12.1PC机键盘接口12.2鼠标器接口12.3显示器12.4宽带网接入技术12.5打印机接口技术12.6扫描仪接口技术12.7数码相机接口技术 第12章 人机交互接口 12.1PC机键盘接口 键盘根据不同的工作原理可以分为机械式、塑料薄膜式、导电橡胶式、电容式。根据接口类型可分为PS/2接口、USB接口和无线接口。12.1.1 PC机键盘接口原理 PC系列键盘属于非编码键盘，只提供键的行列位置（ 或称扫描码），而按键的识别和按键值的确定等工作 全靠软件完成。PC系列键盘与主机的连接如图12-1所 示。 16*8键盘矩阵译码器Intel8048串行接口键盘Intel8042CPU键盘缓冲区主板图12-1键盘接口示意图 Intel8048单片机主要承担键盘扫描、消除抖动及生成扫描码等功能，可缓冲存放20个键的扫描码。扫描方式采用行列扫描法。 单片机不断地对键盘进行周期性的行、列扫描。同时，读回扫描信号线结果，判断是否有键按下，当有一个键被按下时，生成键盘扫描码，通过串行的键盘接口输出到主机。在8048单片机检测到按键后，还要继续对键盘扫描检测，以发现该键是否释放。当检测到释放时，生成“释放扫描码”，以便和“按下扫描码”相区别。送出“释放扫描码”的目的是为了识别组合键和上、下档键提供条件。PC的键盘接口采用Intel8042单片机芯片作为控制器，其任务是负责接收来自键盘的按键扫描码，将其转换成系统扫描码，放到单片机内部的并行输出缓冲器中，同时产生一个硬件可屏蔽中断请求，系统调用INT09H中断程序进行键盘代码处理，该中断服务程序完成两种转换：1）通过I/O口读取来自键盘的扫描码，并转换成两字节的ASCII码存到主机的内存BIOS的数据区中的一个32字节键盘缓冲区。这里，高字节为系统扫描码，低字节为ASCII码。2）把键盘扫描码转换为扩展码，低字节为0，高字节对应值为0255（通常功能键和某些组合键对应的是扩展码）。键盘缓冲区中的数据由执行软件中断INT16H取出，16H软件中断共有3个子功能，如表12-1所示。表12-1 INT 16H 功能表功能号入口参数出口参数说明012AH=0AH=1AH=2AX存放ASCII键或扩展码键符ZF=1 无键符ZF=0 有键符，存在AX中AL=KB-FLAG（键标志）从键盘读一个字符检测输入字符是否准备好取当前特殊键的状态12.1.2键盘与主机之间的通信方式主机通过键盘接口与键盘联络，键盘接口通过5针或6针插头与键盘连接。键盘与主机之间以串行方式通信。1键盘向主机发送数据在8042单片机的控制下，键盘与主机之间数据传输的通信格式符合异步串行规则，每帧数据含11位，依次是1位起始位、8位数据位（D0D7）、1位校验位和1位停止位。键盘向主机发送数据采用奇校验方式。2主机向键盘发送数据 开机时以及某些特殊情况下，主机会向键盘发送一些键盘命令和参数，一条命令或参数占用一个字节。 如果接收正确，在时钟线和数据线都成为高电平后，8048向主机发一个ACK信号（FAH），否则向主机发送一个NACK信号（FEH），要求重发。键盘命令和参数也采用奇偶检验方式。12.2鼠标器接口1964年，美国科学家道格拉斯恩格尔巴特发明了鼠标器。12.2.1鼠标器的分类与工作原理鼠标器原理是将鼠标器在平面运动中产生X方向与Y方向位移量的数据送入计算机，以确定屏幕上光标的位置，实现对微机的操作。鼠标按结构可分为机械式和光电式两种。此外，按接口分类，还可以分为MS串行口鼠标器、PS/2鼠标器、总线鼠标器以及USB鼠标器。衡量鼠标器性能的主要参数是分辨率，它一般以d/i（像素点/英寸，有时也表示成dpi）为单位，表示鼠标器移1英寸所经历的像素点数。目前常用鼠标器的分辨率为320d/i400d/i，最高可达800d/i。12.2.2 鼠标器的接口鼠标器的接口1MS串行鼠标器接口串行鼠标器接口MS串行鼠标器是通过RS-232C与计算机相连的，有9针接口和25针接口（早期产品）两种。一般将它连接到主机的COM1或COM2口。MS串行鼠标器的串行参数为：7位数据位，1位停止位，无奇偶校验方式，以1200bps或2400bps的速率发送数据。Microsoft公司拟定的鼠标器采用3字节数据格式，如表12-2所示。表12-2鼠标数据格式D7D6D5D4D3D2D1D0第一字节第二字节第三字节100LBX5Y5RBX4Y4Y7X3Y3Y6X2Y2X7X1Y1X6X0Y0其中，LB=1表示鼠标器的左键按下，RB=0表示鼠标器的右键按下；X7X0和Y7Y0均为8位带符号整数，表示相对于上次的位移量。位移量的单位为米基，1米基=0.0005英寸。2PS/2鼠标器接口鼠标器接口PS/2端口实际上也是一种串行接口，只是占用了不同的IRQ和I/O位置而已。PS/2鼠标器用于主板上有PS/2鼠标口的机型，通过一个6针微型DIN接口与计算机相连，它与键盘的接口非常相似。该口引脚定义如图12-2所示。3USB鼠标器的接口鼠标器的接口USB是新一代的串行接口标准，其最大特点是可以热插拔，在开机的状态下可以直接拔下或插入使用。USB鼠标器只能在具有USB端口的计算机上使用。图12-2PS/2鼠标口针脚定义1243651数据4+5V2保留5时钟3地6保留12.2.3 12.2.3 鼠标器的驱动程序鼠标器的驱动程序在DOS环境下,绝大多数鼠标器都需要驱动程序。目前鼠标器驱动程序有两类，一种为设备驱动程序，安装时在CONFIG.SYS文件中加入命令：DEVICE=MOUSE.SYS。系统重新启动后，鼠标就安装完毕。另一种为可执行文件，可以直接打入命令MOUSE或写入批处理文件中。 在WINDOWS系列操作系统中，鼠标和键盘都是标准设备，操作系统自带它们的驱动程序，支持即插即用。12.3显示器显示器是PC最常用的输出设备，用来显示字符、图形和图像。显示器是由显示器件和显示卡两部分组成。根据显示器件的不同可以将显示器分为阴极射线管显示器（CRT）和平板显示器两类。平板显示器可分为液晶显示器（LCD）、等离子体显示器（PDP）等。显示器必须通过显示卡来与主机相接，显示卡是一块插在PC主机上的扩展卡，它通过信号线输出，控制显示器件显示各种字符和图形，PC对屏幕的任何操作都要通过显示卡来实现。12.3.1 CRT12.3.1 CRT显示器显示器CRT显示器的主要性能参数：（1）像素。是构成图像的最基本单位，又称为像点。（2）分辨率。一般800600，1024758，12801024甚至16001280。mm，mm。（4）屏幕尺寸。指屏幕对角线长度，一般有14、15、17、19、20、21英寸等。（5）场频。场频是指每秒钟屏幕刷新的次数，又称屏幕的垂直扫描频率，以Hz（赫兹）为单位。（6）视频带宽。视频带宽是指每秒钟扫描过的总像素数，以MHz（兆赫兹）为单位。视频带宽=水平分辨率垂直分辨率场频。（7）灰度级与颜色数。像素具有明暗和色彩属性。12.3.2液晶显示器（LCD）液晶显示器（LiquidCrystalDisplay，LCD）是中间夹有一些液晶材料的两块玻璃板。在此夹层的各个节点上通以微小的电流，就能够让液晶显现出图案，诸如计算器上的数字、PDA上的文本、笔记本计算机显示器上的图像等。液晶显示器有着功耗低、平板型结构、被动型显示、显示信息量大、易于彩色化无辐射、无污染等优点，广泛的应用于电子手表、计算器、便携仪表、计算机等。12.4宽带网接入技术12.4.1宽带名词解释（1）HTTP：超级文本传输协议的缩写。（2）HTML：超级文本标识语言（HypertextMarkupLanguage）（3）FTP：文件传输协议的简写（filetransferprotocol）（4）IP：网际协议的简写。（5）WWW：是因特网上的一个巨大的超级文本集，由欧洲粒子物理实验室在瑞士开发出来。（6）URL：即通用资源定位器。（7）POP3：即邮件接收服务器。（8）BBS：即电子公告牌系统。（9）TCP/IP协议：通信协议，TCP是传输控制协议，保证在传输中不会丢失；IP是网际协议，保证数据被传到指定的地点。（10）TELNET：远程登录。（9）TCP/IP协议：通信协议，包含了在因特网上的网络通信的标准，以及一组网络互联的协议和路径选择算法，TCP是传输控制协议，保证在传输中不会丢失；IP是网际协议，保证数据被传到指定的地点。（10）TELNET：远程登录。（11）网卡：用于计算机连接到局域网的扩展卡或其他的设备。（12）子网：网络的一部分，它是物理上的独立的网络段，与网络其他部分共享网络地址，并用子网号区分。（13）子网掩码：一个32位的值，它使IP报文的收件人能区分IP地址的网络ID部分和主机的ID部分。（14）网桥：将多个网络、子网或环连接成一个个大的逻辑网，网桥中保留节点的地址表，在此基础上，可以向特定的子网转发数据包，这样，就减少了在其他的子网上循环而导致的网络堵塞网桥比中继器更复杂。（15）网络路由器：他是将网络连接起来并将网络信息导向其他网络的设备，通常网络信息全自动寻找多个路由器，并选择效率最高的路由。（16）DHCP：动态的主机配置协议的缩写，它承担着IP地址和相应的信息的动态的地址配置。DHCP提供安全、可靠而且简单的TCP/IP网络设置，避免地址冲突，并且通过地址分配的集中的管理帮助保存对IP地址的使用。（17）DDN业务：DDN是由光纤数字电路、数字复用及交叉逢接设备组成，为用户提供2M以下各种速率的全数字、全透明、高质量的数据专线传输通道，能满足用户组建中、高速计算机网的需要，可以提供TDM点对点专线、广播多点专用电路、双向多点专用电路和语音专线电路。（18）分组交换网（X.25）：采取“存储转发”的交换方式，提供给用户交换型虚电路（SVC）、永久型虚电路（PVC）的业务。（19）WEBVOD：通过一根电话线，可以在家用电视（配机顶盒）或直接用PC（高速接入）来收看交互的多媒体节目。（20）ADSL虚拟拨号：采用专门的软件PPPoverEthernet，拨号后直接由验证服务器进行检验，通过后就建立起一条高速的用户数字；并分配相应的动态IP。（21）ADSL专线：ADSL专线接入是ADSL接入方式中的另一种，不同于虚拟拨号方式，而是采用一种类似于专线的接入方式，用户连接和配置好ADSLMODEM后，在自己的PC的网络设置里设置好相应的TCP/IP协议及网络参数（IP和掩码、网关等都由局端事先分配好），开机后，用户端和局端会自动建立起一条链路。12.4.2ADSL接入技术1ADSL技术简介ADSL（AsymmetricDigitalSubscriberLine，非对称数字用户线） 它能够在现有的铜双绞线，即普通电话线上提供高达8Mbps的高速下行速率，2ADSL的主要特点 用户通过ADSL接入宽带多媒体信息网与因特网，同时可以收看影视节目，举行视频会议，还可以很高的速率下载数据文件。3ADSL的接入模型及安装图示图12-3ADSL的接入模型图12-4远端模块图12-5端口连接及压线图图12-6局域网用户的ADSL安装返回返回12.5打印机接口技术12.5.1打印机的分类1按打印方式分类一般可以分为击打式和非击打式两大类。击打式打印机即针式打印机。非击打式打印机有喷墨打印机、激光打印机和热转换打印机等。2按印字输出方式分类按印字输出方式分类打印机按印字输出方式可分为串式、行式和页式。3按印字原理方式分类按印字原理方式分类打印机按印字原理可分为针式、字模式、喷墨式、激光式、热转换式等多种方式。12.5.2并行打印机Centronics接口标准打印机与主机之间的连接使用专用的打印电缆，与主机相连的插头为25针，接打印机的一端为36针。表12-3列出了Centronics标准并行接口各引脚的作用。（见书）36芯线可分为：数据线8根、控制和状态线9根、地线15根、+5V电源输入线1根，其余不用或选用。其中DATA8DATA1（数据）、（数据选通）、BUSY（忙）、（回答）以及地线，这些是打印机和主机通信的基本信号线12.5.3喷墨式打印机喷墨打印机根据喷墨方式可分为连续式和随机式两种。 目前，市场上见到的喷墨打印机是随机式喷墨打印机，佳能（Canon）和惠普（HP）两家公司采用气泡式，爱普生（EPSON）公司采用压电式。气泡式喷墨打印机（BubbleJet，BJ）是目前应用最为广泛的喷墨打印机。12.5.4激光打印机 激光打印机（LaserPrinter）是目前最吸引人的打印机。它是激光、微电子和机械技术的综合利用。分为黑白和彩色两种。它具有高精度、低噪声和功能强的优点，因而倍受人们的青睐激光打印机主要由激光扫描系统、成像系统、输纸系统和控制系统4部分组成，其原理框图如图12-9所示。（见书）12.6扫描仪接口技术扫描仪的问世，解决了图形、图像的输入问题，促进了图形及图片处理领域的进一步发展。它广泛运用于图像处理、文字识别、图形识别，是文字、数据录入和信息识别领域不可缺少的办公设备。12.6.1扫描仪的分类1按扫描方式分类按扫描方式分类按扫描方式的不同，扫描仪可分为手持式、台式、进纸式和滚筒式。2按扫描对象分类按扫描对象分类按扫描对象分类，扫描仪可以分为反射式和透射式两种。3按感光器件分类按感光器件分类按感光器件的不同，扫描仪可分为光电倍增管、电荷耦合器（CCD）、接触式感光器件（CIS）。4按接口分类按接口分类按接口的不同，扫描仪通常分为SCSI接口、并行口（EPP）和USB接口3种。12.6.2 扫描仪的工作原理扫描仪的工作原理扫描仪的工作过程：首先对原稿进行光学扫描，然后将扫描到的光学图传送到光电转换部件中，由光电转换部件将光信号转换为模拟信号，再由A/D转换器将模拟信号转换为数字信号，最后将数字信号通过接口送到计算机中。12.7数码相机接口技术12.7.1 12.7.1 数码相机的特点数码相机的特点1即拍即得2拍摄成本低3影像品质永远不变4可以直接编辑使用5容易储存12.7.2数码相机的工作原理1数码相机的内部结构内存MPUA/DPCPCPC内置存储器液晶显示器可移动存储器接口镜头CCDA/D转换MPU图12-15数码相机的内部结构12.7.3数码相机的图像处理用数码相机拍摄照片后，为了得到一张理想的图片，往往还需要进行图像处理。图像处理只对已有的数字图像进行再编辑和处理。图像处理的软件包很多，目前常用的有：英国Corelsystems公司的PhotoPaint，Aldus公司的PhotosTyler，Adobe公司的Photoshop等。在Windows环境下，这些图像应用软件支持多种图像数据格式，具有图像编辑、变形变换、优化处理等功能。可选定某个区域进行裁剪、复制、粘贴、水平或竖直翻转、镜像、旋转、变形、透视等操作。具有不同的效果处理功能，包括可调亮度、色度、去噪声、模糊、锐化、边界等，还包括其他一些特技。具有一定的绘图功能。