息交互。54人机交互设备接口最新l声卡接口外部接口有：扬声器输出插孔：接音箱或耳机。麦克风输入插孔：接麦克风，用于录入声音。线路输入插孔：用于连接录音机、立体声收音机等外部音源，可进行声音的录制。游戏柄接口/乐器数字接口插座：用于连接游戏杆和MIDI乐器等。(3)声卡接口的编程（略）55人机交互设备接口最新内容概要内容概要显示器接口4 4鼠标接口2 2LED接口3 3打印机接口5 5键盘接口1 1音频设备接口6 6l音频处理技术l声卡的组成和接口l声卡接口的编程（略）56人机交互设备接口最新Thank You !作业：作业：2 2，6 6。其它题目：答案标在书上。其它题目：答案标在书上。Thank You !57人机交互设备接口最新人机交互设备接口最新
