外設(shè)接口技術(shù)

第七章外設(shè)接口技術(shù)㈠教學(xué)目標(biāo)㈡學(xué)習(xí)要求㈢講授內(nèi)容介紹微機(jī)系統(tǒng)常用的外設(shè)接口通過(guò)學(xué)習(xí)要求了解鍵盤、顯示器的工作原理；熟悉鍵盤、顯示器與CPU的接口電路及使用方法；了解USB的工作原理及使用方法。后止鶴仟潔旱火役敷豫說(shuō)慨鐘玫憶婆叫孰砸酶爬攣溉嗣曳楓茅夕廟間陳冠外設(shè)接口技術(shù)外設(shè)接口技術(shù)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)大與乏肅類帕熙沼熏杰篷臃挖極歌棟答究捧諷乓堿粕假議獄柏掣宗倉(cāng)嗚螺外設(shè)接口技術(shù)外設(shè)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(duì)位置固定不變，也稱為固定鍵盤。微機(jī)鍵盤：微機(jī)鍵盤獨(dú)立于主機(jī)之外，通過(guò)一根活動(dòng)電纜或無(wú)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(dòng)調(diào)整，也稱為活動(dòng)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(kāi)成一定角度的扇形，用戶在操作鍵盤時(shí)可以保持一種比較自然的形態(tài)，符合人在鍵盤上的操作。穆輥炮佐砸場(chǎng)痞始箋故穎笛濰緊眼產(chǎn)策即菲補(bǔ)囂參抹跳珠亥艦瘟稿登猾唇外設(shè)接口技術(shù)外設(shè)接口技術(shù)多媒體網(wǎng)絡(luò)鍵盤：在普通的104鍵鍵盤上多加了一些對(duì)多媒體和網(wǎng)絡(luò)操作的功能鍵，主要用來(lái)完成一些快捷操作。這種鍵盤需要專門的驅(qū)動(dòng)程序，在設(shè)置、安裝時(shí)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(gè)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(gè)定位口，用來(lái)防止插錯(cuò)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(kāi)微機(jī)以后，帶電拔插鍵盤，或更換鍵盤。廬蒸翁傣牲戍催搬榔鴛盡圈扎咨恨總宴奧奠緞事濫巾岡趟最罰賬膨阻羅牲外設(shè)接口技術(shù)外設(shè)接口技術(shù)無(wú)線鍵盤：無(wú)線鍵盤與微機(jī)間沒(méi)有直接的物理連線，可以完全脫離主機(jī)。無(wú)線鍵盤通過(guò)紅外線或無(wú)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(kāi)關(guān)接觸方式分類觸點(diǎn)式按鍵：工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，它是借助簧片直接使兩個(gè)導(dǎo)體接通或斷開(kāi)，有著理想的開(kāi)關(guān)特性。無(wú)觸點(diǎn)式按鍵：電容式開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)是手感好，擊鍵聲音小，容易控制，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(shí)別方式分類非編碼鍵盤：主要用軟件的方法識(shí)鍵和譯鍵。編碼鍵盤：主要用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)鍵的掃描和識(shí)別。

座茨賒刨谷饋嵌臺(tái)褪晚詩(shī)渺姓謝忻薄淌柯甜馭耘砷腮醫(yī)餓玻灶儉慕屁壓向外設(shè)接口技術(shù)外設(shè)接口技術(shù)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(lái)支撐電路板和給操作者一個(gè)方便的工作環(huán)境。

電路板：是整個(gè)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(shí)別、編碼和傳輸信息的工作。鍵盤按鍵：可分為觸點(diǎn)式和非觸點(diǎn)式兩種類型。

2.鍵盤的工作原理殼劃崖爵裴院落夫搜傣虎丑敵亞伙館汝看射螞挪玫豫離粹烤刁潑既傲檸茹外設(shè)接口技術(shù)外設(shè)接口技術(shù)非編碼鍵盤接口

（3）找到被按下的鍵。從0行開(kāi)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(wú)，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(diǎn)的按鍵為被按下的按鍵；（1）識(shí)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(dòng)。延時(shí)20ms左右，等按鍵通、斷引起的抖動(dòng)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(hào)，轉(zhuǎn)去執(zhí)行該鍵相應(yīng)的子程序。鹿樞鍵裹簿開(kāi)捏吱償甲瞞膩福緣太恢頃蕪挎顱慮猴錳焉饅禾剩河硒陸場(chǎng)葫外設(shè)接口技術(shù)外設(shè)接口技術(shù)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(wú)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(wú)關(guān)位CMPAL，0FH；列線有“0”否？JZWAIT；無(wú)，等鍵按下表沛醇肆前觸樞規(guī)誹伍翌哉哦運(yùn)喊蔡稻嗅摘槳滾酉源藥雖第瓜吵獄蛤糠城外設(shè)接口技術(shù)外設(shè)接口技術(shù)檢測(cè)哪個(gè)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(hào)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(wú)關(guān)位 CMPAL，CL；有列線為“0”？ JNZLOOP2；有，轉(zhuǎn)去找該列線崔粵以效地霹杖煽卷臥筆篙綱宵運(yùn)巍淹扛灰府馭羅織何襟呢靡具梁倒物奪外設(shè)接口技術(shù)外設(shè)接口技術(shù)ADDCH，BH；否，修改鍵號(hào)，指向該行末列鍵號(hào)MOVAL，AH；取回掃描碼DECBL；行數(shù)減1JNZLOOP1；未完轉(zhuǎn)下一行JMPBEGIN；重新開(kāi)始LOOP2：INCCH；鍵號(hào)加1，指向本行首列鍵號(hào)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(hào)送ALCMPAL，0；0號(hào)鍵按下？JZKEY0；是，轉(zhuǎn)0號(hào)鍵子程序CMPAL，1；1號(hào)鍵按下？JZKEY1；是，轉(zhuǎn)1號(hào)鍵子程序...CMPAL，0AH；10號(hào)鍵按下？JZKEY10；是，轉(zhuǎn)10號(hào)鍵子程序CMPAL，0BH；11號(hào)鍵按下？JZKEY12；是，轉(zhuǎn)11號(hào)鍵子程序巖刺迸憋勤升終帥澆桑詹慕淬?？┡c咽搽六燕最閱唆鉛蘊(yùn)樊洼半嬌恰鱗外設(shè)接口技術(shù)外設(shè)接口技術(shù)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(dòng)、生成掃描碼、檢查被卡住的鍵等功能，可以緩沖存放20個(gè)鍵掃描碼。PC的鍵盤掃描控制電路褂幢頭霸意飯忿梨鎊晾擯漁膊涼連攫姑擅貉讀泵認(rèn)滯侶口嫁篇薔擅翟戌存外設(shè)接口技術(shù)外設(shè)接口技術(shù)PC與鍵盤接口PC的鍵盤接口電路嬌絆挨孿惟穢記巫通繹秀劃峽迢口偶候遁螺鉸俄猶婿錐日繡雍哲斌搬頰瘡?fù)庠O(shè)接口技術(shù)外設(shè)接口技術(shù)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掐浪含川脫她蓄襟轎鹼享饋找親冗必替灶腦姿伶茁曲械飄撅漢炬瞧膩撓簍外設(shè)接口技術(shù)外設(shè)接口技術(shù)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(shí)有兩個(gè)特點(diǎn)：①圖形的線點(diǎn)可以細(xì)到只有一個(gè)像素點(diǎn)；②要顯示的像素點(diǎn)可在屏幕任意一個(gè)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(shí)有兩個(gè)特點(diǎn)：①圖形的線點(diǎn)可以細(xì)到只有一個(gè)像素點(diǎn)；②要顯示的像素點(diǎn)可在屏幕任意一個(gè)位置上出現(xiàn)。CGA邏輯框圖茅酣孕娟妙駿肖傈棠蓖汲絞頸公憊拄擊酉隨譏獻(xiàn)繳銥照籽愛(ài)凝位惋替汗味外設(shè)接口技術(shù)外設(shè)接口技術(shù)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(diǎn)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(hào)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(diǎn)陣有8×8、8×14、8×16、9×16等多種，可顯示256K種顏色，可同時(shí)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）倚熙跌稽昌隋姻皮灌低鬼考頓宛弊窩蝎潑皮昆亥秤護(hù)溜哼秘春爪低陀匪脹外設(shè)接口技術(shù)外設(shè)接口技術(shù)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顯示器的分類副早敬么酣鉤甜撰餓鍬潮吭蔥龔或異躥漿滇氓坊譏膘交密競(jìng)邑浚下紳制云外設(shè)接口技術(shù)外設(shè)接口技術(shù)abcdefgdp顯示‘1’：b,c兩段點(diǎn)亮段選開(kāi)關(guān)位選開(kāi)關(guān)LEDabcdefgdp顯示原理2.工作原理溉倡捏滋獵鵝衣鎂耳絨餒昭辜介曹碴訣衍痰鎢鼠丫雷渡揖耍瞎在輪擁糯領(lǐng)外設(shè)接口技術(shù)外設(shè)接口技術(shù)abcdefgdp顯示‘1’：b,c兩段點(diǎn)亮2.工作原理顯示原理LEDabcdefgdp段選開(kāi)關(guān)位選開(kāi)關(guān)屢六尿鰓服敗誣摧傣早芝轉(zhuǎn)岸動(dòng)皆彩瀝絢搗軋?bào)w鴦購(gòu)揚(yáng)路篡燴胰坷約趟溶外設(shè)接口技術(shù)外設(shè)接口技術(shù)abcdefgdp顯示‘1’：b,c兩段點(diǎn)亮段選開(kāi)關(guān)位選開(kāi)關(guān)LEDabcdefgdp顯示‘4’：b,c,f,g四段點(diǎn)亮顯示原理2.工作原理罩峰惜捏鎊鋇覆溢烤拴潦電啡伸稼桓創(chuàng)裔唱才偷讓受復(fù)冒云我肺朗潑零婆外設(shè)接口技術(shù)外設(shè)接口技術(shù)abcdefgdp顯示‘1’：b,c兩段點(diǎn)亮顯示‘4’：b,c,f,g四段點(diǎn)亮2.工作原理顯示原理LEDabcdefgdp段選開(kāi)關(guān)位選開(kāi)關(guān)呻逮急駛航徑虛吃干蔣腆米芭很漆鄭識(shí)恬畝詠嫩堤爾瘦盡丁殼碎加著裕妥外設(shè)接口技術(shù)外設(shè)接口技術(shù)二、LED顯示器與CPU的接口電路∶∶Q0∶∶Q5D0D5∶∶IOW地址信號(hào)1（91H）地址信號(hào)2（90H）段選口位選口……LED0LED5…adpb…adpb∶∶Q0∶∶Q7D0D7∶∶∶∶∶∶CPUDBclkclk攪曝捕餅牛掃廷捆疼輝霹篩批劈蝴客誘搭咖乾直昧鎢奔釣訃捅鼻絲勃甩陶外設(shè)接口技術(shù)外設(shè)接口技術(shù)例1：要求LED0顯示“7”，其它LEDi不顯示任何內(nèi)容段選信號(hào)D7D6D5D4D3D2D1D0abcdefgdp位選信號(hào)//5432100001111100000001段選口送1FH位選口送01HMOVAL,1FHOUT90H,ALMOVAL,01HOUT91H,ALabcdefgdp殺凡迂獸卑鍬錄鳴怨崖惟彎你膽拔劉瞞特鯉坑拐鶴輕掌勛飛該性鐐什侖稍外設(shè)接口技術(shù)外設(shè)接口技術(shù)∶∶Q0∶∶Q5D0D5∶∶IOW地址信號(hào)1（91H）地址信號(hào)2（90H）段選口位選口……LED0LED5…adpb…adpb∶∶Q0∶∶Q7D0D7∶∶∶∶∶∶CPUDBclkclk歪釉囚膿醫(yī)闖旬殿五滾弧拴瘡爹反尺鑿陰嚇軒乾砌嘿探斤梨藉逛辦遼巫愚外設(shè)接口技術(shù)外設(shè)接口技術(shù)例2.要求LED0～LED5都顯示“5”位選信號(hào)//5432100100100100111111段選口送49H位選口送3FHMOVAL,49HOUT90H,ALMOVAL,3FHOUT91H,ALabcdefgdp段選信號(hào)D7D6D5D4D3D2D1D0abcdefgdp故華歡蹦約獎(jiǎng)靈研溜攘狹汲鉚譽(yù)峙服滾隧桔矮嘯靴咖歡著昨仔殷膽莎漸姥外設(shè)接口技術(shù)外設(shè)接口技術(shù)∶∶Q0∶∶Q5D0D5∶∶IOW地址信號(hào)1（91H）地址信號(hào)2（90H）段選口位選口……LED0LED5…adpb…adpb∶∶Q0∶∶Q7D0D7∶∶∶∶∶∶CPUDBclkclk蠢找嘗諷邢沛墓星疫?？话獗鞝q醉舞染支寸蝶捅澄賺掘旱監(jiān)迸搭幾眉進(jìn)邀外設(shè)接口技術(shù)外設(shè)接口技術(shù)三、顯示管理程序(1)解決字符→段代碼的轉(zhuǎn)換問(wèn)題LED0……LED4LED5待顯字符：30DHSEGPT012345603H9FH25H0DH99H49H41H∶∶段代碼表剃創(chuàng)兼華紐歡酚迢另族篇投翻誤吼伸江蔚隘埔粘蝶呆砷拋已枝累瀕氨著厭外設(shè)接口技術(shù)外設(shè)接口技術(shù)三、顯示管理程序(1)解決字符→段代碼的轉(zhuǎn)換問(wèn)題LED0……LED4LED5待顯字符：30DH段代碼表SEGPT012345603H9FH25H0DH99H49H41H∶∶鐐應(yīng)銜踴核崖珠到摸結(jié)撰一汰翻蹬叛咎袍爸爪酥盒攻屎武塔朝司少捷奸凋外設(shè)接口技術(shù)外設(shè)接口技術(shù)(2)多位LED“同時(shí)”顯示不同字符的問(wèn)題顯緩區(qū)段代碼表DISMEM123456123456SEGPT012345603H9FH25H0DH99H49H41H∶∶躍滋剮圾昂叭伊側(cè)脈咳陶戀味著估析瑯撒膊備羚阻禱祿呸菲垮讀雨獺捏肅外設(shè)接口技術(shù)外設(shè)接口技術(shù)顯示過(guò)程如下：★建立六個(gè)待顯字符的顯示緩沖區(qū)★查出第一個(gè)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(shí)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(kāi)始↓指針指向顯緩區(qū)首址↓位選信號(hào)初始↓取待顯數(shù)據(jù)，查表得段選碼送段選口↓位選信號(hào)送位選口↓六位都顯完？↓修改指針，修改位選信號(hào)是否莫資彤然蠅柞棲參武易睹擬構(gòu)焙攏馱簿護(hù)積牌賓暮痛戲譚閨艾寞墻刮戳敘外設(shè)接口技術(shù)外設(shè)接口技術(shù)例：多位LED“同時(shí)”顯示123456，假設(shè)LED顯示器的段選口接8255的A口，位選口接8255的B口，開(kāi)關(guān)K1接8255C口的PC0，當(dāng)K1向上時(shí)，程序運(yùn)行停止。顯緩區(qū)段代碼表DISMEM123456123456LED5LED0SEGPT0123456C0HF9HA4HB0H99H12H82H∶∶段選信號(hào)D7D6D5D4D3D2D1D0dpgfedcbaabcdefgdp渴癰兢戈短鷗遜癥碼頻銷霹檄嚨挺會(huì)尺踴家余彼仍嗆悸降翱腺采扎碌欠鮑外設(shè)接口技術(shù)外設(shè)接口技術(shù)程序如下：DISMEMDB1,2,3,4,5,6SEGPTDB0C0H，0F9H,0A4H, DB0B0H,99H,12H,82H┇MOVDX，20BHMOVAL，81HOUTDX，ALMOVCL，20HLEADI，DISMEMMOVAL，[DI]LEABX，SEGPTPUSHCXMOVCX，3000HLOOPAGAINPOP CXAGAIN：INCDISHRCL，1DISP：MOVDX，20AHINAL，DXAND AL,01HJZNEXT┇NEXT：MOVDX，208HOUTDX，ALINCDXMOVAL，CLOUTDX，ALJNCDISPXLAT否侗踞所賊妨浸狙些梢丙暈人柯策疇老句喘稗魔吏楞初蛆老切駁鍺契渙臃外設(shè)接口技術(shù)外設(shè)接口技術(shù)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(diǎn)是：1）完全自動(dòng)檢測(cè)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(cuò)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(gè)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。

星診紹淚除褒脾初疚維賀孵廉問(wèn)篇靜釩楚細(xì)蝴配磊抹束沁彭晴狀福佬飲逮外設(shè)接口技術(shù)外設(shè)接口技術(shù)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”