鍵盤的工作原理學(xué)習(xí)教案

1、鍵盤(jinpn)的工作原理第一頁，共38頁。12.1 鍵盤(jinpn)及其接12.1.1 鍵盤的工作原理(yunl)12.1.2 微機(jī)鍵盤及鍵盤接口返 回第1頁/共37頁第二頁，共38頁。12.1.1 鍵盤(jinpn)的工作原理1鍵盤的類型2鍵盤的功能(gngnng)3鍵盤的工作原理返 回第2頁/共37頁第三頁，共38頁。（1）編碼鍵盤。鍵盤內(nèi)部能自動檢測被按下的鍵，并提供與被按鍵功能對應(yīng)的鍵碼（如ASCII碼），以并行或串行方式(fngsh)送給CPU。（2）非編碼鍵盤。只簡單地提供按鍵的行列位置（位置碼或掃描碼），而按鍵的識別和鍵碼的確定與輸入等功能均由軟件完成。1鍵盤(jinpn)

2、的類型返 回第3頁/共37頁第四頁，共38頁。2鍵盤(jinpn)的功能（1）識別(shbi)鍵盤矩陣中的被按鍵；（2）清除按鍵時產(chǎn)生的抖動干擾；（3）防止按鍵操作的串鍵錯誤；（4）產(chǎn)生被按鍵相應(yīng)的鍵碼。返 回第4頁/共37頁第五頁，共38頁。3鍵盤(jinpn)的工作原理逐行掃描法由程序?qū)︽I盤進(jìn)行逐行掃描，通過檢測到的列輸出狀態(tài)來確定閉合鍵。需要設(shè)置(shzh)輸入口、輸出口各一個。行列掃描法通過行列顛倒掃描來識別閉合鍵。在掃描每一行時，讀列線；然后依次向列線掃描輸出，讀行線。需要提供兩個可編程的雙向輸入/輸出端口。返 回第5頁/共37頁第六頁，共38頁。例8-1CPU8255APA0PA1

3、PA2PB0PB1PB2PB3列0 列1 列2 列3行1行0行2圖12-1 非編碼鍵盤接口硬件框圖L1： OUT 40H，AL ROL AL MOV AH，AL IN AL，41H AND AL，CL CMP AL，CL JNZ L2 ADD CH，BH MOV AL，AH DEC BL JNZ L1 JMP BEGINL2： INC CH RCR AL JC L2 MOV AL，CH JMP KEYTABLE假定有一個34的矩陣鍵盤通過并行接口芯片8255A與微機(jī)相連。8255A的A口定義為輸出口，與鍵盤行線相連；B口定義為輸入口，與鍵盤列線相連。設(shè)8255A A口地址(dzh)為40H，B

4、口地址(dzh)為41H，控制寄存器地址(dzh)為43H。 MOV AL，82H OUT 43H，ALBEGIN：MOV AL，0 OUT 40H，ALWAIT ： IN AL，41H AND AL，0FH CMP AL，0FH JZ WAIT MOV CX，7FFH L0： LOOP L0 ST： MOV BL，3 MOV BH，4 MOV AL，0FEH MOV CL，0FH MOV CH，0FFH返 回第6頁/共37頁第七頁，共38頁。12.1.2 微機(jī)鍵盤(jinpn)及鍵盤(jinpn)接口1PC微機(jī)鍵盤(jinpn)的特點(diǎn) 2鍵盤(jinpn)控制電路3鍵盤(jinpn)接口電路

5、4PC機(jī)鍵盤(jinpn)接口標(biāo)準(zhǔn)返 回第7頁/共37頁第八頁，共38頁。1PC微機(jī)(wi j)鍵盤的特點(diǎn)（1）鍵盤由單片機(jī)、譯碼器和16行8列的鍵開關(guān)(kigun)矩陣三大部分組成。（2）按鍵采用電容開關(guān)(kigun)，即按鍵時的上下動作使電容量發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)開關(guān)(kigun)接通或斷開的目的。（3）它是一種由單片機(jī)掃描、編碼的智能化鍵盤。（4）鍵盤通常通過設(shè)在主板上的鍵盤接口連到主機(jī)上，人們通過鍵盤輸入的數(shù)據(jù)是在主機(jī)的BIOS程序的控制下，傳送到主機(jī)的CPU中進(jìn)行處理的。返 回第8頁/共37頁第九頁，共38頁。2鍵盤(jinpn)控制電路IRQ1檢測器行譯碼時鐘發(fā)生器移位寄存器列譯碼鍵

6、盤矩陣16行8列 中斷請求 C DPCLKCLOCK CLKDATA D1圖12-2 PC/XT鍵盤與接口框圖輸出 T1 8048返 回第9頁/共37頁第十頁，共38頁。3鍵盤(jinpn)接口電路（1）將串行接收鍵盤送來的接通掃描碼和斷開掃描碼，轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)并暫存（2）收到一個完整(wnzhng)的掃描碼后，立即向主機(jī)發(fā)中斷請求（3）主機(jī)中斷響應(yīng)后讀取掃描碼，并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的ASCII碼存入鍵盤緩沖區(qū) （4）接收主機(jī)發(fā)來的命令，傳送給鍵盤，并等候鍵盤的響應(yīng)，自檢時用以判斷鍵盤的正確性返 回第10頁/共37頁第十一頁，共38頁。4PC機(jī)鍵盤(jinpn)接口標(biāo)準(zhǔn)5芯接口(ji ku)（即俗稱大

7、口）PS/2接口(ji ku)（即俗稱小口）USB接口(ji ku)返 回第11頁/共37頁第十二頁，共38頁。12.2 鼠標(biāo)器及其接口(ji ku)12.2.1 鼠標(biāo)器的工作原理(yunl)12.2.2 鼠標(biāo)器接口返 回第12頁/共37頁第十三頁，共38頁。12.2.1 鼠標(biāo)器的工作(gngzu)原理1機(jī)械式鼠標(biāo)由鼠標(biāo)底部的膠質(zhì)小球帶動X方向滾軸和Y方向滾軸，在滾軸的末端有譯碼輪，譯碼輪附有金屬(jnsh)導(dǎo)電片與電刷直接接觸。 2光電式鼠標(biāo)光電式鼠標(biāo)是利用發(fā)光二極管（LED）發(fā)出來的光投射到鼠標(biāo)板上，其反射光經(jīng)過光學(xué)透鏡聚焦投射到光敏管上。 3光機(jī)式鼠標(biāo)光機(jī)鼠標(biāo)在機(jī)械鼠標(biāo)的基礎(chǔ)上，將磨損最

8、厲害的接觸式電刷和譯碼輪改進(jìn)成為非接觸式的LED對射光路元件。 返 回第13頁/共37頁第十四頁，共38頁。12.2.2 鼠標(biāo)器接口(ji ku)1串行接口2專用(zhunyng)主板鼠標(biāo)器端口（PS/2）3USB接口返 回第14頁/共37頁第十五頁，共38頁。12.3 CRT顯示器及其接口(ji ku) 12.3.1 CRT顯示器的工作(gngzu)原理 12.3.2 CRT顯示器接口返 回第15頁/共37頁第十六頁，共38頁。 12.3.1 CRT顯示器的工作(gngzu)原理圖12-3 彩色顯示器的基本結(jié)構(gòu)框圖顯示適配卡 信號處理視頻放大驅(qū)動電路14123RGB熒光屏電子束蔭罩板高壓電路

9、行掃描電路水平同步信號垂直同步信號幀掃描電路偏轉(zhuǎn)線圈513全幀開始全幀結(jié)束水平掃描正程（顯示）水平掃描逆程（消隱）第1行第2行第3行第4行第n-1行第n行n，1-1，2，3，4，n-1，垂直逆程（消隱）圖12-4 光柵掃描示意圖圖12-5 57字符點(diǎn)陣返 回第16頁/共37頁第十七頁，共38頁。12.3.2 CRT顯示器接口(ji ku)1字符發(fā)生器2顯示(xinsh)存儲器RAM3CRT控制器4移位寄存器和視頻信號合成器顯示RAM鎖存器CRT視頻AB圖12-6 CRT接口電路原理圖地址多路轉(zhuǎn)換器控制器移位寄存器字符發(fā)生器視頻信號合成器信號CBDB系統(tǒng)總線行地址字符地址消隱線選地址垂直同步打點(diǎn)

10、時鐘水平同步鎖存控制3返 回第17頁/共37頁第十八頁，共38頁。1字符(z f)發(fā)生器例12-3 字符“B”的ASCII碼是42H，它的57點(diǎn)陣與輸入/輸出的關(guān)系如圖12-8所示。線選地址(dzh)為000H時，沒有數(shù)碼的點(diǎn)陣被選中，5位輸出都為0，可作為字符行之間的間隔提供空格。 輸出緩沖器A9A8A3O4O3O2O1O0字符選擇譯碼選擇譯碼RS2RS1RS01A2A1A01線代碼112857字符ROM相當(dāng)于ROM的低位地址01127017ASCII碼圖12-7 字符發(fā)生器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖線選地址相當(dāng)于ROM的 高位地址1ASCII碼42H線選地址RS2 RS1 RS00 0 10 1 0輸 出

11、 碼O4 O3 O2 O1 O01 1 1 1 01 0 0 0 11 0 0 0 11 1 1 1 01 0 0 0 11 0 0 0 11 1 1 1 00 0 0 0 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 10 0 057點(diǎn)陣圖12-8 字符發(fā)生器中“B”與輸入/輸出的關(guān)系第18頁/共37頁第十九頁，共38頁。49H42H4DH44H4EH45H012191919181917顯示RAM80 81 158 1591760 18391840 1919 0 1 78 790 1 22 23 行 列 0 1 78 79023079IBMEND顯示屏圖12-9 屏幕上字符位置分配 圖1

12、2-10 顯示RAM和顯示屏的映像關(guān)系2顯示(xinsh)存儲器RAM第19頁/共37頁第二十頁，共38頁。3CRT控制器（1）提供讀顯示(xinsh)RAM的掃描地址和屏幕顯示(xinsh)的掃描地址（2）提供時序控制信號水平同步、垂直同步及消隱信號鎖存器的鎖存信號移位寄存器的串行移位信號第20頁/共37頁第二十一頁，共38頁。4移位(y wi)寄存器和視頻信號合成器移位寄存器在打點(diǎn)時鐘控制下，把從字符發(fā)生器并行輸出的線代碼變成串行形式送往視頻輸出電路。 視頻信號合成器將字符圖形信息與水平同步(tngb)、垂直同步(tngb)、消隱三種信號合成為一種復(fù)合信息流，即視頻信號。返 回第21頁/共

13、37頁第二十二頁，共38頁。12.4 打印機(jī)及其接口(ji ku) 12.4.1 打印機(jī)工作(gngzu)原理 12.4.2 打印機(jī)接口返 回第22頁/共37頁第二十三頁，共38頁。12.4.1 打印機(jī)工作(gngzu)原理1針式打印機(jī)2噴墨打印機(jī)3激光打印機(jī)返 回第23頁/共37頁第二十四頁，共38頁。接口控制電路數(shù)據(jù)線選通響應(yīng)忙時序控制邏輯列計(jì)數(shù)器驅(qū)動電路字符發(fā)生器（ROM）打印行緩沖器（RAM）字符代碼圖12-11 針式打印機(jī)控制原理圖字符點(diǎn)陣列 信號輸入控制 電路至走紙機(jī)構(gòu)打印頭車架 地址計(jì)數(shù)器驅(qū)動打印針頭1. 針式打印機(jī)針式打印機(jī)是以行列點(diǎn)陣(din zhn)的形式來打印字符或圖形的

14、，所以也叫點(diǎn)陣(din zhn)式打印機(jī) 返 回第24頁/共37頁第二十五頁，共38頁。2噴墨打印機(jī)（1）連續(xù)式噴墨打印機(jī)連續(xù)式噴墨打印機(jī)只有一個噴嘴，利用墨水泵對墨水加以固定壓力，使之連續(xù)不斷地噴射。 （2）隨機(jī)式噴墨打印機(jī) 墨滴只在需要打印時才噴出，因此(ync)，不需要墨水回收裝置。返 回第25頁/共37頁第二十六頁，共38頁。3激光打印機(jī)靜激光器激光束調(diào)制驅(qū)動電路 紙輸出紙輸入圖12-12 激光打印機(jī)的工作原理圖 偏轉(zhuǎn) 裝置電子成像輻射定影紅外線熱靜電潛像感光鼓返 回第26頁/共37頁第二十七頁，共38頁。12.4.2 打印機(jī)接口1并行打印機(jī)接口標(biāo)準(zhǔn)（1）信號線的定義（2）數(shù)據(jù)傳送時序

15、(sh x)2并行接口邏輯及編程應(yīng)用返 回第27頁/共37頁第二十八頁，共38頁。（1）信號線的定義(dngy) 信號 名稱 方向 功能說明DATA0DATA7 數(shù)據(jù) 入 8位并行數(shù)據(jù)，高電平表示1，低電平表示0 STROBE 選通脈沖 入 低電平時將數(shù)據(jù)送入打印機(jī)接口，脈沖寬度大于0.5s SLCT IN 選擇輸入 入 低電平有效，表示數(shù)據(jù)可輸入打印機(jī) AUTO REED XT 自動走紙 入 低電平有效，打印完一行后自動走紙 INIT 初始化命令 入 低電平有效，初始化打印機(jī)控制器和數(shù)據(jù)緩沖區(qū) ACKNLG 應(yīng)答 出 低電平有效，表示打印機(jī)已收到數(shù)據(jù) 高電平有效，表示打印機(jī)不能接收新的數(shù)據(jù)。

16、當(dāng)打印機(jī) BUSY 忙碌 出 處于打印狀態(tài)，或者數(shù)據(jù)緩沖區(qū)滿，或者脫機(jī)，或者有 故障時，發(fā)BUSY信號 PE 紙用完 出 高電平有效，表示無打印紙 SLCT 選擇狀態(tài) 出 高電平表示聯(lián)機(jī)狀態(tài)，低電平表示脫機(jī)狀態(tài) ERROR 出錯 出 當(dāng)打印機(jī)處于出錯、脫機(jī)或缺紙狀態(tài)時，該信號變?yōu)榈碗?平 表12-1 Centronics標(biāo)準(zhǔn)接口信號說明 GND 地 出返 回第28頁/共37頁第二十九頁，共38頁。（2）數(shù)據(jù)(shj)傳送時序 DATA0DATA7 STOBE BUSY ACK有效接口打印機(jī)圖12-13 并行打印機(jī)接口數(shù)據(jù)傳送時序返 回第29頁/共37頁第三十頁，共38頁。2并行接口邏輯(lu

17、j)及編程應(yīng)用圖12-14 并行接口邏輯框圖D7D0A7A0AENIORIOWIRQINTE狀態(tài)寄存器控制寄存器數(shù)據(jù)寄存器25腳D型插座命令譯碼器數(shù)據(jù)緩沖器D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 IRQEN SLCTIN INIT AUTOLF STOBE 含義同表12-1的同名信號D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 BUSY ACK PE SLCT ERROR 含義同表12-1的同名信號第30頁/共37頁第三十一頁，共38頁。例12-4設(shè)3個端口的地址(dzh)分別為數(shù)據(jù)口378H，狀態(tài)口379H，控制口37AH。試對3個端口編程，實(shí)現(xiàn)將AL的字符送打印機(jī)輸出。 MOV

18、DX，0378H OUT DX，AL ；將打印字符送數(shù)據(jù)口 INC DXWAIT： IN AL，DX ；讀狀態(tài) TEST AL，80H ；檢測BUSY位 JNZ N-OUT ；不忙則輸出選通 JMP WAIT ； 忙則等待N-OUT：MOV AL ，0DH INC DX OUT DX，AL MOV AL，0CH OUT DX，AL ；在控制口寫入，使選通有效返 回第31頁/共37頁第三十二頁，共38頁。12.5 其它(qt)人機(jī)交互設(shè)備12.5.1 液晶(yjng)顯示器12.5.2 掃描儀12.5.3 觸摸屏12.5.4 數(shù)碼相機(jī)返 回第32頁/共37頁第三十三頁，共38頁。12.5.1 液晶(yjng)顯示器1液晶顯示器概述液晶顯示器（Liquid Crystal Display，LCD）液晶材料(cilio)為基本組件。晶體可以排列為扭曲的形式，使得通過它的光線也隨之扭曲；有電流通過時，晶體會改變排列方式。 2液晶顯示器的工作原理圖12-17 扭曲向列型LCD的基本結(jié)構(gòu)段電極背電極下偏振片上偏振片玻璃反射板返 回第33頁/共37頁第三十四頁，共38頁。12.5.2 掃描儀1掃描儀概述2掃描儀工作(gngzu)原理A/D步進(jìn)電機(jī)控制電路USB主機(jī)I/O感光器件掃描頭 平板玻璃掃描原稿平行光平行光源圖12-18 平臺式CCD掃描儀的原理圖