微機原理與接口技術(shù)人機接口技術(shù)課件

1、微機原理與接口技術(shù)微機原理與接口技術(shù)第第13章章 人機交互接口技術(shù)人機交互接口技術(shù)主編：周國運機械工業(yè)出版社機械工業(yè)出版社2011.9本章內(nèi)容本章內(nèi)容13.1 鍵盤及其接口鍵盤及其接口13.2 顯示器及其接口顯示器及其接口13.3 打印機及其接口打印機及其接口13.4 微機其它外設(shè)及接口微機其它外設(shè)及接口 人機交互是指人與計算機之間建立聯(lián)系、人機交互是指人與計算機之間建立聯(lián)系、交流信息的有關(guān)操作。交流信息的有關(guān)操作。 通過輸入設(shè)備，人們把要執(zhí)行的命令或通過輸入設(shè)備，人們把要執(zhí)行的命令或數(shù)據(jù)送給計算機，這些設(shè)備如數(shù)據(jù)送給計算機，這些設(shè)備如鍵盤、鼠標(biāo)、鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀掃描儀等。等。 通過輸出設(shè)備

2、，又從計算機獲得易于理通過輸出設(shè)備，又從計算機獲得易于理解的信息，這些設(shè)備如顯示器、打印機等。解的信息，這些設(shè)備如顯示器、打印機等。 本章講述幾種常見本章講述幾種常見人機交互設(shè)備的結(jié)構(gòu)、人機交互設(shè)備的結(jié)構(gòu)、工作原理、性能特點、接口及應(yīng)用工作原理、性能特點、接口及應(yīng)用等知識。等知識。13.1 鍵盤及其接口鍵盤及其接口 鍵盤是從英文打字機演變而來的，是計鍵盤是從英文打字機演變而來的，是計算機最常用的、也是最主要的標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備。算機最常用的、也是最主要的標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備。 PC系列微機的鍵盤主要包括系列微機的鍵盤主要包括26 個大小寫個大小寫字母鍵、字母鍵、09 數(shù)字鍵、功能鍵、組合控制鍵、數(shù)字鍵、功能

3、鍵、組合控制鍵、光標(biāo)控制鍵、標(biāo)點符號及特殊符號鍵。光標(biāo)控制鍵、標(biāo)點符號及特殊符號鍵。13.1.1 鍵盤的分類和特點鍵盤的分類和特點一、鍵盤按結(jié)構(gòu)分類一、鍵盤按結(jié)構(gòu)分類（1）機械觸點式鍵盤）機械觸點式鍵盤 機械觸點式鍵盤就是通常所說的機械式機械觸點式鍵盤就是通常所說的機械式鍵盤，每個按鍵下有兩個觸點，平時這兩個鍵盤，每個按鍵下有兩個觸點，平時這兩個觸點不接觸，相當(dāng)于斷路，當(dāng)該按鍵被按下觸點不接觸，相當(dāng)于斷路，當(dāng)該按鍵被按下時，兩個觸點直接接觸，使電路閉合導(dǎo)通，時，兩個觸點直接接觸，使電路閉合導(dǎo)通，產(chǎn)生信號。產(chǎn)生信號。其本質(zhì)其本質(zhì)是把機械上的通斷轉(zhuǎn)換成是把機械上的通斷轉(zhuǎn)換成電氣上的邏輯關(guān)系。電氣上

4、的邏輯關(guān)系。 這類鍵盤這類鍵盤手感差，易磨損，故障率較高，手感差，易磨損，故障率較高，壽命短。壽命短。 13.1 鍵盤及其接口鍵盤及其接口（2）電容式鍵盤）電容式鍵盤 電容式鍵盤觸點之間不直接接觸，當(dāng)按鍵電容式鍵盤觸點之間不直接接觸，當(dāng)按鍵被按下時，改變電容器電極之間的距離，在被按下時，改變電容器電極之間的距離，在觸點之間形成兩個串聯(lián)的平板電容，使脈沖觸點之間形成兩個串聯(lián)的平板電容，使脈沖信號通過。能自動檢測被按下鍵并提供對應(yīng)信號通過。能自動檢測被按下鍵并提供對應(yīng)鍵碼，以并行或串行方式送給鍵碼，以并行或串行方式送給CPU。 這類鍵盤這類鍵盤擊鍵時無噪聲，開關(guān)壽命長，可擊鍵時無噪聲，開關(guān)壽命長，

5、可靠性好，響應(yīng)速度快，工作頻率高，靈敏度靠性好，響應(yīng)速度快，工作頻率高，靈敏度和穩(wěn)定性也較好，和穩(wěn)定性也較好，但較貴但較貴。13.1 鍵盤及其接口鍵盤及其接口二、鍵盤的編碼形式二、鍵盤的編碼形式（1）編碼式鍵盤）編碼式鍵盤 該鍵盤帶有硬件電路，有專門的控制電路，該鍵盤帶有硬件電路，有專門的控制電路，當(dāng)某個按鍵被按下時，能自動檢測并產(chǎn)生相應(yīng)當(dāng)某個按鍵被按下時，能自動檢測并產(chǎn)生相應(yīng)的代碼，以并行或串行方式送給的代碼，以并行或串行方式送給CPUCPU。還有去。還有去抖動和防止多鍵、串鍵等保護裝置。抖動和防止多鍵、串鍵等保護裝置。 這類鍵盤這類鍵盤接口簡單，使用方便，響應(yīng)速度快，接口簡單，使用方便，響

6、應(yīng)速度快，但但硬件電路復(fù)雜，價格高，而且按鍵代碼固定，硬件電路復(fù)雜，價格高，而且按鍵代碼固定，不易修改和擴充。不易修改和擴充。 13.1 鍵盤及其接口鍵盤及其接口（2）非編碼式鍵盤）非編碼式鍵盤 該鍵盤該鍵盤沒有獨立的硬件電路沒有獨立的硬件電路，只提供鍵盤，只提供鍵盤的行列矩陣，采用軟件識別按鍵并產(chǎn)生代碼，的行列矩陣，采用軟件識別按鍵并產(chǎn)生代碼，鍵盤只使用簡單的硬件來識別按鍵，向鍵盤只使用簡單的硬件來識別按鍵，向PCPC機機提供按鍵的位置代碼，然后提供按鍵的位置代碼，然后由軟件把這些位由軟件把這些位置代碼轉(zhuǎn)換為規(guī)定的編碼。置代碼轉(zhuǎn)換為規(guī)定的編碼。 這種鍵盤這種鍵盤響應(yīng)速度不如編碼式鍵盤快，但響

7、應(yīng)速度不如編碼式鍵盤快，但它可以通過軟件為按鍵重新定義編碼，擴充它可以通過軟件為按鍵重新定義編碼，擴充鍵盤功能方便，在自己開發(fā)的系統(tǒng)中廣泛采鍵盤功能方便，在自己開發(fā)的系統(tǒng)中廣泛采用用。 13.1 鍵盤及其接口鍵盤及其接口13.1.2 PC機鍵盤接口機鍵盤接口 PC PC機鍵盤具有機鍵盤具有兩個基本特點兩個基本特點： 一是按鍵開關(guān)為無觸點的電容開關(guān)一是按鍵開關(guān)為無觸點的電容開關(guān)，通過，通過按鍵動作使電容量發(fā)生變化，來檢測按鍵的按鍵動作使電容量發(fā)生變化，來檢測按鍵的斷開和接通；斷開和接通； 二是鍵盤由單片機程序掃描并識別按下的二是鍵盤由單片機程序掃描并識別按下的鍵鍵，然后再向鍵盤接口發(fā)送所按下鍵的

8、掃描，然后再向鍵盤接口發(fā)送所按下鍵的掃描碼。碼。 鍵盤接口的作用：鍵盤接口的作用：接收鍵盤送來的掃描接收鍵盤送來的掃描碼；產(chǎn)生鍵盤中斷；對鍵盤初始化、測試、碼；產(chǎn)生鍵盤中斷；對鍵盤初始化、測試、復(fù)位等。復(fù)位等。 PC常用的鍵盤接口有常用的鍵盤接口有3種種:（1）標(biāo)準(zhǔn)接口）標(biāo)準(zhǔn)接口 一般用于早期的一般用于早期的AT 主板上，也稱作主板上，也稱作AT 接口。標(biāo)準(zhǔn)接口為圓形，比接口。標(biāo)準(zhǔn)接口為圓形，比PS/2 接口要大，接口要大，稱為大口。稱為大口。 （2）PS/2 接口接口 PS/2 接口為具有接口為具有6 針的圓形插座，目前針的圓形插座，目前PC 上一般都具有連接鍵盤的上一般都具有連接鍵盤的PS

9、/2 接口。接口。 （3）USB接口接口 具有具有即插即用即插即用，支持熱插拔支持熱插拔等優(yōu)點，很等優(yōu)點，很多設(shè)備都采用了多設(shè)備都采用了USB 接口，鍵盤也不例外。接口，鍵盤也不例外。 13.1 鍵盤及其接口鍵盤及其接口一、鍵盤設(shè)計中應(yīng)注意的問題一、鍵盤設(shè)計中應(yīng)注意的問題（1）鍵抖動）鍵抖動 在操作按鍵時會產(chǎn)生機械抖動，一般持續(xù)在操作按鍵時會產(chǎn)生機械抖動，一般持續(xù)幾毫秒到十幾毫秒，抖動的產(chǎn)生會使一次按幾毫秒到十幾毫秒，抖動的產(chǎn)生會使一次按鍵被軟件錯誤地判斷為多次按鍵，所以在掃鍵被軟件錯誤地判斷為多次按鍵，所以在掃描鍵盤的過程中，描鍵盤的過程中，必須想辦法消除鍵抖動，必須想辦法消除鍵抖動，否則會

10、引起錯誤。否則會引起錯誤。 去抖動的方法通常有兩種，去抖動的方法通常有兩種，軟件延時和硬軟件延時和硬件去抖動電路。件去抖動電路。 13.1 鍵盤及其接口鍵盤及其接口13.1.3 簡單鍵盤接口簡單鍵盤接口 軟件延時法：軟件延時法：發(fā)現(xiàn)有鍵按下或釋放時，發(fā)現(xiàn)有鍵按下或釋放時，軟件延時一段時間軟件延時一段時間（5ms20ms），），再檢再檢查看是否有按鍵按下。若檢查不到，則說查看是否有按鍵按下。若檢查不到，則說明為干擾；若檢查到，說明信號已經(jīng)穩(wěn)定，明為干擾；若檢查到，說明信號已經(jīng)穩(wěn)定，可對按鍵做識別?？蓪Π存I做識別。 硬件消抖動：硬件消抖動：在鍵開關(guān)與計算機接口之在鍵開關(guān)與計算機接口之間加一個消抖動

11、電路，如雙穩(wěn)電路、單穩(wěn)間加一個消抖動電路，如雙穩(wěn)電路、單穩(wěn)電路（輸出脈寬要大于抖動時間）等。由電路（輸出脈寬要大于抖動時間）等。由于硬件去抖動增加了電路的復(fù)雜性，每個于硬件去抖動增加了電路的復(fù)雜性，每個按鍵都要一個去抖動電路，這種方法按鍵都要一個去抖動電路，這種方法只適只適用于鍵數(shù)目較少的場合。鍵數(shù)目較多時，用于鍵數(shù)目較少的場合。鍵數(shù)目較多時，采用軟件延時法去抖動采用軟件延時法去抖動。13.1 鍵盤及其接口鍵盤及其接口（2）重鍵）重鍵 重鍵是指在同一時刻有兩個或多個鍵同時按重鍵是指在同一時刻有兩個或多個鍵同時按下而產(chǎn)生的不確定或錯誤問題。下而產(chǎn)生的不確定或錯誤問題。解決重鍵可解決重鍵可采?。翰?/p>

12、?。簾o效處理無效處理，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有一個以上按鍵同時按下，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有一個以上按鍵同時按下時，認(rèn)為此次按鍵輸入無效；時，認(rèn)為此次按鍵輸入無效；等待釋放等待釋放，將最后釋放的按鍵作為有效鍵處，將最后釋放的按鍵作為有效鍵處理；理；硬件封鎖硬件封鎖，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有一按鍵按下時，硬件電，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有一按鍵按下時，硬件電路即刻封鎖其他按鍵的輸入，直到該鍵處理路即刻封鎖其他按鍵的輸入，直到該鍵處理完畢。完畢。13.1 鍵盤及其接口鍵盤及其接口（3）防止一次按鍵多次處理）防止一次按鍵多次處理 當(dāng)鍵掃描速度和鍵處理速度較快時，一個按當(dāng)鍵掃描速度和鍵處理速度較快時，一個按下的鍵還未來得及釋放，鍵掃描和處理程序下的鍵還未來得及釋放，

13、鍵掃描和處理程序就已執(zhí)行了多遍，造成按一次鍵有多個鍵值就已執(zhí)行了多遍，造成按一次鍵有多個鍵值輸入的錯誤。為避免這種情況，輸入的錯誤。為避免這種情況，必須保證按必須保證按一次鍵，一次鍵，CPU只對該鍵處理一次。只對該鍵處理一次。（4）鍵值的確定）鍵值的確定 最方便的方法是利用按鍵所在的行、列值，最方便的方法是利用按鍵所在的行、列值，形成一個查表。查表得到相應(yīng)的鍵值；或者形成一個查表。查表得到相應(yīng)的鍵值；或者利用行、列值進行變換，得到一個該鍵惟一利用行、列值進行變換，得到一個該鍵惟一對應(yīng)的編碼，再查表得到相應(yīng)的鍵值。對應(yīng)的編碼，再查表得到相應(yīng)的鍵值。13.1 鍵盤及其接口鍵盤及其接口二、行掃描法識

14、別按鍵二、行掃描法識別按鍵 行掃描法需要兩個并行口，行線接輸出口，行掃描法需要兩個并行口，行線接輸出口，列線接輸入口，如圖列線接輸入口，如圖13-1。 行掃描法的原理是行掃描法的原理是：通過程序向鍵盤的所：通過程序向鍵盤的所有行逐行輸出低電平，若無鍵按下，則所有有行逐行輸出低電平，若無鍵按下，則所有列的輸入均為列的輸入均為高電平高電平。若有鍵按下，就會將。若有鍵按下，就會將所在的列鉗位在所在的列鉗位在低電平低電平。通過程序讀入列線。通過程序讀入列線的狀態(tài)，就可判斷有無鍵按下及哪一個鍵。的狀態(tài)，就可判斷有無鍵按下及哪一個鍵。 鍵盤行掃描法的操作過程如下：鍵盤行掃描法的操作過程如下：13.1 鍵盤

15、及其接口鍵盤及其接口13.1 鍵盤及其接口鍵盤及其接口PA0PA1PA2PA3PB0PB1PB2PB3+5V行行首首鍵鍵號號01234567BAD98CEF第第0行行第第1行行第第2行行第第3行行行號行號第第0列列第第1列列第第2列列第第3列列列號列號10圖圖13-1 掃描法原理圖掃描法原理圖8255A （1）查詢是否有鍵按下）查詢是否有鍵按下 所有行輸出低電平，然后輸入全部列值所有行輸出低電平，然后輸入全部列值；若讀入的若讀入的列值全是列值全是1，則說明沒有鍵按下，則說明沒有鍵按下，否，否則說明有鍵按下。則說明有鍵按下。（2）識別按下鍵所在的行）識別按下鍵所在的行 使某一行輸出低電平，其余的

16、行輸出高使某一行輸出低電平，其余的行輸出高電平，然后讀入列值電平，然后讀入列值。若讀入的。若讀入的列值不是全列值不是全1，則說明此行有鍵按下則說明此行有鍵按下，否則此行無鍵按下。，否則此行無鍵按下。逐行輸出低電平，直到找出按下鍵所在的行逐行輸出低電平，直到找出按下鍵所在的行號。號。 （3）找出按下鍵所在的列）找出按下鍵所在的列 對于上面讀取的不為全對于上面讀取的不為全1的列值，的列值，逐位判逐位判斷是否為斷是否為0，為為0的位號就是按下鍵的列號的位號就是按下鍵的列號。13.1 鍵盤及其接口鍵盤及其接口（3）行掃描法識別按鍵程序）行掃描法識別按鍵程序 對圖對圖13-1的的44鍵盤使用行掃描法鍵盤

17、使用行掃描法編程識別按鍵。設(shè)編程識別按鍵。設(shè)16 個按鍵的鍵值從左個按鍵的鍵值從左到右、從上到下，分別為到右、從上到下，分別為0，1，2，3，4，5，6，0FH，無鍵按下返回，無鍵按下返回0FFH，返回值在返回值在BL中，假定中，假定8255A的端口地址的端口地址分別為分別為60H63H。 鍵盤掃描子程序如下：鍵盤掃描子程序如下：13.1 鍵盤及其接口鍵盤及其接口KEY: MOV AL,82H OUT63H,AL；A口輸出口輸出,B口輸入口輸入 MOV AL,0 OUT 60H,AL；A口輸出全掃描字口輸出全掃描字0 INAL,61H；讀取；讀取B口口 ANDAL,0FH；屏蔽掉高；屏蔽掉高4

18、位位 CMPAL,0FH JZNKEY_P；輸入低；輸入低4位若全為位若全為1無鍵按下無鍵按下,返回返回0FFH CALLDELAY；調(diào)用延時程序；調(diào)用延時程序,去抖去抖13.1 鍵盤及其接口鍵盤及其接口MOV AL,0 ；確認(rèn)有鍵按下；確認(rèn)有鍵按下OUT 60H,AL；A口輸出全掃描字口輸出全掃描字0INAL,61H；讀取；讀取B口口ANDAL,0FH；屏蔽掉高；屏蔽掉高4位位CMPAL,0FH；輸入低；輸入低4位若全為位若全為1JZNKEY_P；則為抖動引起返回；則為抖動引起返回0FFHMOV BL,0；鍵值初值；鍵值初值0MOVCL,0EH；掃描字；掃描字,最低位為最低位為0MOVDL,

19、4；掃描次數(shù)；掃描次數(shù)13.1 鍵盤及其接口鍵盤及其接口SCAN:MOVAL,CL OUT60H,AL ；送出掃描字；送出掃描字 ROLAL,1 MOVCL,AL；掃描字左移；掃描字左移,為下次做準(zhǔn)備為下次做準(zhǔn)備 INAL,61H；讀取列值；讀取列值 ANDAL,0FH CMPAL,0FH JNZFCOL MOVAL,BL ADDAL,4 MOVBL,AL；不在該行不在該行, ,鍵值加鍵值加4 13.1 鍵盤及其接口鍵盤及其接口 DECDL JNZSCAN；進行下次掃描；進行下次掃描 JMPDONEFCOL: RCRAL,1；AL帶進位右移帶進位右移 JNCDONE；進位為；進位為0是該鍵，是

20、該鍵， ；且；且BL中為鍵值中為鍵值 INCBL；找下一列；找下一列,鍵值加鍵值加1 JMPFCOLNKEY_P: MOV BL,0FFHDONE:RET13.1 鍵盤及其接口鍵盤及其接口13.1 鍵盤及其接口鍵盤及其接口E+5V01234567BAD98CF8255APA0PA1PA2PA3PB0PB1PB2PB3(a)行輸出列輸入行輸出列輸入+5V01234567BAD98CF8255APA0PA1PA2PA3PB0PB1PB2PB3(b)列輸出行輸入列輸出行輸入三、行列反轉(zhuǎn)法識別按鍵三、行列反轉(zhuǎn)法識別按鍵1、電路、電路 （1）判斷是否有鍵按下）判斷是否有鍵按下所有行輸出低電平，然后輸入全

21、部列值所有行輸出低電平，然后輸入全部列值；若讀；若讀入的入的列值全是列值全是1，則說明沒有鍵按下，則說明沒有鍵按下，否則說明有鍵，否則說明有鍵按下。按下。（2）行列輸出、輸入反轉(zhuǎn)操作）行列輸出、輸入反轉(zhuǎn)操作 改變行列的輸入改變行列的輸入/輸出方式，行線為輸入，列線輸出方式，行線為輸入，列線為輸出。為輸出。將上面讀入的列值從列線輸出，然后再從將上面讀入的列值從列線輸出，然后再從行線讀入行值行線讀入行值。（3）行列值合并識別按下的鍵）行列值合并識別按下的鍵行值和列值組合起來的行值和列值組合起來的16位二進制數(shù)，形成了位二進制數(shù)，形成了按鍵的識別碼。按鍵的識別碼。通過查表操作，將識別碼在表中的通過查

22、表操作，將識別碼在表中的位置轉(zhuǎn)換為鍵值位置轉(zhuǎn)換為鍵值。 13.1 鍵盤及其接口鍵盤及其接口2、按鍵識別、按鍵識別（4）行列反轉(zhuǎn)法識別按鍵程序）行列反轉(zhuǎn)法識別按鍵程序 用行列反轉(zhuǎn)法對圖用行列反轉(zhuǎn)法對圖13-2所示的鍵盤編所示的鍵盤編程識別按鍵。設(shè)有鍵按下時程識別按鍵。設(shè)有鍵按下時16 個按鍵的個按鍵的鍵值從左到右、從上到下，分別為鍵值從左到右、從上到下，分別為0，1，2，3，4，5，6，0FH，無鍵按下返，無鍵按下返回回0FFH，返回值在，返回值在BL中，假定中，假定8255A的的端口地址分別為端口地址分別為60H63H。 子程序如下：子程序如下：13.1 鍵盤及其接口鍵盤及其接口KEY: MO

23、V AL,82H OUT63H,AL；A口輸出口輸出,B口輸入口輸入 MOV AL,0 OUT 60H,AL；A口輸出全掃描字口輸出全掃描字0 INAL,61H；讀?。蛔x取B口口 ANDAL,0FH；屏蔽掉高；屏蔽掉高4位位 CMPAL,0FH JZNKEY_P；若低；若低4位全為位全為1,返回返回FFH CALLDELAY；調(diào)用延時程序；調(diào)用延時程序,去抖去抖13.1 鍵盤及其接口鍵盤及其接口MOV AL,0；確認(rèn)是否抖動；確認(rèn)是否抖動OUT 60H,AL；A口輸出全掃描字口輸出全掃描字0IN AL,61H；讀?。蛔x取B口口AND AL,0FH；屏蔽掉高；屏蔽掉高4位位CMP AL,0FHJ

24、Z NKEY_P；若低；若低4位全為位全為1則為抖動則為抖動MOV BL,AL；保存列；保存列MOV AL,90HOUT 63H,AL；使使8255的的A口輸入口輸入,B口輸出口輸出13.1 鍵盤及其接口鍵盤及其接口MOV AL,BLOUT 61H,AL；將列置從；將列置從B口輸出口輸出IN AL,60H；讀取行值；讀取行值A(chǔ)ND AL,0FHMOV AH,AL；行值存；行值存AHMOV AL,BL；列值存；列值存ALLEA SI,TABLE；取鍵碼表首地址；取鍵碼表首地址MOV BL,0；鍵值初值送；鍵值初值送0MOV CX,1613.1 鍵盤及其接口鍵盤及其接口LOOP1:CMP AX,S

25、I JZ DONE；找到，返回鍵值；找到，返回鍵值 INCSI INC SI INC BL LOOP LOOP1 ；進行下一次查找；進行下一次查找NKEY_P:MOV BL,0FFHDONE:RET13.1 鍵盤及其接口鍵盤及其接口；行列反轉(zhuǎn)法鍵碼表；行列反轉(zhuǎn)法鍵碼表 TABLE:DW 0E0EH,0E0DH, 0E0BH, 0E07HDW0D0EH,0D0DH, 0D0BH, 0D07HDW0B0EH,0B0DH, 0B0BH, 0B07HDW070EH,070DH, 070BH, 0707H 13.1 鍵盤及其接口鍵盤及其接口 顯示器是顯示器是PC機最常用的輸出設(shè)備，機最常用的輸出設(shè)備，可

26、用來顯示字符、圖形、圖像，它可以可用來顯示字符、圖形、圖像，它可以作為計算機內(nèi)部信息的輸出設(shè)備，又可作為計算機內(nèi)部信息的輸出設(shè)備，又可以與鍵盤配合作為輸入設(shè)備。以與鍵盤配合作為輸入設(shè)備。 現(xiàn)在多數(shù)計算機主要采用液晶顯示現(xiàn)在多數(shù)計算機主要采用液晶顯示器（器（LCDLCD），但在一些簡單或?qū)Ｓ玫奈ⅲ谝恍┖唵位驅(qū)Ｓ玫奈C系統(tǒng)中，往往只需要顯示數(shù)字，一般機系統(tǒng)中，往往只需要顯示數(shù)字，一般使用簡單的數(shù)碼管（使用簡單的數(shù)碼管（LEDLED）來構(gòu)成系統(tǒng)）來構(gòu)成系統(tǒng)的顯示設(shè)備。的顯示設(shè)備。13.2 顯示器及其接口顯示器及其接口13.2.1 液晶顯示器及其接口液晶顯示器及其接口一、液晶顯示器一、液晶顯示器

27、 液晶顯示器（液晶顯示器（Liquid Crystal Display，LCD）的成像原理與）的成像原理與CRT 顯示器完全不同。顯示器完全不同。LCD 顯示器不是用體積較大的顯像管進行成顯示器不是用體積較大的顯像管進行成像，而是利用液晶的物理特性成像。像，而是利用液晶的物理特性成像。 液晶的物理特性液晶的物理特性是：通電時導(dǎo)通，排列變是：通電時導(dǎo)通，排列變得有秩序，使光線容易通過；不通電時，排列得有秩序，使光線容易通過；不通電時，排列混亂，阻止光線通過。利用此原理，可制成液混亂，阻止光線通過。利用此原理，可制成液晶顯示器。晶顯示器。液晶顯示器的主要參數(shù)液晶顯示器的主要參數(shù)如下：如下： （1）

28、可視角度）可視角度 可視角越大越好可視角越大越好。 （2）亮度）亮度 目前國內(nèi)的目前國內(nèi)的TFT液晶顯示器亮度都在液晶顯示器亮度都在200 cd/m2以上，以上，亮度低則感覺暗亮度低則感覺暗。 （3）響應(yīng)時間）響應(yīng)時間 響應(yīng)時間反映了液晶顯示器各像素點對輸響應(yīng)時間反映了液晶顯示器各像素點對輸入信號反應(yīng)的速度，入信號反應(yīng)的速度，響應(yīng)時間越小越好響應(yīng)時間越小越好。（4）顯示色數(shù)）顯示色數(shù)13.2 顯示器及其接口顯示器及其接口二、顯示卡二、顯示卡 顯示卡的基本作用就是控制微機的圖顯示卡的基本作用就是控制微機的圖形輸出，對圖形函數(shù)進行加速。形輸出，對圖形函數(shù)進行加速。通常以附通常以附加卡的形式安裝在主

29、板擴展槽中，或集成加卡的形式安裝在主板擴展槽中，或集成在主板上。在主板上。 顯示卡的性能，是指顯示卡上的芯片能顯示卡的性能，是指顯示卡上的芯片能夠提供的圖形函數(shù)計算能力，這個芯片通夠提供的圖形函數(shù)計算能力，這個芯片通常也稱為加速器或圖形處理器。常也稱為加速器或圖形處理器。 顯卡性能主要有顯卡性能主要有：13.2 顯示器及其接口顯示器及其接口（1）顯示分辨率）顯示分辨率 顯示分辨率用顯示分辨率用“每行的點數(shù)乘以每屏行數(shù)每行的點數(shù)乘以每屏行數(shù)”來表示。來表示。顯卡的分辨率不應(yīng)低于顯示器的分辨顯卡的分辨率不應(yīng)低于顯示器的分辨率。率。 （2）刷新速度）刷新速度 每秒顯示畫面的幀數(shù)叫顯示卡的刷新率，每秒

30、顯示畫面的幀數(shù)叫顯示卡的刷新率，也就是刷新速度。也就是刷新速度。刷新率只要達到刷新率只要達到7072Hz，畫面都非常穩(wěn)定了畫面都非常穩(wěn)定了。（3）顏色和灰度）顏色和灰度 除了可顯示的點數(shù)，除了可顯示的點數(shù)，每個點的色彩數(shù)也是每個點的色彩數(shù)也是一個重要指標(biāo)。一個重要指標(biāo)。13.2 顯示器及其接口顯示器及其接口13.2.2 數(shù)碼管顯示器及其接口數(shù)碼管顯示器及其接口 常見的字母數(shù)字顯示器主要有兩種：常見的字母數(shù)字顯示器主要有兩種：數(shù)碼管（發(fā)光二極管顯示器（數(shù)碼管（發(fā)光二極管顯示器（LED）和液晶顯示器（和液晶顯示器（LCD）。 LED 顯示器的驅(qū)動電路簡單，價格顯示器的驅(qū)動電路簡單，價格低廉，低廉，

31、因此，數(shù)碼管常常作為重要的顯因此，數(shù)碼管常常作為重要的顯示手段，顯示系統(tǒng)的狀態(tài)、數(shù)字和字符。示手段，顯示系統(tǒng)的狀態(tài)、數(shù)字和字符。常用的常用的LED 有紅色、綠色、黃色和藍有紅色、綠色、黃色和藍色。色。一、數(shù)碼管顯示器工作原理一、數(shù)碼管顯示器工作原理 LED 顯示器通常用顯示器通常用7段發(fā)光二極管組成，段發(fā)光二極管組成，按按“日日”字形排列。字形排列。這這7 段二極管稱為段二極管稱為a、b、c、d、e、f、g，有的還帶有小數(shù)點，有的還帶有小數(shù)點，用用h表示。表示。 各個各個LED 可按照共陰極和共陽極連接可按照共陰極和共陽極連接，共陰極共陰極LED 的二極管陰極共地，當(dāng)二極的二極管陰極共地，當(dāng)二

32、極管的管的陽極為高電平時，該二極管點亮；陽極為高電平時，該二極管點亮；共陽極共陽極LED的二極管的陽極并接于電源的二極管的陽極并接于電源5V，當(dāng)二極管的，當(dāng)二極管的陰極為低電平時，該陰極為低電平時，該二極管點亮。二極管點亮。13.2 顯示器及其接口顯示器及其接口13.2 顯示器及其接口顯示器及其接口a b c d e f g ha b c d e f g h+5Vfecbhagd(a)外形外形(b)共陰原理結(jié)構(gòu)共陰原理結(jié)構(gòu)(c)共陽原理結(jié)構(gòu)共陽原理結(jié)構(gòu)13-3 LED數(shù)碼管結(jié)構(gòu)數(shù)碼管結(jié)構(gòu)二、多位數(shù)碼管接口與控制二、多位數(shù)碼管接口與控制 測控系統(tǒng)中經(jīng)常要顯示多位數(shù)字。測控系統(tǒng)中經(jīng)常要顯示多位數(shù)字

33、。如如果每一個數(shù)碼管占用一個獨立的輸出端口，果每一個數(shù)碼管占用一個獨立的輸出端口，將占用太多的通道，驅(qū)動電路數(shù)目也很多。將占用太多的通道，驅(qū)動電路數(shù)目也很多。增大了顯示器的體積和成本，還增大了顯示器的體積和成本，還大大增加大大增加系統(tǒng)的功耗系統(tǒng)的功耗。要從硬件和軟件兩方面節(jié)省。要從硬件和軟件兩方面節(jié)省硬件電路。硬件電路。 利用利用8255A實現(xiàn)實現(xiàn)LED數(shù)碼管顯示接口，數(shù)碼管顯示接口，對數(shù)碼管采用動態(tài)掃描法控制顯示。對數(shù)碼管采用動態(tài)掃描法控制顯示。動態(tài)動態(tài)掃描掃描，就是逐個接通就是逐個接通8位位LED，把端口，把端口A送送出的代碼只能夠在相應(yīng)的位上顯示。出的代碼只能夠在相應(yīng)的位上顯示。13.2

34、 顯示器及其接口顯示器及其接口 編寫程序時，編寫程序時，需要在內(nèi)存中開辟一個緩沖需要在內(nèi)存中開辟一個緩沖區(qū)區(qū)，存放將要在，存放將要在8個個LED數(shù)碼管上顯示的字符數(shù)碼管上顯示的字符數(shù)據(jù)，本例緩沖區(qū)的標(biāo)號為數(shù)據(jù)，本例緩沖區(qū)的標(biāo)號為BUF。 顯示時，第一個數(shù)據(jù)送顯示時，第一個數(shù)據(jù)送DG7，下一個數(shù)據(jù)，下一個數(shù)據(jù)送送DG6，以此類推。，以此類推。 本例本例LED字符顯示代碼表存放于首地址為字符顯示代碼表存放于首地址為TABLE的內(nèi)存區(qū)。的內(nèi)存區(qū)。 設(shè)設(shè)8255A端口端口A地址為地址為PORTA，端口，端口B地址地址為為PORTB。 8位數(shù)碼管依次顯示的子程序位數(shù)碼管依次顯示的子程序13.2 顯示器及

35、其接口顯示器及其接口13.2 顯示器及其接口顯示器及其接口0001020304050607DG7DG6DG5DG6DG5DG6DG7DG8圖圖13-5 顯示緩沖區(qū)顯示緩沖區(qū)DISP PROCMOVDX, PORTAADDDX, 3；DX加是加是8255A控制口地址控制口地址MOVAL, 80H ；使；使8255A3個口均為方式個口均為方式0輸出輸出OUTDX, ALMOVSI, OFFSET BUF；SI指向數(shù)碼緩沖區(qū)首地址指向數(shù)碼緩沖區(qū)首地址MOVCL, 80H；位碼送位碼送CL，從最左邊開始顯示，從最左邊開始顯示13.2 顯示器及其接口顯示器及其接口DISI:MOVAL, SI ；要顯示的

36、數(shù)送；要顯示的數(shù)送BLMOVBX, OFFSET TABLE；首地址送；首地址送BXXLAT； ALCS:BX+AL取段碼取段碼MOVDX, PORTA；取；取8255A端口端口A地址地址 OUT DX, AL；從；從A口送出段碼口送出段碼 MOVAL, CL ；控制顯示的位碼送；控制顯示的位碼送AL INC DX ；DX指向指向8255A端口端口BOUT DX, AL ；從；從B口送出位碼口送出位碼 13.2 顯示器及其接口顯示器及其接口CALLDELAY ；實現(xiàn)數(shù)碼管延時顯示；實現(xiàn)數(shù)碼管延時顯示 CMP CL, 01H ；是否指向最后一個；是否指向最后一個JZ QUIT；8個個LED已顯示

37、完，退出已顯示完，退出 INC SISHR CL, 1 ；位碼右移位碼右移1位位JMP DISIQUIT:RET DISP ENDP 13.2 顯示器及其接口顯示器及其接口DELAY PROC ；軟件延時子程序；軟件延時子程序PUSH CX MOV BX, TIMER ；TIMER確定次數(shù)確定次數(shù) DELAY1:XOR CX, CX DELAY2:LOOP DELAY2 ；內(nèi)循環(huán)；內(nèi)循環(huán) DEC BX JNZ DELAY1 POPCXRET13.2 顯示器及其接口顯示器及其接口DELAY ENDPDATA SEGMENT TABLEDB 3FH, 06H, 5BH, 4FH, 66H, 6DH

38、DB7DH, 07H, 7FH, 6FH, 77HDB 7CH, 39H, 5EH, 79H, 71H ；0F七段碼表七段碼表 BUF DB 8 DUP (?) ；留；留8個字節(jié)緩沖區(qū)個字節(jié)緩沖區(qū) TIMER EQU10；延時常量；延時常量DATA ENDS 因為不同的處理器執(zhí)行因為不同的處理器執(zhí)行LOOP指令需要的時間不指令需要的時間不同，所以產(chǎn)生的延時時間也不相同。同，所以產(chǎn)生的延時時間也不相同。 13.2 顯示器及其接口顯示器及其接口13.3.1 常見的打印機工作原理常見的打印機工作原理 打印機是主要的打印機是主要的硬拷貝輸出設(shè)備硬拷貝輸出設(shè)備，可以打，可以打印字母、數(shù)字、文字、字符和圖

39、形。印字母、數(shù)字、文字、字符和圖形。一、針式打印機一、針式打印機 針式打印機是最早的一種機械式打印機，針式打印機是最早的一種機械式打印機，以行列點陣的形式打印，也叫點陣式打印機。以行列點陣的形式打印，也叫點陣式打印機。由于針式打印機由于針式打印機噪聲大、速度低、打印質(zhì)噪聲大、速度低、打印質(zhì)量不高量不高，故多數(shù)場合已經(jīng)不用。，故多數(shù)場合已經(jīng)不用。但它能打印多聯(lián)票據(jù)，因此財務(wù)管理者還但它能打印多聯(lián)票據(jù)，因此財務(wù)管理者還普遍使用。普遍使用。13.3 打印機及其接口打印機及其接口二、激光打印機二、激光打印機 激光打印機通過激光技術(shù)和電子照相技術(shù)激光打印機通過激光技術(shù)和電子照相技術(shù)完成印字功能，主要由完

40、成印字功能，主要由激光掃描系統(tǒng)、電子照激光掃描系統(tǒng)、電子照相系統(tǒng)和控制系統(tǒng)相系統(tǒng)和控制系統(tǒng)3 部分部分組成。組成。三、噴墨打印機三、噴墨打印機 噴墨打印機也屬于非擊打式打印機，按其噴墨打印機也屬于非擊打式打印機，按其工作原理可以分為固體噴墨和液體噴墨兩種，工作原理可以分為固體噴墨和液體噴墨兩種，經(jīng)常見到的大多是液體噴墨打印機。經(jīng)常見到的大多是液體噴墨打印機。 13.3 打印機及其接口打印機及其接口四、打印機的性能指標(biāo)四、打印機的性能指標(biāo)（1）分辨率）分辨率 分辨率表示每英寸所打印的點數(shù)。分辨率表示每英寸所打印的點數(shù)。分辨率越分辨率越大，打印精確度越高。大，打印精確度越高。（2）打印速度）打印速

41、度（3）打印成本）打印成本 激光打印機的打印成本較低。激光打印機的打印成本較低。（4）打印幅面）打印幅面 常見的有常見的有A3 和和A4 兩種幅面。對于特殊用途，兩種幅面。對于特殊用途，如廣告設(shè)計、工程曬圖需大幅面的打印機。如廣告設(shè)計、工程曬圖需大幅面的打印機。13.3 打印機及其接口打印機及其接口13.3.2 打印機接口結(jié)構(gòu)打印機接口結(jié)構(gòu) PC機上是一個機上是一個25針的并行接口，這個接口針的并行接口，這個接口也稱也稱LPT口或打印機接口?？诨虼蛴C接口。 。 SPP標(biāo)準(zhǔn)并行接口模式標(biāo)準(zhǔn)并行接口模式有三個寄存器，分有三個寄存器，分別為數(shù)據(jù)寄存器，狀態(tài)寄存器和控制寄存器別為數(shù)據(jù)寄存器，狀態(tài)寄存

42、器和控制寄存器（通常稱為數(shù)據(jù)端口，狀態(tài)端口，控制端口），（通常稱為數(shù)據(jù)端口，狀態(tài)端口，控制端口），端口地址依次為端口地址依次為378H37AH（LPT1）或）或278H27AH（LPT2）。）。一、數(shù)據(jù)寄存器一、數(shù)據(jù)寄存器 數(shù)據(jù)寄存器連接外部接口的數(shù)據(jù)寄存器連接外部接口的29針，在針，在SPP模式下，它只能輸出數(shù)據(jù)。模式下，它只能輸出數(shù)據(jù)。二、狀態(tài)寄存器二、狀態(tài)寄存器 狀態(tài)寄存器是只讀寄存器，與外部接口的狀態(tài)寄存器是只讀寄存器，與外部接口的10、11、12、13、15針相連，在連接打印機時用于針相連，在連接打印機時用于獲取打印機當(dāng)前狀態(tài)。獲取打印機當(dāng)前狀態(tài)。三、控制寄存器三、控制寄存器 控制寄

43、存器可讀寫，與外部接口的控制寄存器可讀寫，與外部接口的1、14、16、17針相連。針相連。13.3 打印機及其接口打印機及其接口四、接口信號四、接口信號 PC機的并行打印機接口采用的是機的并行打印機接口采用的是Centronics接口標(biāo)準(zhǔn)接口標(biāo)準(zhǔn)，為，為36芯插座，數(shù)據(jù)線芯插座，數(shù)據(jù)線8根，根，控制輸入線控制輸入線4根，狀態(tài)輸出線根，狀態(tài)輸出線5根，根，+5V電源線電源線1根，地線根，地線15根，另有根，另有3根空閑。根空閑。五、接口電路與原理五、接口電路與原理 當(dāng)當(dāng)CPU對打印機進行讀對打印機進行讀/寫操作時，命令譯寫操作時，命令譯碼電路產(chǎn)生接口內(nèi)部的各種控制信號。碼電路產(chǎn)生接口內(nèi)部的各種控

44、制信號。當(dāng)當(dāng)CPU讀打印機狀態(tài)信號時，讀入的讀打印機狀態(tài)信號時，讀入的5位狀態(tài)信號經(jīng)位狀態(tài)信號經(jīng)狀態(tài)寄存器，再經(jīng)數(shù)據(jù)收發(fā)器至主機。狀態(tài)寄存器，再經(jīng)數(shù)據(jù)收發(fā)器至主機。13.3 打印機及其接口打印機及其接口 打印機與主機通信的原理打印機與主機通信的原理： 要求打印機數(shù)據(jù)時，要求打印機數(shù)據(jù)時，先要查看忙信號先要查看忙信號BUSY，BUSY=0，即不忙才能向打印機輸出，即不忙才能向打印機輸出數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)。把數(shù)據(jù)送到把數(shù)據(jù)送到DATA線上后，先發(fā)選通信號通線上后，先發(fā)選通信號通知打印機；打印機收到選通信號后，知打印機；打印機收到選通信號后，先發(fā)出忙先發(fā)出忙信號信號“BUSY ” ，再從接口接收數(shù)據(jù)。，再從

45、接口接收數(shù)據(jù)。當(dāng)數(shù)據(jù)接收完并存入內(nèi)部的打印緩沖器后，當(dāng)數(shù)據(jù)接收完并存入內(nèi)部的打印緩沖器后，便送出便送出ACK響應(yīng)信號（寬度為響應(yīng)信號（寬度為5s的負(fù)脈沖），的負(fù)脈沖），表示打印機已準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)。同時表示打印機已準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)。同時BUSY信信號撤消。號撤消。13.3 打印機及其接口打印機及其接口一、一、 并行口控制發(fā)光二極管顯示流水燈并行口控制發(fā)光二極管顯示流水燈 微機原理實驗箱一般都有多芯排線擴展微機原理實驗箱一般都有多芯排線擴展插針，用插針，用25芯排線做一與微機并行口的連接芯排線做一與微機并行口的連接線，將微機并行口與擴展信號相連，編寫微線，將微機并行口與擴展信號相連，編寫微機程序，從打印機口輸出，控制實驗箱上的機程序，從打印機口輸出，控制實驗箱上的8個發(fā)光二極管顯示流水燈。個發(fā)光二極管顯示流水燈。 程序設(shè)計主要有三步：程序設(shè)計主要有三步：創(chuàng)建項目、設(shè)計創(chuàng)建項目、設(shè)計操作界面、編寫程序操作界面、編寫程序。13.3 打印機及其接口打印機及其接口13.3.3 Windows下打印機口的編程應(yīng)用下打印機口的編程應(yīng)用（1）創(chuàng)建應(yīng)用項目）創(chuàng)建應(yīng)用項目（2）操作界面設(shè)計）操作界面設(shè)計（3）程序設(shè)計）程序設(shè)計 可視化程序是圍繞著事件運行程序，所以可視化程序是圍繞著事件運行程序，所以主要編寫各個按鈕事件程序及用到的定時器程主要編寫各個按鈕事件程序及用到的定時器程序。序。1