硬件基礎(chǔ)課件第七章

第七章外設(shè)接口技術(shù)第一節(jié)鍵盤接口技術(shù)第二節(jié)CRT接口技術(shù)第四節(jié)USB接口技術(shù)第三節(jié)八段LED顯示器接口技術(shù)第一節(jié)鍵盤接口技術(shù)一、鍵盤的分類1.按應(yīng)用范圍分類工控機(jī)鍵盤：工控機(jī)鍵盤和主機(jī)連為一體，鍵盤和主機(jī)的相對位置固定不變，也稱為固定鍵盤。

微機(jī)鍵盤：微機(jī)鍵盤獨立于主機(jī)之外，通過一根活動電纜或無線方式與主機(jī)相連，這種鍵盤和主機(jī)的位置可以在一定范圍內(nèi)移動調(diào)整，也稱為活動式鍵盤。

2.按外形分類標(biāo)準(zhǔn)鍵盤人體工程學(xué)鍵盤：在標(biāo)準(zhǔn)鍵盤上，將左手鍵區(qū)和右手鍵區(qū)兩大板塊左右分開成一定角度的扇形，用戶在操作鍵盤時可以保持一種比較自然的形態(tài)，符合人在鍵盤上的操作。

多媒體網(wǎng)絡(luò)鍵盤：在普通的104鍵鍵盤上多加了一些對多媒體和網(wǎng)絡(luò)操作的功能鍵，主要用來完成一些快捷操作。這種鍵盤需要專門的驅(qū)動程序，在設(shè)置、安裝時比普通鍵盤麻煩。

多功能鍵盤：在普通鍵盤的基礎(chǔ)上又集成了其它的外部設(shè)備。如：帶鼠標(biāo)的鍵盤、帶手寫字板的鍵盤、集成話筒和喇叭的鍵盤、帶掃描儀的鍵盤、集成條形讀卡器的鍵盤、集成USBHUB的鍵盤3.按接口分類AT接口鍵盤：AT接口鍵盤俗稱“大口”鍵盤，鍵盤的插頭是一個圓形5芯插頭，插頭是有方向性的。PS/2接口鍵盤：PS/2接口鍵盤俗稱為“小口”鍵盤，是目前使用最普通的一種鍵盤。它的插頭是4針，在插頭上有一個定位口，用來防止插錯方向。USB接口鍵盤：USB接口鍵盤支持USB接口熱拔插功能，可在打開微機(jī)以后，帶電拔插鍵盤，或更換鍵盤。無線鍵盤：無線鍵盤與微機(jī)間沒有直接的物理連線，可以完全脫離主機(jī)。無線鍵盤通過紅外線或無線電波將輸入信息傳送給接收器。接收器放在主機(jī)旁，連接在PS/2口、COM口或USB口上。4.按鍵盤開關(guān)接觸方式分類觸點式按鍵：工藝簡單，價格低廉，它是借助簧片直接使兩個導(dǎo)體接通或斷開，有著理想的開關(guān)特性。無觸點式按鍵：電容式開關(guān)的特點是手感好，擊鍵聲音小，容易控制，結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，成本低，易于小型化和批量生產(chǎn)。5.按照按鍵識別方式分類非編碼鍵盤：主要用軟件的方法識鍵和譯鍵。編碼鍵盤：主要用硬件來實現(xiàn)鍵的掃描和識別。二、鍵盤的結(jié)構(gòu)和工作原理1.鍵盤的結(jié)構(gòu)微機(jī)鍵盤由外殼、按鍵和電路板三部分組成。鍵盤外殼：主要用來支撐電路板和給操作者一個方便的工作環(huán)境。電路板：是整個鍵盤的核心，它位于鍵盤的內(nèi)部，主要由邏輯電路和控制電路組成，擔(dān)任按鍵掃描識別、編碼和傳輸信息的工作。鍵盤按鍵：可分為觸點式和非觸點式兩種類型。2.鍵盤的工作原理非編碼鍵盤接口

（3）找到被按下的鍵。從0行開始，順序逐行掃描，即該行輸出“0”。每掃描一行，讀入列線數(shù)據(jù)，找出為“0”的列；若無，則順序掃描下一行，并檢查其各列；若找到某列線為“0”，則該列與檢查行交點的按鍵為被按下的按鍵；（1）識別有鍵按下否。PA的三線輸出均為“0”，讀入PB的四根輸入線，只要有一線為“0”，即表明有鍵被按下；（2）去抖動。延時20ms左右，等按鍵通、斷引起的抖動消失，若還有鍵閉合，則認(rèn)為按鍵已穩(wěn)定；（4）根據(jù)找到的鍵號，轉(zhuǎn)去執(zhí)行該鍵相應(yīng)的子程序。

下面給出按行掃描的有關(guān)子程序。設(shè)8255A端A的地址為60H，端口B的地址為61H，控制寄存器的地址為63H。判別有無鍵按下的程序段如下： MOVAL，82H；8255A初始化，方式0，A口輸出，B口輸入

OUT63H，AL MOVAL，0 OUT60H，AL；各行線為“0”WAIT：INAL，61H；讀列線數(shù)據(jù)

ANDAL，0FH；屏蔽無關(guān)位

CMPAL，0FH；列線有“0”否？

JZWAIT；無，等鍵按下檢測哪個鍵按下的程序段如下：BEGIN：MOVBL，3；行數(shù)

MOVBH，4；列數(shù)

MOVAL，0FEH；起始數(shù)據(jù)，0行為“0” MOVCL，0FH；鍵盤屏蔽碼

MOVCH，0FFH；起始鍵號為“-1”LOOP1：OUT60H，AL；掃描一行

ROLAL；修改掃描碼，準(zhǔn)備掃描下一行

MOVAH，AL；保存

INAL，61H；讀列線值

ANDAL，CL；屏蔽無關(guān)位

CMPAL，CL；有列線為“0”？

JNZLOOP2；有，轉(zhuǎn)去找該列線ADDCH，BH；否，修改鍵號，指向該行末列鍵號

MOVAL，AH；取回掃描碼

DECBL；行數(shù)減1JNZLOOP1；未完轉(zhuǎn)下一行

JMPBEGIN；重新開始LOOP2：INCCH；鍵號加1，指向本行首列鍵號

RCRAL；帶進(jìn)位循環(huán)右移一位

JCLOOP2；該列非“0”，檢查下一列

MOVAL，CH；是，鍵號送ALCMPAL，0；0號鍵按下？

JZKEY0；是，轉(zhuǎn)0號鍵子程序

CMPAL，1；1號鍵按下？

JZKEY1；是，轉(zhuǎn)1號鍵子程序

...CMPAL，0AH；10號鍵按下？

JZKEY10；是，轉(zhuǎn)10號鍵子程序

CMPAL，0BH；11號鍵按下？

JZKEY12；是，轉(zhuǎn)11號鍵子程序3.PC的鍵盤接口PC的鍵盤掃描接口

單片機(jī)8048作鍵盤的控制部件。它承擔(dān)鍵盤掃描、去抖動、生成掃描碼、檢查被卡住的鍵等功能，可以緩沖存放20個鍵掃描碼。PC的鍵盤掃描控制電路PC與鍵盤接口PC的鍵盤接口電路第二節(jié)CRT接口技術(shù)一、CRT顯示器概述CRT顯示器的發(fā)展CRT顯示器成像原理掃描成像原理三原色原理二、CRT接口技術(shù)單色顯示適配器（MDA:MonochromeDisplayAdapter）字符顯示的原理顯示數(shù)據(jù)處理邏輯:單色顯示適配器可以看成由顯示數(shù)據(jù)處理邏輯和掃描控制邏輯兩部分組成。MDA邏輯框圖掃描控制邏輯彩色圖形適配器（ColorGraphicsAdapter，CGA）圖形顯示的原理當(dāng)CRT屏幕作圖形顯示時有兩個特點：①圖形的線點可以細(xì)到只有一個像素點；②要顯示的像素點可在屏幕任意一個位置上出現(xiàn)。CGA:CGA可以產(chǎn)生黑白和彩色的字符和圖形。當(dāng)CRT屏幕作圖形顯示時有兩個特點：①圖形的線點可以細(xì)到只有一個像素點；②要顯示的像素點可在屏幕任意一個位置上出現(xiàn)。CGA邏輯框圖增強(qiáng)型圖形適配器（EnhancedGraphicsAdapter，EGA）VRAM的容量有256K字節(jié)，其結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)組織和CGA大不相同。

存放在VRAM中的圖形數(shù)據(jù)和字符點陣數(shù)據(jù)經(jīng)并串轉(zhuǎn)換后送到屬性控制寄存器去處理，它把VRAM中的字符電陣和圖形像素值翻譯成送往監(jiān)視器的信息。視頻圖形陣列（VideoGraphicsArray，VGA）VGA采用模擬信號輸出接口，使顯示的顏色豐富多彩。它的分辨率也提高到640×480，并在軟件上與MDA、CGA、EGA兼容，其字符點陣有8×8、8×14、8×16、9×16等多種，可顯示256K種顏色，可同時顯示256種色。除支持EGA的所有顯示方式外，還增加了3種顯示方式。增強(qiáng)型的VGA（SuperVGA）第三節(jié)八段LED顯示器接口技術(shù)一、LED顯示器及工作原理1.LED顯示器的分類abcdefgdp顯示‘1’：b,c兩段點亮段選開關(guān)位選開關(guān)LEDabcdefgdp顯示‘4’：b,c,f,g四段點亮顯示原理2.工作原理二、LED顯示器與CPU的接口電路∶∶Q0∶∶Q5D0D5∶∶IOW地址信號1（91H）

地址信號2（90H）段選口位選口……LED0LED5…adpb…adpb∶∶Q0∶∶Q7D0D7∶∶∶∶∶∶CPUDBclkclk例2.要求LED0～LED5都顯示“5”

位選信號//5432100100100100111111段選口送49H位選口送3FHMOVAL,49HOUT90H,ALMOVAL,3FHOUT91H,ALabcdefgdp段選信號D7D6D5D4D3D2D1D0abcdefgdp∶∶Q0∶∶Q5D0D5∶∶IOW地址信號1（91H）

地址信號2（90H）段選口位選口……LED0LED5…adpb…adpb∶∶Q0∶∶Q7D0D7∶∶∶∶∶∶CPUDBclkclk三、顯示管理程序(1)解決字符→段代碼的轉(zhuǎn)換問題LED0……LED4LED5待顯字符：30DHSEGPT012345603H9FH25H0DH99H49H41H∶∶段代碼表(2)多位LED“同時”顯示不同字符的問題顯緩區(qū)段代碼表DISMEM123456123456SEGPT012345603H9FH25H0DH99H49H41H∶∶顯示過程如下：★建立六個待顯字符的顯示緩沖區(qū)★查出第一個字符的字形碼★送段形碼至段選口★使最左一位LED發(fā)光★延時1ms★指向下一位LED……

直至最后一位LED顯示完為止已掃描一遍開始↓指針指向顯緩區(qū)首址↓位選信號初始↓取待顯數(shù)據(jù)，查表得段選碼送段選口↓位選信號送位選口↓六位都顯完？↓修改指針，修改位選信號是否例：電路結(jié)構(gòu)如圖，要求：LED0～LED5循環(huán)顯示“3”?！谩肣0∶∶Q5D0D5∶∶IOW地址信號1（91H）

地址信號2（90H）段選口位選口……LED0LED5…adpb…adpb∶∶Q0∶∶Q7D0D7∶∶∶∶∶∶CPUDBclkclkMOVAL，0DHOUT90H，ALMOVAL，20HOUT91H，ALSHRAL，01HJNCLPMOVAL，20HJMPLPLP：NOPNOP┇延時第四節(jié)USB接口技術(shù)一、概述USB即通用串行總線（USB:UniversalSerialBus）。USB為主機(jī)與不同外設(shè)的連接提供了極大的方便，其主要優(yōu)點是：1）完全自動檢測和配置的即插即用功能；2）帶電熱插拔操作；3）統(tǒng)一的接插件，不存在連接錯誤。USB是一種支持即插即用的新型“菊花鏈”串行接口。它在一條“線纜”上有鏈接多個設(shè)備的能力。USB要比標(biāo)準(zhǔn)串口快得多，其數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)4Mbit/s—12Mbit/s，而一般的串口最多只能是115Kbit/s。二、USB規(guī)范USB是一種支持即插即用的新型“菊花鏈”串行接口。它在一條“線纜”上有鏈接多個設(shè)備的能力。在針對USB確定結(jié)構(gòu)時，應(yīng)遵照以下要求：

1)PC外設(shè)的擴(kuò)展簡單方便；2)傳輸速率高達(dá)12Mbit/s的低成本方案；3)完全支持語音、音頻和壓縮視頻的實時數(shù)據(jù)處理；4)在混合模式下進(jìn)行等時（Isochronous）數(shù)據(jù)傳輸和異步信息發(fā)