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1、外部设备的类型人机交互设备：为人与计算机之间建立联系、交流信息的输入和输出设备，如键盘、鼠标和扫描仪等，供人输入数据信息到计算机；或显示器和打印机等，将计算机内部的结果呈现出来，供人阅读。外存储设备：用于扩展计算机系统的存储能力。软盘、硬盘和光驱等都是典型的外存储设备专用设备：实现特定功能的外部设备。例如，调制解调器、数据采集设备、网卡和视频采集设备等。第1页/共58页人机交互设备种类输入设备键盘鼠标触摸屏扫描仪 输出设备显示器（CRT、LED、液晶显示）打印机绘图仪第2页/共58页9.2 键盘第3页/共58页按键开关的类型触点式开关机械式无触点式开关电容式开关 利用电容值的变化霍尔效应式开关
2、 磁场变化，导致霍尔效应器件产生电压变化第4页/共58页键盘的类型编码键盘 提供按下键的ASCII码。具有去抖动、防重（串）键等功能。响应快，但硬件复杂。非编码键盘 只提供按下键的行列位置。由软件完成去抖动、防重键等功能。硬件简单，但占用CPU的时间。第5页/共58页9.2.1 键盘接口第6页/共58页键盘的概念由8个开关构成的键盘（也称为线性键盘）为了减少键盘的输入输出连线数，常用开关矩阵的方式来构造键盘，称为矩阵键盘第7页/共58页按键开关的类型导电橡胶式键盘塑料薄膜式键盘第8页/共58页键盘接口功能1消抖动2防串键3按键识别4键码生成第9页/共58页1.消抖动抖动时间一般为520ms读取
3、键状态时应避开抖动区间消抖动的方法加入硬件消抖动电路判断有键按下后，延时520ms，再读取键值 第10页/共58页2.防重键重键 多个键同时按下或前一按下键没有释放又有新键按下解决方法双键锁定 当检测到有两个或两个以上的键按下时，最后释放的键认为是有效键N键轮回 当检测到有多个键按下时，按扫描顺序依此读出相应的键值第11页/共58页3.按键识别两种典型的按键识别方法1.行扫描法 对键盘的各行依此输出扫描码，读入各对应的列值，确定按下键的位置2.行列倒换法（线反转法）从键盘的行输出扫描码，读入列值，再将该列值从列输出，读入行值，即可确定按下键的位置第12页/共58页4.键码生成根据按下键的行列位
4、置，查表即可得到按下键的键码。第13页/共58页行扫描法PA(Out)PB(In)000 1101 有“0”键按下 延时110 1111 101 1111011 1101端口端口A A：40H40H端口端口B B：41H41H控制口控制口:4343H H第14页/共58页行扫描法汇编程序（1）mov al,82h;A口输出 out 43h,al;B口输入begin:mov al,00h out 40h,al;00A口wait:in al,41h;读B口 and al,0fh cmp al,0fh jz wait mov cx,7fffh;有键按下lp0:loop lp0 ;延时st:mov b
5、l,3 ;行数mov bh,4 ;列数mov al,0feh ;扫描码mov cl,0fhmov ch,0ffh ;键值-1l1:out 40h,alrol almov ah,al;保存下一扫描码in al,41hand al,clcmp al,cl ;有无列线为0？jnz l2第15页/共58页行扫描法汇编程序（2）add ch,bh；指向末列键号mov al,ah；取新扫描码dec bljnz l1jmp begin；重新扫描l2:inc ch;本行首列键号rcr aljc l2mov al,ch;AL=键号第16页/共58页行列倒换法1.PA(Out)PB(In)000 1101 在第一
6、列在第一列2.PA(In)PB(Out)011 1101 在第二行在第二行0111 端口：端口：4040-43-43H H第17页/共58页行列倒换法汇编程序（1）begin:mov al,82h;A口输出 out 43h,al;B口输入 mov al,00h out 40h,al;00A口wait:in al,41h;读B口 and al,0fh cmp al,0fh jz wait push ax;有键按下 push ax;保存列值 mov al,90h;A口输入 out 43h,al;B口输出 pop ax out 41h,al;输出列值 in al,40h;读取行值 and al,07
7、h pop bx;取出列值 mov cl,04 shl bl,cl;左移4位 or al,bl;al=列值;行值 mov bx,offset table xor ah,ah;ah=0 mov cx,12again:cmp al,bx jz found第18页/共58页行列倒换法汇编程序（2）inc bx inc ah loop again jmp beginfound:。;ah=键号 jmp begintable db 0e6h;0号键的行列值 db 0d6h;1号键的行列值 db 0b6h;2号键的行列值 db 76h ;3号键的行列值 db 0e5h;4号键的行列值 第19页/共58页9.
8、2.2 PC机键盘及接口第20页/共58页标准键盘适用于PC/XT机，83键键盘内置Intel8048单片机8位CPU、1k字节ROM、64字节RAM、8位定时/计数器、2个8位并口16行8列矩阵键盘电容开关非编码键盘，向主机提供8位扫描码b7=0，表示接通的扫描码b7=1，表示断开的扫描码第21页/共58页扩展键盘适用于PC/AT、386+，84、101、102或104键键盘内置Intel8042/8742单片机8位CPU、1k字节ROM、2个8位并口16行8列矩阵键盘扩展键盘与标准键盘的扫描码是不一样的，是互不兼容的。第22页/共58页PC机键盘接口电路PB6=1、PB7=0第23页/共5
9、8页PC机键盘的工作过程键盘电路正常工作时8048采用行列扫描法不断地扫描键盘矩阵当有键动作时，则在确定按键位置之后以串行数据形式发送给系统板键盘接口电路键按下时，发送该键的接通扫描码键松开时，发送该键的断开扫描码若一直按住某键，则连续发送该键的接通扫描码第24页/共58页键位置和扫描码Esc0181 10282234=0-QAZSWPLM,03040510111E1F2C83848590919E123451112131617253031394450519FAC键位置键位置接通扫描码接通扫描码断开扫描码断开扫描码键名称键名称第25页/共58页键盘接口电路的处理过程移位寄存器每收到一个8位的扫描
10、码后，发出IRQ1中断请求，CPU响应中断后，从8255A口读取扫描码，转换为ASCII码，放入键盘缓冲区。INT 9H(硬件中服程序)INT 16H(ROM BIOS)扫描码 AX键盘缓冲区 应用程序键盘缓冲区可缓存15个键码在应用程序中可使用BIOS中的INT 16H访问键盘缓冲区第26页/共58页AX的内容扩充扩充ASCII码：可用码：可用Alt+数字键（小键盘）产生数字键（小键盘）产生扩展码：由功能键产生。扩展码：由功能键产生。第27页/共58页9.3 显示器显示器第28页/共58页9.3.1 LED显示器显示器第29页/共58页基本概念发光二极管LED是最简单的发光器件LED数码管是
11、由7（或8）个LED组成LED数码管广泛用于数字系统中bcdefgdotdotga+5Vdotga共共阴极阴极共共阳极阳极a第30页/共58页1位LED数码管的显示dotg+5V共共阳极阳极feabcd74LS373OEG300HD0D7HD0D7bcdefgdota第31页/共58页显示程序片段port equ300htable db 0c0h;0db0cfh;1db0a4h;2mov al,1;AL要显示的数字;或mov si,1mov bx,offset tablexlat;换码：ALDS:BXAL;或mov al,bx+simov dx,portout dx,al;输出显示第32页/共
12、58页8位LED数码管的显示port1D0D7H74LS373OEGD0D7.74LS373OEGD0D7D0D7Hport2共共阳极阳极第33页/共58页显示程序片段（1）vbuf db8 dup(0);数码显示缓冲区 mov si,offest vbuf;主程序calldisp;调用显示子程序 ;必须周期调用该显示程序dispprocpush ax;保护现场push bxpush dxmov bx,offset table第34页/共58页显示程序片段（2）mov ah,01h;指向最左边的数码管lp1:loadsb;取出要显示的字符码xlatcs:table;alcs:bx+al mov
13、 dx,port1;outdx,al;送出字符码mov al,ahmov dx,port2outdx,al;点亮所指向的数码管calldelay;持续点亮一段时间rolah,01;指向下一个数码管jnclp1 第35页/共58页显示程序片段（3）pop dxpop bxpop axret;字符码表tabledb 0c0h;0db9fh;1db0e4h;2 disp endp 第36页/共58页9.3.2 CRT显示器及接口第37页/共58页计算机显示子系统计算机的显示子系统由显示器（监视器）和显示适配器（显示卡）两部分组成。显示器把电信号转换为可见的光信号，供人们识别计算机输出的信息。显示适配
14、器是一个接口电路，显示适配器可以集成在主板上，称为集成显卡。也可以是一个单独插在总线插槽上的板卡，称为独立显卡。第38页/共58页阴极射线管CRT优缺点：(1)价格低 (2)画质高 (3)体积大 (4)易产生辐射 (长时间使用可能对眼睛有害）第39页/共58页CRT显示原理（1）逐行扫描过程第40页/共58页CRT显示原理（2）屏幕上的字符是由点阵构成，可由5x7或7x9点阵表示例：5x7点阵第41页/共58页CRT接口电路原理图第42页/共58页工作过程CPU把要显示的内容存入显示缓冲存储器VRAM。在CRT控制器的作用下不断从VRAM中读出已存入的信息，通过字符发生器转换成“点阵代码”。经
15、过移位寄存器变成串行的打点信号，并与水平同步信号、垂直同步信号、消隐信号复合在一起，形成全电视信号，送往CRT显示器。第43页/共58页字符发生器用2k字节的ROM作字符发生器1285725657第44页/共58页CRT显示方式两种显示方式：文本方式 显示的单位是字符，如80列、25行个字符图形方式 显示的单位是点，例如 CGA方式：320列、200行个点 VGA方式：640列、480行个点第45页/共58页视频缓冲区VRAM（1）例：CGA字符（文本）方式1屏=80 x 25 x 2=4000 字节第46页/共58页视频缓冲区VRAM（2）例：CGA图形方式1屏=320 x 200=6400
16、0 点第47页/共58页9.4 人机接口新技术人机接口新技术第48页/共58页人机接口新技术输入多点触（Multi-touch）控技术镭射键盘（Laser Keyboard）输出全息TV（Holographic TV）头戴式显示器第49页/共58页多点触摸使用两个（或以上）手指例如:放大或旋转大多数种类触摸屏不支持这个功能电阻性表面电容表面声波(SAW)声学脉冲识别(APR).可能不需要识别触摸点位置第50页/共58页电容式触摸屏（1）1.感应电容触摸屏（Projected-capacitive touchscreen）基本结构前后保护玻璃基板中间层为薄片状的传感器网格 第51页/共58页电容
17、式触摸屏（2）触摸时，在手指和传感器栅格间构成电容触屏控制器计算触点的坐标并将坐标值发送给处理器做进一步处理 第52页/共58页电容式触摸屏（3）iPhone 触屏结构轴坐标式感应单元分立的行和列以两个交叉的滑条实现X 轴滑条Y 轴滑条检测每一格感应单元的电容变化所有的点在被触摸时都能生成相应的信号，然后将信号传送给iPhone的处理器。因此，iPhone能够确定两个点同时发生触摸的位置和运动方向。第53页/共58页红外式触屏行、列排列的红外LED（IR LED）安装在屏幕的边框上，反方向上安装有红外线接收管，构成不可见的红外线栅格IR控制器顺序脉冲点亮 LED产生红外线光束栅格，当手指进入栅格后，它将阻断光束。红外线接收管从两个轴向探测到光束的缺失，由此可计算出触点的坐标X和Y。第54页/共58页Laser KeyboardsMac,PC,Blackberry,PDA,SmartPhoneZipo/Small Cell PhoneUsing two separate infrared beamsIndustry AdvantagesSurface Compatibility第55页/共58页Holographic TV全息电影通过投影仪以特定角度投射到透明显示器上第56页/共58页头戴式显示器第57页/共58页计算机学院体系结构中心感谢您的观看。第58页/共58页