鍵盤與鼠標(biāo)接口答辯課件

1、鍵盤與鼠標(biāo)接口答辯課件鍵盤與鼠標(biāo)接口答辯課件本章學(xué)習(xí)目標(biāo)l 鍵盤的類型及其工作原理l 鍵盤控制電路的組成及工作原理l 鍵盤接口電路的組成及工作原理l 鍵盤的中斷與I/O接口及中斷服務(wù)l 鼠標(biāo)的類型和工作原理 鼠標(biāo)接口電路 LED基本工作原理返回本章首頁本章學(xué)習(xí)目標(biāo)l 鍵盤的類型及其工作原理返回本章首頁小型鍵盤結(jié)構(gòu)與接口 鍵盤是一個(gè)由開關(guān)組成的矩陣，是重要的輸入設(shè)備，在小型微機(jī)系統(tǒng)中，如單板微計(jì)算機(jī)、帶有微處理器的專用設(shè)備中，鍵盤的規(guī)模小，可采用簡(jiǎn)單實(shí)用的接口方式，在軟件控制下完成鍵盤的輸入功能。小型鍵盤結(jié)構(gòu)與接口 鍵盤是一個(gè)由開關(guān)組成的矩陣，是重要+5V :+5V+5V :+5V : :+5V

2、 :.ROW0ROW1ROW2ROW3ROW7COL0COL1COL2COL3COL7LSBLSBMSBMSB并 行 輸 入 口并 行 輸 出 口8 X 8 鍵盤陣列 小型鍵盤結(jié)構(gòu)與接口小型鍵盤結(jié)構(gòu)框圖+5V :+5V+5V :+5V : :+5V :.鍵的識(shí)別通常采用兩種方法：行掃描法和行反轉(zhuǎn)法鍵的識(shí)別通常采用兩種方法：行掃描法和行反轉(zhuǎn)法行掃描法的原理PROG： MOV BL，0 MOV CL，0FEH MOV DL，8FROW：MOV AL，CL OUT ROWPORT，AL ROL AL，1 MOV CL，AL IN AL，COLPORT CMP AL，0FEH 行掃描法的原理PROG：

3、 MOV BL，0 JNZ FCOL MOV AL，BL ADD AL，8 MOV BL，AL DEC DL JNZ FROW JMP DONEFCOL： RCR AL，1 JNC PROCE INC BL JMP FCOLPROCE：DONE： JNZ F行反轉(zhuǎn)法的原理ST： MOV AL，82H OUT PORT1，ALWAIT1： MOV AL，0 OUT PORTA，AL IN AL，PORTB CMP AL，0FFH JZ WAIT1 PUSH AX PUSH AX CALL DELAY MOV AL，90H OUT PORT1，AL POP AX行反轉(zhuǎn)法的原理ST： MOV AL

4、OUT PORTB，AL IN AL ， PORTA MOV AH，AL POP BX MOV AL，BL MOV SI，TABLE+3FH MOV CX，40HLOOP1： CMP AX，SI+0 JZ KEYPRO DEC SI DEC SI DEC CX JNZ LOOP1 JMP STKEYPRO： TABLE：DW 0FEFEH DW 0FEFDH DW 0FEFBH DW 0FEF7H OUT PORT抖動(dòng)和重鍵問題的解決抖動(dòng)和重鍵問題的解決小型鍵盤結(jié)構(gòu)與接口小型鍵盤結(jié)構(gòu)框圖行線接口：8位并行輸出口，驅(qū)動(dòng)行線。列線接口：8位并行輸出口，讀取列線 代碼。電阻：列線提取電阻，行線的限流

5、電阻 保護(hù)行線接口輸出電路。二極管：防止兩條行線上按鍵同時(shí)按下 時(shí)，可能對(duì)行線接口電路造成 的損害。小型鍵盤結(jié)構(gòu)與接口小型鍵盤結(jié)構(gòu)框圖小型鍵盤結(jié)構(gòu)與接口行掃描法識(shí)別鍵按下的軟件方法行線接口輸出電路輸出一個(gè)8位掃描碼，其中有一位為0，其余位全為1。輸出為0行線的邏輯0電平，被有鍵按下的列線輸入接口讀入。小型鍵盤結(jié)構(gòu)與接口行掃描法識(shí)別鍵按下的軟件方法小型鍵盤結(jié)構(gòu)與接口行掃描法識(shí)別鍵按下的軟件方法軟件根據(jù)列線輸入接口讀入的列值（只一位為0）判斷出按下鍵的座標(biāo)位置，形成鍵號(hào)。根據(jù)鍵號(hào)轉(zhuǎn)到相應(yīng)的鍵處理程序中去。小型鍵盤結(jié)構(gòu)與接口行掃描法識(shí)別鍵按下的軟件方法小型鍵盤結(jié)構(gòu)與接口行掃描法識(shí)別鍵按下的軟件方法

6、下面是程序流程圖小型鍵盤結(jié)構(gòu)與接口行掃描法識(shí)別鍵按下的軟件方法設(shè)鍵號(hào) = 0；計(jì)數(shù)器 = 行數(shù)；掃描初值 = 11111110B輸出掃描值，使某行為地電位是否有一列接地 ？將掃描值循環(huán)左移一位， 使下一行輸出地電位 鍵號(hào) = 鍵號(hào) + 8 計(jì)數(shù)器 計(jì)數(shù)器 1 行數(shù) = 0 ？ 讀 進(jìn) 列 值 列值循環(huán)右移一位 進(jìn)位位=0 ？ N 結(jié) 束鍵 處 理NYY鍵掃描流程（8 X 8）設(shè)鍵號(hào) = 0；計(jì)數(shù)器 = 行數(shù)；輸出掃描值，使某行為地電位小型鍵盤結(jié)構(gòu)與接口鍵盤去抖動(dòng)方法在認(rèn)可鍵號(hào)之前，程序中插入一段延時(shí)，讓開按鍵機(jī)械抖動(dòng)的周期，形成正確的鍵號(hào)。小型鍵盤結(jié)構(gòu)與接口鍵盤去抖動(dòng)方法9.1 鍵盤概述9.1

7、.1 鍵盤的布局9.1.2 鍵盤的分類返回本章首頁9.1 鍵盤概述9.1.1 鍵盤的布局返回本章首頁9.1.1 鍵盤的布局圖9.1 鍵盤的鍵區(qū)組成返回本節(jié)9.1.1 鍵盤的布局圖9.1 鍵盤的鍵區(qū)組成返回本節(jié)9.1.2 鍵盤的分類1按鍵的形式分類 鍵盤按其按鍵的結(jié)構(gòu)形式來分一般有機(jī)械式、電容式、電感式、磁感式、薄膜式和橡膠墊式等。其中最常用的是機(jī)械式和電容式鍵盤。其按鍵結(jié)構(gòu)原理如圖5.2所示。9.1.2 鍵盤的分類1按鍵的形式分類 鍵圖9.2 鍵盤按鍵結(jié)構(gòu)示意圖圖9.2 鍵盤按鍵結(jié)構(gòu)示意圖2按插口方式分類 按照鍵盤插口方式，鍵盤可分為串口（AT）鍵盤（大口）、并口（即PS/2）鍵盤（小口）兩類

8、。其接口引腳及功能說明如圖5.3所示。2按插口方式分類 按照鍵盤插口方式，鍵盤可分為圖9.3 鍵盤插座示意圖及各引腳功能圖9.3 鍵盤插座示意圖及各引腳功能3按鍵盤編碼方式分類 分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤。編碼鍵盤是鍵盤電路在某個(gè)鍵被按下后，能提供該鍵所代表的信息代碼，并以并行或串行信號(hào)輸給CPU。非編碼鍵盤是一種便宜而廣泛用于微機(jī)系統(tǒng)的輸入設(shè)備。這種鍵盤內(nèi)部有一個(gè)掃描電路，不斷地掃描鍵盤是否有鍵被按下。此鍵所代表的鍵盤信息代碼，則由鍵盤接口及鍵盤處理軟件根據(jù)鍵盤送來的位置信息產(chǎn)生，然后再送給CPU。返回本節(jié)3按鍵盤編碼方式分類 分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤。返回本節(jié)9.2 鍵盤的工作原理9.2.1

9、 鍵盤電路的組成9.2.2 鍵盤的支持邏輯9.2.3 掃描碼9.2.4 鍵盤工作原理返回本章首頁9.2 鍵盤的工作原理9.2.1 鍵盤電路的組成返回本章圖9.4 鍵盤矩陣結(jié)構(gòu)示意圖圖9.4 鍵盤矩陣結(jié)構(gòu)示意圖9.2.1 鍵盤電路的組成1微處理器2譯碼器3鍵盤矩陣圖9.5為AT鍵盤控制器電路框圖，其控制電路如圖9.6所示。9.2.1 鍵盤電路的組成圖9.5為AT鍵盤控制器電路框圖圖9.5 鍵盤電路組成示意圖圖9.5 鍵盤電路組成示意圖圖9.6 鍵盤控制電路返回本節(jié)圖9.6 鍵盤控制電路返回本節(jié)9.2.2 鍵盤的支持邏輯鍵盤的掃描主要包含四項(xiàng)任務(wù)： 1掃描鍵盤 2讀取鍵盤 3去除抖動(dòng) 4組成串行掃

10、描碼 （如圖9.7所示）9.2.2 鍵盤的支持邏輯鍵盤的掃描主要包含四項(xiàng)任務(wù)： 圖9.7 “h”鍵的鍵碼23的串行數(shù)據(jù)返回本節(jié)圖9.7 “h”鍵的鍵碼23的串行數(shù)據(jù)返回本節(jié)9.2.3 掃描碼掃描碼的結(jié)構(gòu)一般分成四類：（1）ASCII字符的掃描碼即ASCII碼+鍵碼。（2）擴(kuò)充的ASCII字符的掃描碼即00+擴(kuò)充ASCII碼。（3）袖珍鍵盤即ASCII碼+鍵碼或ASCII碼+E0。（4）增加鍵即E0+鍵碼，若與袖珍鍵重復(fù)的鍵則為00+鍵碼。9.2.3 掃描碼掃描碼的結(jié)構(gòu)一般分成四類：鍵的動(dòng)作掃描碼信息也分為4種情況：（1）接通碼：0+掃描碼。（2）斷開碼：XT鍵盤的情況為1+掃描碼。 AT鍵盤的

11、情況為：F0+掃描碼。（3）組合鍵掃描碼：F0+鍵Ctrl/Alt/Shift的掃描碼+正常鍵的接通碼。 （4）重復(fù)動(dòng)作碼：F0+接通碼+接通碼+（除了Pause鍵）。返回本節(jié)鍵的動(dòng)作掃描碼信息也分為4種情況：（1）接通碼：0+掃描碼。鍵盤掃描碼的發(fā)送完全按串行異步通信格式進(jìn)行，其格式如下：9.2.4 鍵盤工作原理鍵盤掃描碼的發(fā)送完全按串行異步通信格式進(jìn)行，其格式如下：9.鍵盤掃描碼的發(fā)送完全按串行異步通信格式進(jìn)行，其格式如下：鍵盤掃描碼的發(fā)送完全按串行異步通信格式進(jìn)行，其格式如下：圖9.8 8048和鍵盤接口的連接圖返回本節(jié)圖9.8 8048和鍵盤接口的連接圖返回本節(jié)9.3 PC擴(kuò)展鍵盤接口

12、9.3.1 擴(kuò)展鍵盤接口的功能9.3.2 鍵盤接口工作原理及其編程控制返回本章首頁9.3 PC擴(kuò)展鍵盤接口9.3.1 擴(kuò)展鍵盤接口的功能返9.3.1 擴(kuò)展鍵盤接口的功能18042芯片的引腳定義（如圖9.9、表9.1所示）2鍵盤接口電路連接及接口信號(hào)（如圖9.10所示）（1）主機(jī)系統(tǒng)的接口信號(hào)（2）鍵盤的接口信號(hào)9.3.1 擴(kuò)展鍵盤接口的功能18042芯片的引腳定義圖9.9 Intel 8042外形結(jié)構(gòu)圖圖9.9 Intel 8042外形結(jié)構(gòu)圖表5.1 Intel 8042各引腳功能表表5.1 Intel 8042各引腳功能表表5.1 Intel 8042各引腳功能表續(xù)表表5.1 Intel 8

13、042各引腳功能表續(xù)表圖9.10 鍵盤控制器接口邏輯電路圖9.10 鍵盤控制器接口邏輯電路3鍵盤接口的功能（1）接收鍵盤輸出的鍵盤掃描碼（2）緩沖器滿產(chǎn)生鍵盤中斷（3）提供鍵盤中斷程序讀取系統(tǒng)掃描碼（4）對(duì)鍵盤數(shù)據(jù)進(jìn)行正確性檢查（5）向鍵盤傳送命令并等待接收鍵盤響應(yīng)（6）通過鍵盤鎖定開關(guān)封鎖按鍵的掃描碼（7）接受一些硬件配置開關(guān)狀態(tài)（8）控制系統(tǒng)復(fù)位動(dòng)作（9）選通地址線A20返回本節(jié)3鍵盤接口的功能（1）接收鍵盤輸出的鍵盤掃描碼返回本節(jié)9.3.2 鍵盤接口工作原理及其編程控制（8042作為鍵盤接口控制器，其內(nèi)部功能如圖9.11所示）。 1端口寄存器及其作用各個(gè)端口寄存器的作用如下：狀態(tài)寄存器：

14、是一個(gè)8位寄存器，它包含有鍵盤控制器和接口方面的信息，它在任何時(shí)候均可被CPU讀取。9.3.2 鍵盤接口工作原理及其編程控制（8042作為鍵輸出緩沖器：其I/O端口地址為060H，是一個(gè)8位的只讀寄存器。鍵盤控制器通過輸出緩沖器向系統(tǒng)傳送由鍵盤送來的掃描碼和命令響應(yīng)。輸入緩沖器：其I/O端口地址為060H或064H，輸入緩沖器也是一個(gè)8位的只讀寄存器，當(dāng)CPU對(duì)地址060H進(jìn)行寫入時(shí)設(shè)置一個(gè)標(biāo)志，表示寫入一個(gè)數(shù)據(jù)；對(duì)地址064H寫入時(shí)設(shè)置一個(gè)標(biāo)志，表示寫入一個(gè)命令。輸出緩沖器：其I/O端口地址為060H，是一個(gè)8位的只讀寄存圖9.11 鍵盤接口功能框圖圖9.11 鍵盤接口功能框圖表9.2 80

15、42寄存器端口分配及讀寫控制表表9.2 8042寄存器端口分配及讀寫控制表表9.3 鍵盤控制器命令2鍵盤控制命令表9.3 鍵盤控制器命令2鍵盤控制命令表9.4 鍵盤命令列表返回本節(jié)表9.4 鍵盤命令列表返回本節(jié)9.4 鍵盤中斷與鍵盤I/O9.4.1 BIOS鍵盤緩沖區(qū)9.4.2 鍵盤的接口功能9.4.3 INT 09H鍵盤中斷9.4.4 INT 16H鍵盤服務(wù)功能返回本章首頁9.4 鍵盤中斷與鍵盤I/O9.4.1 BIOS鍵盤緩沖9.4.1 BIOS鍵盤緩沖區(qū)1鍵盤緩沖區(qū)的作用BIOS在內(nèi)存低端的BIOS數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)開設(shè)一個(gè)鍵盤緩沖區(qū)，其作用如下： （1）可以滿足鍵盤實(shí)時(shí)輸入要求。 （2）適應(yīng)隨

16、機(jī)訪問的應(yīng)用要求。 （3）能容納快速鍵盤輸入要求。9.4.1 BIOS鍵盤緩沖區(qū)1鍵盤緩沖區(qū)的作用BIOS2鍵盤緩沖區(qū)的結(jié)構(gòu)及操作 （1）隊(duì)列初始化（2）元素進(jìn)隊(duì)列（3）元素出隊(duì)列（如圖9.12所示）2鍵盤緩沖區(qū)的結(jié)構(gòu)及操作 （1）隊(duì)列初始化圖9.12 鍵盤緩沖區(qū)的媒介作用示意圖返回本節(jié)圖9.12 鍵盤緩沖區(qū)的媒介作用示意圖返回本節(jié)9.4.2 鍵盤的接口功能（1）對(duì)某些鍵或鍵的組合定義為單字節(jié)的ASCII碼。（2）對(duì)某些鍵或鍵的組合定義為雙字節(jié)的擴(kuò)展碼。（3）對(duì)某些鍵僅設(shè)置變量，反映其被按下或釋放的狀態(tài)。（4）對(duì)某些鍵或鍵的組合產(chǎn)生特殊操作。返回本節(jié)9.4.2 鍵盤的接口功能（1）對(duì)某些鍵或鍵

17、的組合定義為單9.4.3 INT 09H鍵盤中斷表9.5列出了緩沖區(qū)的鍵盤狀態(tài)單元內(nèi)容。INT 09H的中斷服務(wù)功能：當(dāng)掃描碼進(jìn)入INT 09H，中斷服務(wù)程序首先對(duì)其進(jìn)行識(shí)別分類。分別為中斷動(dòng)作、狀態(tài)標(biāo)志及數(shù)據(jù)信息三類。如圖9.13所示。INT 09H的入口是硬件信號(hào)IRQ1和DB0DB7。 9.4.3 INT 09H鍵盤中斷表9.5列出了緩沖區(qū)的鍵圖9.13 鍵盤信號(hào)的傳遞轉(zhuǎn)換示意圖圖9.13 鍵盤信號(hào)的傳遞轉(zhuǎn)換示意圖表9.5 鍵盤狀態(tài)單元返回本節(jié)表9.5 鍵盤狀態(tài)單元返回本節(jié)表9.6 鍵盤的基本和擴(kuò)展服務(wù)功能9.4.4 INT 16H鍵盤服務(wù)功能表9.6 鍵盤的基本和擴(kuò)展服務(wù)功能9.4.4

18、 INT 1返回本節(jié)返回本節(jié)9.5 鼠標(biāo)接口9.5.1 鼠標(biāo)器工作原理及分類9.5.2 鼠標(biāo)的結(jié)構(gòu)原理9.5.3 鼠標(biāo)與計(jì)算機(jī)的接口返回本章首頁9.5 鼠標(biāo)接口9.5.1 鼠標(biāo)器工作原理及分類返回本章9.5.1 鼠標(biāo)器工作原理及分類鼠標(biāo)器是由位置傳感器、專用處理芯片和采樣機(jī)構(gòu)組成（如圖9.14、9.15所示）。鼠標(biāo)器的工作原理：當(dāng)鼠標(biāo)器相對(duì)桌面移動(dòng)時(shí)，采樣機(jī)構(gòu)按X，Y相垂直的方向把位置和距離信息送往傳感器，由傳感器將它們轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)，輸入給專用的微處理器，然后由微處理器按照異步串行口（或并行口）通訊協(xié)議，將動(dòng)作位移以相應(yīng)的數(shù)據(jù)格式傳送到計(jì)算機(jī)主機(jī)。9.5.1 鼠標(biāo)器工作原理及分類鼠標(biāo)器是由位

19、置傳感器、專用鼠標(biāo)器的分類：按采樣機(jī)構(gòu)：分光機(jī)式、光電式、機(jī)械式按其用途：分為臺(tái)式和便攜式兩種。按照按鍵的數(shù)量：二鍵式、三鍵式和多鍵式多功能鼠標(biāo)器。按其使用功能：分為2D式和3D式兩種。按其接口插頭的類型：分為“D”型9針串口鼠標(biāo)及圓形并口（PS/2）鼠標(biāo)。鼠標(biāo)器的分類：圖9.14 鼠標(biāo)器組成原理圖9.14 鼠標(biāo)器組成原理圖9.15 鼠標(biāo)外形圖返回本節(jié)圖9.15 鼠標(biāo)外形圖返回本節(jié)9.5.2 鼠標(biāo)的結(jié)構(gòu)原理1光機(jī)式鼠標(biāo)器 （如圖9.16所示） 2光電式鼠標(biāo) （如圖9.17所示） 9.5.2 鼠標(biāo)的結(jié)構(gòu)原理1光機(jī)式鼠標(biāo)器圖9.16 光機(jī)鼠標(biāo)結(jié)構(gòu)筒圖 圖9.16 光機(jī)鼠標(biāo)結(jié)構(gòu)筒圖 圖9.17 光電

20、式鼠標(biāo)結(jié)構(gòu)示意圖返回本節(jié)圖9.17 光電式鼠標(biāo)結(jié)構(gòu)示意圖返回本節(jié)圖9.18 鼠標(biāo)接口引腳示意圖9.5.3 鼠標(biāo)與計(jì)算機(jī)的接口1鼠標(biāo)器接口標(biāo)準(zhǔn)圖9.18 鼠標(biāo)接口引腳示意圖9.5.3 鼠標(biāo)與計(jì)算機(jī)的表5.7 兩鍵鼠標(biāo)三字節(jié)的數(shù)據(jù)傳輸格式2鼠標(biāo)數(shù)據(jù)傳輸格式返回本節(jié)表5.7 兩鍵鼠標(biāo)三字節(jié)的數(shù)據(jù)傳輸格式2鼠標(biāo)數(shù)據(jù)傳輸格式多位七段LED數(shù)碼顯示器及接口多位七段LED數(shù)碼顯示器及接口g f com a baf g be d cdpe d com c db(a) 管腳圖acebdfgdpcom地com+5Vacebdfgdp(b) 共陰極(c) 共陽級(jí)1. 七段LED數(shù)碼管結(jié)構(gòu)g f com a baf

21、g LED數(shù)碼管工作原理用七段發(fā)光二極管組成的LED（Light Emitting Diode），是一種16進(jìn)制數(shù)09和AF的顯示器件，也稱為數(shù)碼管。LED顯示不同字形需點(diǎn)亮不同組合的顯示段（a，b，c，d，e，f，g段），7個(gè)顯示段亮、滅不同組合的編碼稱為對(duì)應(yīng)字形的顯示段碼。LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)形式： (a)七段式LED器件 (b)共陽極LED (c) 共陰極LEDabcdefgdpabcdefgdp+5Vabcdefgdp LED數(shù)碼管工作原理用七段發(fā)光二極管組成的LED（Laf g be d cdp a bcdefgdpMC14495ABCDLEcom(a) BCD 七段譯碼法af g be d cdp a bcdefgdp 74L374D0com(b) 軟件譯碼法D1D2D3D4D5D6D7LE2. 七段LED數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)af g be d cd多位七段LED數(shù)碼顯示器及接口多位七段LED數(shù)碼顯示器結(jié)構(gòu)利用人的視覺延遲的特點(diǎn)，采用掃描的方式驅(qū)動(dòng)多位七段LED數(shù)碼管，節(jié)省驅(qū)動(dòng)電路，降低功耗。保證一定的掃描循環(huán)頻率，得到較好的顯示質(zhì)量。各位七段LED數(shù)碼管公用一個(gè)段驅(qū)動(dòng)器、一個(gè)段碼鎖存器，為段驅(qū)動(dòng)器