第八人機交互設(shè)備接口學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1第八第八 人機交互設(shè)備人機交互設(shè)備(shbi)接口接口第一頁，共58頁。第1頁/共58頁第二頁，共58頁。第2頁/共58頁第三頁，共58頁。PA0PA1PA2PB3PB2PB1PB08255ACPU行0行1行2列0列3列1 列2圖8.1 非編碼鍵盤接口第3頁/共58頁第四頁，共58頁。第4頁/共58頁第五頁，共58頁。第5頁/共58頁第六頁，共58頁。第6頁/共58頁第七頁，共58頁。第7頁/共58頁第八頁，共58頁。數(shù)據(jù)緩沖器I/O控制FIFO RAM的狀態(tài)寄存器顯示地址寄存器168顯示RAM片選總線控制與定時寄存器88FIFORAM鍵盤去抖與控制顯示寄存器定時控制掃描計數(shù)器返回緩沖

2、器時鐘復(fù)位OUTA03OUTB03BDSL03RL03SHIFTCVTL/STBD07RDWR CSA0IRQ圖8.2 8279芯片(xn pin)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖第8頁/共58頁第九頁，共58頁。8279RL0RL7SHIFTCNTL/STBSL0SL3OUTA03OUTB03BDD0D7IRQRDWRCSA0CLKRESET+5VGND CPU鍵盤顯示器第9頁/共58頁第十頁，共58頁。各引線功能如下：D0D7：雙向數(shù)據(jù)線，用于CPU和8279芯片之間傳送數(shù)據(jù)、命令和狀態(tài)信息。CLK：系統(tǒng)時鐘，為8279芯片提供內(nèi)部定時。RESET：復(fù)位線，高電平時復(fù)位8279芯片到：16個字符顯示（左進(jìn)方

3、式）；編碼掃描鍵盤（雙鍵鎖定）；時鐘設(shè)置為31.CS：片選線，由I/O端口地址譯碼器產(chǎn)生低電平時8279芯片被選中。RD：讀信號，低電平有效。WR：寫信號，低電平有效。第10頁/共58頁第十一頁，共58頁。第11頁/共58頁第十二頁，共58頁。特 征 位命 令 參 數(shù)D7 D6D5D4D3D2D1D0（1）設(shè)置鍵盤及顯示方式 設(shè)置鍵盤及顯示方式命令字格式為：D7D6D5（000）：命令特征(tzhng)碼。D4D3（DD）：用來設(shè)定輸入方式，定義如表8.2所示。D0（K0）：用來設(shè)定掃描方式。K0=0為編碼掃描；K0=1為譯碼掃描。第12頁/共58頁第十三頁，共58頁。 D D 方 式 0 0

4、 0 1 1 0 1 1 8個字符顯示，左進(jìn)方式16個字符顯示，左進(jìn)方式8個字符顯示，右進(jìn)方式16個字符顯示，右進(jìn)方式 K2 K1 方 式 0 0 0 1 1 0 1 1 掃描鍵盤輸入，雙鍵鎖定掃描鍵盤輸入，N鍵輪回掃描傳感器輸入選通輸入表8.1 顯示(xinsh)輸出方式表8.2 輸入工作(gngzu)方式（2）設(shè)置時鐘頻率(pnl) 設(shè)置時鐘頻率(pnl)命令格式為：D7D6D5D4D3D2D1D0010PPPPP第13頁/共58頁第十四頁，共58頁。D7D6D5D4D3D2D1D0001AIA1A2A0其中(qzhng)D7D6D5（010）：命令特征碼。D4（AI）：自動地址增量標(biāo)志位

5、。當(dāng)AI=1時，每次讀出后地址 自動加1指向下一存儲單元AI=0時，讀出后地址不變。 第14頁/共58頁第十五頁，共58頁。D7D6D5D4D3D2D1D0011AIA3A1A2A0其中D7D6D5（011）：命令特征(tzhng)碼。D4（AI）：自動地址增量標(biāo)志。AI=1時，每次讀后地址自動增1； AI=0時，讀后地址不變。（5）寫顯示RAM（略）第15頁/共58頁第十六頁，共58頁。D7D6D5D4D3D2D1D0D00S/EUFNNN5. 8279芯片應(yīng)用舉例 TP86A單板微型計算機使用8279芯片作為(zuwi)鍵盤及LED顯示器接口，電路原理圖如圖8.4所示。第16頁/共58頁第

6、十七頁，共58頁。8279RL0SHIFTCNTLOUTA03OUTB03D0D7RDWRCSA0CLKRESETTP86SL0SL1SL2SL3RL0鍵盤矩陣A74LS45BCD74LS45段驅(qū)動器A B CY0Y1Y20007+5V譯碼器74LS156圖8.4 TP86單板機鍵盤/顯示器接口電路譯碼器第17頁/共58頁第十八頁，共58頁。第18頁/共58頁第十九頁，共58頁。 TEST AL，07H ；檢查是否有鍵入代碼 JZ LOOP1 ；無再查 MOV AL，40H ；有鍵入代碼，指定讀FIFO OUT DX，AL MOV DX，0FFE8H IN AL，DX ；讀出數(shù)據(jù) MOV DI

7、，AL ；存入內(nèi)存400H單元 HLT ；暫停顯示輸出程序段，執(zhí)行(zhxng)下面程序段后從0位開始顯示19991208八個字符，假定八個字符的字形碼存于內(nèi)存300H開始的8個單元中。第19頁/共58頁第二十頁，共58頁。第20頁/共58頁第二十一頁，共58頁。第21頁/共58頁第二十二頁，共58頁。第22頁/共58頁第二十三頁，共58頁。SEDSS/PD0OECLRCLKGOAOBOHOHD11DCLKCLRPR+5VQQDCLKRQDCLKRQ+5VLS3228255APB7PB6CLKDATARESETGND+5VPCLKRESET8255APA7PA6PA0IRQ1圖8.5 微機鍵盤

8、(jinpn)接口電路第23頁/共58頁第二十四頁，共58頁。第24頁/共58頁第二十五頁，共58頁。第25頁/共58頁第二十六頁，共58頁。第26頁/共58頁第二十七頁，共58頁。1.字符顯示(xinsh)原理 顯示(xinsh)器字符的方法以點陣為基礎(chǔ)。這種方式將字符分解成m n個點陣組成陣列，將點陣存入由ROM構(gòu)成的字符發(fā)生器中，在CRT進(jìn)行光柵掃描的過程中，從字符發(fā)生器中依次讀出點陣，按照 點陣的0和1控制掃描電了束開關(guān)，在屏幕中形成字符。字符字符點陣的多少取決于字符顯示(xinsh)質(zhì)量和字符塊大小，在PC機中字符窗口為914點陣，字符為7 9點陣。 在PC機中，整個屏幕的字符共占用

9、4000字節(jié)的視頻存儲器空間（B800：0H-B800：F9FH），彩色文本顯示(xinsh)的視頻緩沖區(qū)首地址為B800：0H，單色文本為B000：000H。第27頁/共58頁第二十八頁，共58頁。移位寄存器S L視頻信號字符發(fā)生器ROMVRAMRA3RA0ASCII碼OSCI/ 9I/（80+18）I/（9+5）I/（25+1）點振蕩器（16.257MHz）點計數(shù)器水平地址計數(shù)器加載控制水平消隱行間消隱垂直消隱光柵地址計數(shù)器 垂直地址計數(shù)器水平同步電路垂直同步電路水平同步信號垂直同步信號CPU 控制字符時鐘定時控制電路VRAM與顯示屏的對應(yīng)關(guān)系第28頁/共58頁第二十九頁，共58頁。2.字

10、符(z f)屬性 顯示器上的每個字符(z f)在視頻緩沖區(qū)（VRAM）由2個字節(jié)表示，第一個字節(jié)是顯示字符(z f)的ASCII碼，而第二具字節(jié)是該顯示字符(z f)的司性。字符(z f)的必性確定了該顯示字符(z f)的特性，如顯示字符(z f)的顏色、背景顏色、閃鑠等，在彩色文本方式下，字符(z f)的屬性定義如圖所示。其中：1）BI=1：表示該顯示的字符(z f)閃爍；2）D6D4：表示該顯示字符(z f)的背景顏色RGB；3）D3D0：表示該顯示字符(z f)的前景顏色RGB；第29頁/共58頁第三十頁，共58頁。BIRed GreenBlueIRed GreenBlue閃爍位背景顏色

11、背景顏色D7D6D5D4D3D2D1D0彩色文本方式字符屬性 如把8025模式的整個屏幕(pngm)全部刷成字符A，屬性為紅色前景、藍(lán)色背景、顯示字條款閃爍的程序段為：MOV AX，0B800H ；彩色文本方式VRAM首址MOV ES，AXMOV DI， 0MOV CX，2000MOV AH，10010100B ；顯示屬性：閃爍，藍(lán)色背景，紅色前景REP STOSW ；AXVRAM單元中，相當(dāng)于顯示到屏幕(pngm)上 第30頁/共58頁第三十一頁，共58頁。 在上述程序中，如果把字符屬性(shxng)改為08（黑色背景，灰白色前景，不閃爍），同時把顯示的字符A改為20H（空格），上述程序則是

12、一個清屏程序。 在彩色文本方式下，視頻緩沖區(qū)（VRAM）的首地址為B800：0H，屏幕上顯示的字符依次與B800：0H后的存儲器單元相應(yīng)，因此，直接寫屏就是把需顯示的字符及屬性(shxng)直接寫入VRAM中，就達(dá)到了彩色文本顯示的目的。直接寫屏的子程序如下： WRITE_SCREEN PROC NEAR PUSH ES PUSH DI SHL DX，1 SHL DX，1第31頁/共58頁第三十二頁，共58頁。SHL DX，1SHL DX，1 ；行坐標(biāo)16MOV DI，DXSHL DX，1SHL DX，1 ；行坐標(biāo) 64ADD DI，DX ；行坐標(biāo) （64+16）ADD DI，CX ；視頻緩沖

13、區(qū)偏移=行 80+列MOV DX，0B800H ；VRAM首地址(dzh)MOV ES，AX STOSW ；字符和屬性 VRAMPOP DIPOP ESRETWRITE-SCREEN ENDP第32頁/共58頁第三十三頁，共58頁。In early 2001,.and researchCorporation completed Another year of80 x25 CRTVRAM0行1行i 行B800:00B800:A7Hf2行7列第33頁/共58頁第三十四頁，共58頁。 在彩色文本直接寫屏中，顯示位置在視頻緩沖區(qū)VRAM的偏移地址可由公式：VRAM偏移地址=80 行坐標(biāo)+列坐標(biāo)，來進(jìn)行

14、計算。屏幕字符的顯示通常使用中斷（如INT 10H、INT 21H等）來進(jìn)行，中斷字符顯示方式速度較慢，但通用性和兼容性好。二、顯示器圖形接口 顯示器的圖形方式就是利用顯示器的像點（Pixel）來構(gòu)成圖形、圖像、各種顯示適配器有不同的顯示模式和分辨率，在下表中主要列出了標(biāo)準(zhǔn)的顯示適配器的各種顯示模式的圖形分辨率、顏色數(shù)和視頻緩沖區(qū)地址。各種顯示適配器（顯示卡）都是向下包含的，如TVGA顯示適配器包含VGA以下(yxi)的所有顯示適配器的各種顯示模式。第34頁/共58頁第三十五頁，共58頁。顯示類型模式號 顯示分辨率VRAM首地址MDA07720 350（2C） B000：0HCGA040632

15、0 200（4C）640 200（2C） B800：0H B800：0HEGA0D0E0F10320 200（16C）640 200（16C）640 350（4C）640 350（16C） A000：0H A000：0H A000：0H A000：0HVGA111213640 480（2C）640 480（16C）320 200（256C） A000：0H A000：0H A000：0HTVGA5B5C5D5E5F62800 600（16C）640 400（256C）640 480（256C）800600（256C）1024 768（16C）1024 768（256C） A000：0H A00

16、0：0H A000：0H A000：0H A000：0H A000：0H顯示器各種圖形(txng)模式下的分辨率第35頁/共58頁第三十六頁，共58頁。 MDA、CGA、EGA都是數(shù)字式的顯示適配器，這類顯示器由于顏色數(shù)較少，VGA、Super VGA均是采用RGB三基色分量的模擬顯示器，由于計算機送出顏色索引值，通過查找索引寄存器取得DAC表中的RGB分量亮度值，再由DAC（數(shù)/模轉(zhuǎn) 換器）輸出RGB的模擬信號供顯示器顯示。采用RGB模擬信號的顯示器的顏色數(shù)多，顏色過渡平滑，色彩鮮艷，更接近自然顏色。 1 .VGA圖形顯示原理(yunl) VGA（Video Graphics Array）顯

17、示適配器是采膩和RGBA模擬顯示的接口卡，VGA 顯示適配器的視頻存儲器VRAM與顯示器屏幕上的像點有兩種映射方式：彩色位面法和壓縮像素法。（1）彩色位面法 從EGA（Enhance Graphics Adapter-增強型圖形適配器）適配器開始首先采用了彩色位面顯示方式，所謂彩色位面第36頁/共58頁第三十七頁，共58頁。 就是把視頻緩沖區(qū)VRAM按照一定的大?。ㄅc顯示模式有關(guān)，不同的顯示模式一頁的大小也不同）劃分為幾個獨立的位面（頁）每個頁面被用來控制一種顏色(yns)分量（RGB），每個顯示像至少在頁面中占一位。如圖8.7所示。 3210IRGBVGA16色顯示(xinsh)模式.101

18、000000100圖8.7 VGA 顯示器VRAM與顯示屏映射(yngsh)關(guān)系第37頁/共58頁第三十八頁，共58頁。 在VGA顯示適配器中，彩色位面法用于16色模式。圖形16色顯示時把VRAM劃分為4個彩色位面。屏幕上的像點特征由4個位面的值共同確定。在12H（64048016C）模式下，一頁的大小為640/8480=38400B，因此一屏圖形或圖像共占VRAM 空間(kngjin)為384004=153600字節(jié)。VRAM與物理顯示屏的對應(yīng)關(guān)系（省去了顏色索引和DAC處理）如圖8.7所示。 一個彩色位面上的一個字節(jié)對應(yīng)屏幕上的8個像點Pixel),在缺省調(diào)色板一個位面實際上代表某一基色(

19、RGB)，因此4個位面共可以表示16種顏色。一般來說，由03位面合成的值是一個顏色索引值，而不是真正顯示器所顯示的顏色值，真正顯示的顏色必須通過索引寄存器查到，再通過DAC表產(chǎn)生，如圖8.8所示。第38頁/共58頁第三十九頁，共58頁。0111 顏色索引寄存器 001001 模 塊 寄存器 顏色選擇寄存器D0D1D2D3D4D5D6D7Red000000Green000000Blue000000063 D/A D/A D/A到模擬顯示器DAC轉(zhuǎn)換表VRAM01110715圖8.8 VGA位面法VRAM內(nèi)存映像第39頁/共58頁第四十頁，共58頁。 下面是采用直接寫點的640 480（16色）子

20、程序，在應(yīng)用程序中可以直接調(diào)用 入口參數(shù)：AX=行坐標(biāo)；BX=列坐標(biāo)；CH=顏色(yns)值VGA-COLOR16 PROC NEARMOV DX，0A000H ；視頻緩沖區(qū)首地址MOV ES，DX MOV DX，80 ；一行字節(jié)數(shù)MUL DX ；行 80MOV DI，AXMOV AX，BXMOV CL，3SHR AX，3 ；列/8第40頁/共58頁第四十一頁，共58頁。ADD DI，AX ；VRAM偏移=行 80+列/8；分離字處理MOV CL，BLAND CL，7XOR CL，7MOV BL，80HSHL BL，CL ；BL=圖形點分離字；寄存器設(shè)置MOV DX，3C4H ；定序器MOV

21、AL，2OUT DX，AL ；選映射模式寄存器INC DXMOV AL，OFH ；開放(kifng)4個彩色位面OUT DX， AL 第41頁/共58頁第四十二頁，共58頁。MOV DX，3CEH ；圖形控制器端口MOV AL，5 ；5號：寫模式寄存器OUT DX，ALINC DXMOV AL，2 ；設(shè)置寫模式2：鎖存寫點OUT DX，ALDEC DXMOV AL，8 ；選擇(xunz)8號：分離字寄存器OUT DX，ALINC DXMOV AL，BLOUT DX，AL ；寫入分離字第42頁/共58頁第四十三頁，共58頁。MOV AL，ES：DI ；讀出數(shù)據(jù)MOV ES：DI，CH ；寫入新的

22、顏色(yns)數(shù)據(jù)RET ；返回（2）壓縮像素法 在壓縮像素法中，VRAM中的一個字節(jié)對應(yīng)屏幕上的一個像點（Pixel），由于一個字節(jié)取值0-255，所以屏幕上的點就有256種顏色(yns)的變化（256色）。VRAM與屏幕的映射關(guān)系如圖8.9所示。為了與彩色位面法和真彩色的彩色位面相對應(yīng)，在習(xí)慣上把256色的顯示方式也稱為8位的彩色位面，相對應(yīng)256色下生成的圖像、圖形文件稱為8位面的圖像或圖形。第43頁/共58頁第四十四頁，共58頁。 A000:00000100101010100111 111010010001 0002VGA256色顯示模式. VRAM.圖8.9 VGA壓縮像素法VRAM

23、內(nèi)存映象 在壓縮像素法中，VRAM的一個字節(jié)的內(nèi)容直接(zhji)通過DAC表查出對應(yīng)的屏幕顯示顏色值，通過RGB三基色的D/A轉(zhuǎn)換器顯示到屏幕上。壓縮像素法與彩色位面法一樣，在不同的分辨率模式下，其一屏圖形或圖你所占的VRAM的大小也不相同，第44頁/共58頁第四十五頁，共58頁。如模式為13H（320 200 256C）時，一屏圖像大小為64000字節(jié)(z ji)，為5DH（640 480 256C）時，一屏圖像的大小需256KB的VRAM空間。 VGA_COLOR256 PROC NEARMOV DX，0A000H ；視頻緩沖區(qū)首地址 MOV ES，DXMOV DX，320 ；一行字節(jié)(

24、z ji)數(shù)MUL DX ；行數(shù) 一行字節(jié)(z ji)數(shù) ADD AX，BX ；VRAM偏移=行數(shù)一行字節(jié)(z ji)數(shù)+列MOV DI，AXMOV ES：DI，CH RET ；返回第45頁/共58頁第四十六頁，共58頁。2.DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換(zhunhun)器 數(shù)模轉(zhuǎn)換(zhunhun)器（DAC）是VGA和VGA圖形適配器所特有寄存器組。DAC能將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換(zhunhun)為模擬信號，以驅(qū)動VGA或SuperVGA的RGB模擬顯示器。由于模擬信號可以連續(xù)變化，因此顯示器顯示的色彩變化可以非常平滑，適合人的視覺感受。第46頁/共58頁第四十七頁，共58頁。DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換器由3個視頻數(shù)模轉(zhuǎn)換

25、寄存器（RGB）和DAC電路組成，它們分別控制紅（R）、綠（G）、藍(lán)（B）原色亮度值（RGB）。每個寄存器為6位，其亮度值（色飽和度）范圍(fnwi)為063，3個寄存器一共可以產(chǎn)生64 64 64=266144種顏色。同時DAC還必須從查色表（顏色索引寄存器）中取得顏色編碼，以決定屏幕上應(yīng)顯示何種顏色。查色表為8位，所以DAC一次只能從醒色表中轉(zhuǎn)換28=256種顏色。對于假彩色顯示適配器（顯卡）如：VGA、Super VGA 等，雖然DAC能產(chǎn)生266144種顏色，但同一時刻同屏上只能顯示256種顏色。 DAC的操作一般可通過I/O端口或BIOS的INT 10H相應(yīng)功能來進(jìn)行，常用I/O端口地址如下：第47頁/共58頁第四十八頁，共58頁。 3C7H：查色表讀索引寄存器 3C8H：查色表寫索引寄存器 3C9H：查色表數(shù)據(jù)寄存器 用BIOS的INT 10H可以(ky)方便地對DAC進(jìn)行操作，主要功能有：AH=10H AL=10H 設(shè)置某一顏色的RGB值 AL=12H 設(shè)置一組顏色的RGB值 AL=15H 讀某一顏色的RGB值 AL=17H 讀一組顏色的RGB值第48頁/共58頁第四十九頁，共58頁。然后