机电工程系第12章 人机交互设备及其接口v12.1 键盘及其接口v12.2 鼠标器及其接口v12.3 液晶显示器及其接口v12.4 打印机及其接口v12.5网络接入设备v12.6 其他人机交互设备机电工程系12.1 键盘及其接v12.1.1 键盘的工作原理v12.1.2 微机键盘及键盘接口返 回机电工程系12.1.1 键盘的工作原理v1键盘的类型 v2键盘的功能 v3键盘的工作原理返 回机电工程系v （1）编码键盘。 键盘内部能自动检测被按下的键，并提供与被按键功能对应的 键码（如ASCII码），以并行或串行方式送给CPU。v （2）非编码键盘。 只简单地提供按键的行列位置（位置码或扫描码），而按键的 识别和键码的确定与输入等功能均由软件完成。1键盘的类型返 回机电工程系2键盘的功能v（1）识别键盘矩阵中的被按键； v（2）清除按键时产生的抖动干扰； v（3）防止按键操作的串键错误； v（4）产生被按键相应的键码。返 回机电工程系3键盘的工作原理v 逐行扫描法 由程序对键盘进行逐行扫描，通过检测到的列输出状态来确定闭 合键。 需要设置输入口、输出口各一个。v 行列扫描法 通过行列颠倒扫描来识别闭合键。在扫描每一行时，读列线；然 后依次向列线扫描输出，读行线。 需要提供两个可编程的双向输入/输出端口。返 回机电工程系例8-1CPU8255APA0PA1PA2 PB0 PB1 PB2 PB3列0 列1 列2 列3行1行0行2图12-1 非编码键盘接口硬件框图vL1： OUT 40H，AL v ROL AL v MOV AH，AL v IN AL，41H v AND AL，CL v CMP AL，CL v JNZ L2 v ADD CH，BH v MOV AL，AH v DEC BL v JNZ L1 v JMP BEGIN vL2： INC CH v RCR AL v JC L2 v MOV AL，CH v JMP KEYTABLEv假定有一个34的矩阵键盘通过并行接口芯片8255A与微机相连。8255A的A口定义为输出口， 与键盘行线相连；B口定义为输入口，与键盘列线相连。设8255A A口地址为40H，B口地址为 41H，控制寄存器地址为43H。v MOV AL，82H v OUT 43H，AL vBEGIN：MOV AL，0 v OUT 40H，AL vWAIT : IN AL，41H v AND AL，0FH v CMP AL，0FH v JZ WAIT v MOV CX，7FFH v L0： LOOP L0 v ST： MOV BL，3 v MOV BH，4 v MOV AL，0FEH v MOV CL，0FH v MOV CH，0FFH返 回机电工程系12.1.2 微机键盘及键盘接口 1PC微机键盘的特点 2PC键盘键盘 与PC机接口 3键盘键盘 与主机之间间的通信方式 4PC机键盘接口标准返 回机电工程系1PC微机键盘的特点v （1）键盘由单片机、译码器和16行8列的键开关矩阵三大部分组成。v （2）按键采用电容开关，即按键时的上下动作使电容量发生变化，从而实 现开关接通或断开的目的。v （3）它是一种由单片机扫描、编码的智能化键盘。v （4）键盘通常通过设在主板上的键盘接口连到主机上，人们通过键盘输入 的数据是在主机的BIOS程序的控制下，传送到主机的CPU中进行处理的。返 回机电工程系2PC键盘键盘 与PC机接口返 回主板键盘键盘 矩阵译码器Intel 8048串行 接口Intel 8042CPU键盘缓冲区机电工程系3.键盘键盘 与主机之间间的通信方式v （1）将串行接收键盘送来的接通扫描码和断开扫描码，转换成并行数据并 暂存v （2）收到一个完整的扫描码后，立即向主机发中断请求v （3）主机中断响应后读取扫描码，并转换成相应的ASCII码存入键盘缓冲 区 v （4）接收主机发来的命令，传送给键盘，并等候键盘的响应，自检时用以 判断键盘的正确性返 回机电工程系4PC机键盘接口标准v5芯接口（即俗称大口） vPS/2接口（即俗称小口） vUSB接口返 回机电工程系12.2 鼠标器及其接口v12.2.1 鼠标器的工作原理v12.2.2 鼠标标器的技术术指标标v12.2.3 鼠标器接口返 回机电工程系12.2.1 鼠标器的工作原理v 1机械式鼠标 由鼠标底部的胶质小球带动X方向滚轴和Y方向滚轴，在滚轴的末端有 译码轮，译码轮附有金属导电片与电刷直接接触。 v 2光电式鼠标 光电式鼠标是利用发光二极管（LED）发出来的光投射到鼠标板上，其 反射光经过光学透镜聚焦投射到光敏管上。 v 3光机式鼠标 光机鼠标在机械鼠标的基础上，将磨损最厉害的接触式电刷和译码轮改 进成为非接触式的LED对射光路元件。 返 回机电工程系12.2.2 鼠标标器的技术术指标标v 1分辨率 v 分辨率是衡量鼠标器性能的最重要参数，一般以dpi（像素点/英寸 ）为单位。分辨率越高，必须移动鼠标器到目的地的距离越短。目 前我们使用的产品的分辨率多为400dpi以上，甚至更高。高分辨率 的鼠标通常用于制图和精确计算机绘图等。 v 2采样率 v 鼠标器的采样率可以认为是Windows操作系统确认鼠标器位置的 速率。一般情况下，PS/2接口的鼠标器默认接口采样率为60次/s， 采用USB接口的鼠标器采样率为120次/s。 v 3扫描次数 v 扫描次数是光电鼠标器特有的指标，是指每秒钟鼠标器的光学接 收器将接收到的光反射信号转换为电信号的次数。次数越多，鼠标 器在高速移动的时候屏幕指针就越不会由于无法判别光反射信号而 乱飘。机电工程系12.2.3 鼠标器接口 1串行接口 2专用主板鼠标器端口（PS/2） 3USB接口 4.红红外接口 5无线线接口返 回机电工程系12.3 液晶显示器及其接口v 12.3.1 液晶显示器的工作原理v 12.3.2 液晶显示器的性能指标v 12.3.3 液晶显示器的驱动方式v 12.3.4 液晶显示器接口返 回机电工程系12.3.1 CRT显示器的工作原理图12-3 彩色显示器的基本结构框图显 示 适 配 卡 信号 处理视频放大 驱动电路141 2 3R G B荧光屏电子束荫罩板 高压电路行扫描电路水平同步信号垂直同步信号帧扫描电路 偏转线圈513全帧开始全帧结束水平扫描正程（显示）水平扫描逆程（消隐）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（消隐）图12-4 光栅扫描示意图图12-5 57字符点阵返 回机电工程系12.3.2 液晶显显示器的性能指标标v1.分辨率 v2.可视视角度 v3.响应时间应时间 v4.亮度 v5.对比度 机电工程系12.3.3 液晶显显示器的驱动驱动 方式v 静态驱动法 v 是指在像素前后电极上施加驱动电压时呈显示状态，不施加驱动电 压时呈非显示状态的一种直接驱动方法。静态驱动多用于段式驱动 ，即段电极和背电极做成段数码形式。背电极连在一起作为公共电 极引线，段电极每段都需加驱动信号，所以每段要有一根引线，如 果段数多，引线也多。 v 动态驱动 v 也称时间分割驱动或多路驱动。是在液晶显示器件上把水平一组显 示像素的背电极连在一起引出，称为行电极，又称为公共极，而把 纵向一组显示像素的段电极连在一起，称为列电极。每个液晶显示 像素都由其所在的行与列的位置唯一确定。在驱动方式上采用了循 环地给每行电极施加选通脉冲，同时所有列电极给出该行像素的选 通或非选通的驱动脉冲，从而实现某行所有显示像素的驱动。 机电工程系12.3.4 液晶显示器接口v1. D-Sub接口 vD-Sub接口，也称为VGA接口，接口为D字型，共15针分3排，每排5针，用于传送模拟信号。D-Sub 有着成熟的制造工艺、广泛的使用范围，它是模拟信号传输中最常见的一种接口。 v2.DVI数字输输入接口 vDVI（digital visual interface，数字视频视频接口）该标准不仅对接口的物理方式、电气指标、编码方式 、时钟方式、数据格式以及传输方式等进行了严格的定义，以保证计算机生成图像的完整再现，而且 还增加了一个插拔检测信号，从而真正实现了“即插即用”。 v3. HDMI数字输输入接口 vHDMI（high definition multimedia interface，高清晰度多媒体接口）。HDMI所传输的视频信号和8声 道音频信号都是未经压缩 的，而且无需在信号传送前进行数/模或者模/数转换，可以保证最高质量的 影音信号传送。此外，HDMI的设备具有“即插即用”的特点，信号源和显示设备之间会自动选择 最合 适的视频/音频格式。 v4. DisplayPort接口 v高带宽。 v最大程度整合周边设备。 v支持内部和外部接口。 v内容保护技术更可靠。v可简化相关产品的设计，节省大量的费用和空间。 v具备高度的可扩展特性，可以在今后不断加入更多新内容。 返 回机电工程系12.4 打印机及其接口v 12.4.1 打印机工作原理v 12.4.2 打印机接口返 回机电工程系12.4.1 打印机工作原理 1针式打印机 2喷墨打印机 3激光打印机返 回机电工程系接口控制电路数据线选通响应忙时序控制逻辑列计数器驱动电路字符发生器（ROM）打印行缓冲器（RAM）字符 代码图12-11 针式打印机控制原理图字符点阵列信号输入控制电路至走纸机构 打印头车架地址 计数器驱动打印针头1. 针式打印机v 针式打印机是以行列点阵的形式来打印字符或图形的，所以也叫点阵式打印机 返 回机电工程系2喷墨打印机v （1）连续式喷墨打印机 连续式喷墨打印机只有一个喷嘴，利用墨水泵对墨水加以固定压 力，使之连续不断地喷射。 v （2）随机式喷墨打印机 墨滴只在需要打印时才喷出，因此，不需要墨水回收装置。返 回机电工程系3激光打印机静激光器激光束调制驱动电路纸输出纸输入图12-12 激光打印机的工作原理图偏转装置电 子 成 像辐 射 定 影红 外 线 热静 电 潜 像感 光 鼓返 回机电工程系12.4.2 打印机接口 1并行打印机接口标准 （1）信号线的定义 （2）数据传送时序 2并行接口逻辑及编程应用返 回机电工程系（1）信号线的定义信号 名称 方向 功能说明DATA0DATA7 数据 入 8位并行数据，高电平表示1，低电平表示0STROBE 选通脉冲 入 低电平时将数据送入打印机接口，脉冲宽度大于0.5sSLCT IN 选择输入 入 低电平有效，表示数据可输入打印机AUTO REED XT