第三講微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)接口電路設(shè)計(jì)

1、 計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)教程計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)教程第三講第三講 微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)接口電路設(shè)計(jì)微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)接口電路設(shè)計(jì)本節(jié)內(nèi)容z接口的作用與分類接口的作用與分類z鍵盤的輸入接口鍵盤的輸入接口z非編碼鍵盤接口設(shè)計(jì)非編碼鍵盤接口設(shè)計(jì)z編碼鍵盤接口編碼鍵盤接口z鍵語(yǔ)分析鍵語(yǔ)分析接口的定義接口的定義接口是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中一個(gè)部件與另一個(gè)部件的相互聯(lián)接2.1 接口的作用與分類接口的作用與分類在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，絕大多數(shù)接口都是以CPU為連接一方的。這些接口的分類有很多提法，比如按接口的變換和調(diào)整功能，可將接口分為零接口、被動(dòng)接口、主動(dòng)接口和智能接口；接口的分類接口的分類2.1 接口的作用與分類接口的作用與分類根據(jù)接口的輸入輸出

2、功能，可將接口分為機(jī)械接口、物理接口、信息接口和環(huán)境接口；接口的分類接口的分類以控制微機(jī)為出發(fā)點(diǎn)，將與微機(jī)相連的接口分三類：存貯器接口、I/O（輸入、輸出）接口、總線(通用）接口。存貯器接口是實(shí)現(xiàn)存貯器之間的有效聯(lián)接，以它為紐帶CPU,ROM,RAM才能有效的結(jié)合。2.1 接口的作用與分類接口的作用與分類接口的分類接口的分類存貯器接口是實(shí)現(xiàn)存貯器之間的有效聯(lián)接，以它為紐帶CPU,ROM,RAM才能有效的結(jié)合。通用總線接口： ，可完成各智能設(shè)備間的信息交換、監(jiān)測(cè)與控制 。例如：使用標(biāo)準(zhǔn)接口總線（）作為外部通信總線，完成與工業(yè)控制機(jī)內(nèi)總線（、）的連接。 2.1 接口的作用與分類接口的作用與分類接口

3、的分類接口的分類I/O接口實(shí)現(xiàn)CPU與外部世界的聯(lián)接，按功能的不同I/O接口又分為三類人機(jī)接口、過(guò)程通道、通用外設(shè)I/O接口的分類：人機(jī)接口：操作者與計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行信息交換。例如：鍵盤輸入接口、顯示器接口。2.1 接口的作用與分類接口的作用與分類接口的分類接口的分類過(guò)程輸入、輸出通道的引入為了實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的檢測(cè)與控制，就要將對(duì)象的各種測(cè)量參數(shù)，按所要求的方式采入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理后，將結(jié)果以數(shù)字量的形式輸出，這時(shí)要把該輸出變換成適合于對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制的形式。所以在計(jì)算機(jī)和生產(chǎn)過(guò)程之間必須設(shè)置信息的傳遞與變換的裝置，這種裝置我們稱為過(guò)程輸入、輸出通道。2.1 接口的作用與

4、分類接口的作用與分類 過(guò)程輸入、輸出通道： 在計(jì)算機(jī)和生產(chǎn)過(guò)程之間設(shè)置信息傳遞與變換的裝置。過(guò)程通道接口： 傳感器接口（輸入）采入外界信息服務(wù)、控制接口（輸出）-以輸出控制信息為目的?？偨Y(jié)：過(guò)程通道及其接口是測(cè)試系統(tǒng)中重要組成部分。通用外設(shè)接口：這類接口實(shí)現(xiàn)的是通用外圍設(shè)備（打印機(jī)、磁盤機(jī)、繪圖儀、穿孔機(jī)等）與計(jì)算機(jī)的聯(lián)接。2.1 2.1 接口的作用與分類接口的作用與分類2.2 鍵盤的輸入接口鍵盤的輸入接口鍵盤接口設(shè)計(jì)：鍵盤接口設(shè)計(jì)：鍵盤的接口設(shè)計(jì)包括鍵盤的接口設(shè)計(jì)包括硬硬件件和和軟件。軟件。鍵盤有幾種不同形式，與其相聯(lián)的接鍵盤有幾種不同形式，與其相聯(lián)的接口電路及其讀鍵方法也不同?？陔娐芳捌渥x

5、鍵方法也不同。計(jì)算機(jī)從鍵盤讀入信息時(shí)按三步進(jìn)行：1、判鍵入：判斷是否有鍵按下，若有則進(jìn)一步擇鍵,若沒(méi)有則等待鍵入或轉(zhuǎn)做別的工作。2.2 鍵盤的輸入接口鍵盤的輸入接口2、識(shí)鍵：在有鍵入的情況下，進(jìn)一步識(shí)別出是哪個(gè)鍵，并作出適當(dāng)?shù)淖g碼，以便進(jìn)一步處理。3、鍵語(yǔ)分析：在單義鍵的情況下，只需根據(jù)鍵碼來(lái)查表，找出相應(yīng)的處理子程序入口，并實(shí)行一個(gè)程序轉(zhuǎn)移即可。在多義鍵情況下，還需要做鍵語(yǔ)分析。按照規(guī)定的鍵語(yǔ)語(yǔ)法，把由鍵序組合成的輸入序列的意義譯出而執(zhí)行。2.2 鍵盤的輸入接口鍵盤的輸入接口鍵盤的分類：編碼鍵盤和非編碼鍵盤編碼鍵盤：由硬件實(shí)現(xiàn)識(shí)鍵的鍵盤非編碼鍵盤：由軟件實(shí)現(xiàn)識(shí)鍵的鍵盤2.2.1 非編碼鍵盤的

6、接口非編碼鍵盤的接口線性非編碼鍵盤接口：線性無(wú)編碼鍵盤接口、矩陣聯(lián)結(jié)無(wú)編碼鍵盤接口。一、線性無(wú)編碼鍵盤是指每一按鍵都有一根輸入線的鍵盤，而且每根輸入線都是相互獨(dú)立的，并各自接到計(jì)算機(jī)并行I/O口的一個(gè)位上。2.2.1 2.2.1 非編碼鍵盤的接口非編碼鍵盤的接口2.2.1 2.2.1 非編碼鍵盤的接口非編碼鍵盤的接口如圖：任何一個(gè)鍵按下時(shí)與之相連的輸入線即被置“0”（接地），否則就置“1”（處于高電平），這是一種最簡(jiǎn)單的非編碼鍵盤連接形式，判鍵入及識(shí)鍵的程序十分簡(jiǎn)單。這種鍵盤組織的優(yōu)點(diǎn)：軟、硬件都很簡(jiǎn)單； 缺點(diǎn)：一個(gè)鍵占用一條輸入線，當(dāng)鍵數(shù)較多時(shí)要占用好幾個(gè)并行輸入口。應(yīng)用：這種鍵盤的接口設(shè)計(jì)

7、可以應(yīng)用到單一開關(guān)、多個(gè)開關(guān)或按鍵的接口設(shè)計(jì)上。2.2.1 2.2.1 非編碼鍵盤的接口非編碼鍵盤的接口2.2.1 非編碼鍵盤的接口非編碼鍵盤的接口二、矩陣聯(lián)結(jié)無(wú)編碼鍵盤 為了減少鍵盤與計(jì)算機(jī)接口聯(lián)結(jié)時(shí)輸入線的線數(shù)，目前鍵盤都采用矩陣結(jié)構(gòu)。以12個(gè)鍵的鍵盤為例：2.2.1 非編碼鍵盤的接口非編碼鍵盤的接口2.2.1 非編碼鍵盤的接口非編碼鍵盤的接口一般而言，對(duì)于 的矩陣鍵盤，只需m+n根連線，可聯(lián)接 個(gè)鍵，將矩陣鍵盤的行、列輸入線分別接到微計(jì)算機(jī)的并行接口，即可方便的構(gòu)成一個(gè)矩陣鍵盤接口。見(jiàn)圖2.4。（矩陣鍵盤與Z80PIO的聯(lián)接。nmnm2.2.1 非編碼鍵盤的接口非編碼鍵盤的接口2.2.1

8、 非編碼鍵盤的接口非編碼鍵盤的接口采用矩陣鍵盤時(shí)，判鍵入及識(shí)鍵都是由鍵盤接口軟件來(lái)完成的，實(shí)際系統(tǒng)中，鍵盤上的每一個(gè)鍵都賦予確定的鍵功能。所謂鍵功能指按下此鍵后，該鍵將轉(zhuǎn)達(dá)人的某種意志，要求計(jì)算機(jī)去做某件事，為此需要事先給這些鍵規(guī)定定義，并編出相應(yīng)定義的子程序。一旦操作者按下某一鍵計(jì)算機(jī)就會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)入相應(yīng)的子程序去執(zhí)行該鍵所指定的操作，識(shí)別矩陣鍵盤已按下的鍵常用“鍵盤掃描法”。2.2.2 編碼鍵盤的接口編碼鍵盤的接口采用編碼鍵盤的優(yōu)點(diǎn)：1.可以省去識(shí)別按鍵用的軟件,因?yàn)榫幋a鍵盤本身能用硬件掃描及編碼方式自動(dòng)提供與被按下鍵相對(duì)應(yīng)的鍵碼。2.多數(shù)編碼鍵盤還兼有消除按鍵抖動(dòng)及“鍵復(fù)按”保護(hù)功能。2.2.2 編碼鍵盤的接口編碼鍵盤的接口 編碼鍵盤的編碼數(shù)據(jù)通過(guò)其數(shù)據(jù)線傳送，此數(shù)據(jù)線一般在8位以下，8位編碼數(shù)據(jù)線可以區(qū)分 個(gè)鍵，一般是夠用的。編碼鍵盤在傳送每一個(gè)數(shù)據(jù)的同時(shí)提供一個(gè)選通脈沖。而每次選通脈沖的出現(xiàn)表明有了一次新的鍵閉合。256282.2.2 編碼鍵盤的接口編碼鍵盤的接口2.2.3 鍵語(yǔ)分析鍵語(yǔ)分析 在單義鍵情況下，識(shí)鍵完成后，程序轉(zhuǎn)移到與所按的鍵相應(yīng)的執(zhí)行子程序，在測(cè)控系統(tǒng)中，特別是在智能儀