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1、 华北电力大学 North China Electric Power University第十章 人机接口 人与计算机之间要交流信息，必须人与计算机之间要交流信息，必须借助于输入输出设备通过人机接口进行。借助于输入输出设备通过人机接口进行。通过输入输出设备，人们把命令和数据送入通过输入输出设备，人们把命令和数据送入计算机，该机对这些命令、数据信息经过加计算机，该机对这些命令、数据信息经过加工和处理，将结果又通过这些设备向人们报工和处理，将结果又通过这些设备向人们报告。本章先讨论几种最常用的人一机接口，告。本章先讨论几种最常用的人一机接口，即键盘接口、显示接口、打印机接口，最后即键盘接口、显示接
2、口、打印机接口，最后再讨论新型的人再讨论新型的人 机接口，即语音接口、图机接口，即语音接口、图像接口。像接口。华北电力大学 North China Electric Power University 第一节 概述 人机接口人机接口人机接口人机接口一般用于计算机一般用于计算机一般用于计算机一般用于计算机信息处理和控制信息处理和控制信息处理和控制信息处理和控制系统。这里，只系统。这里，只系统。这里，只系统。这里，只讨论计算机信息讨论计算机信息讨论计算机信息讨论计算机信息处理中的人机处理中的人机处理中的人机处理中的人机接口。图接口。图接口。图接口。图10-110-110-110-1为为为为人人人人机
3、接口在计机接口在计机接口在计机接口在计算机信息处理中算机信息处理中算机信息处理中算机信息处理中的应用。的应用。的应用。的应用。华北电力大学 North China Electric Power University第一节 概述 人机接口要完成两大功能：一方面要人机接口要完成两大功能：一方面要人机接口要完成两大功能：一方面要人机接口要完成两大功能：一方面要把人的意愿，即要求计算机做什么、怎么做送给把人的意愿，即要求计算机做什么、怎么做送给把人的意愿，即要求计算机做什么、怎么做送给把人的意愿，即要求计算机做什么、怎么做送给计算机。这通常要通过输入设备以命令和数据的计算机。这通常要通过输入设备以命令
4、和数据的计算机。这通常要通过输入设备以命令和数据的计算机。这通常要通过输入设备以命令和数据的形式输入给计算机。另一方面，计算机通过对人形式输入给计算机。另一方面，计算机通过对人形式输入给计算机。另一方面，计算机通过对人形式输入给计算机。另一方面，计算机通过对人的输入信息进行加工、处理，要对人的要求作出的输入信息进行加工、处理，要对人的要求作出的输入信息进行加工、处理，要对人的要求作出的输入信息进行加工、处理，要对人的要求作出回答，或者将结果报告给人，或者询问人们还要回答，或者将结果报告给人，或者询问人们还要回答，或者将结果报告给人，或者询问人们还要回答，或者将结果报告给人，或者询问人们还要做什
5、么事情，以及做目前的事情还需输入哪些信做什么事情，以及做目前的事情还需输入哪些信做什么事情，以及做目前的事情还需输入哪些信做什么事情，以及做目前的事情还需输入哪些信息，给出哪些条件等，这要通过输出设备完成。息，给出哪些条件等，这要通过输出设备完成。息，给出哪些条件等，这要通过输出设备完成。息，给出哪些条件等，这要通过输出设备完成。简言之，人通过输入设备来输入信息给计算机，简言之，人通过输入设备来输入信息给计算机，简言之，人通过输入设备来输入信息给计算机，简言之，人通过输入设备来输入信息给计算机，通过输出设备接收计算机的信息。通过输出设备接收计算机的信息。通过输出设备接收计算机的信息。通过输出设
6、备接收计算机的信息。华北电力大学 North China Electric Power University第一节 概述 目前，最常见的输入形式是人们通过手（运目前，最常见的输入形式是人们通过手（运目前，最常见的输入形式是人们通过手（运目前，最常见的输入形式是人们通过手（运动器官）按动开关、按钮和击打键盘来把命令和动器官）按动开关、按钮和击打键盘来把命令和动器官）按动开关、按钮和击打键盘来把命令和动器官）按动开关、按钮和击打键盘来把命令和信息传送给计算机。例如，人们玩大型电子游戏信息传送给计算机。例如，人们玩大型电子游戏信息传送给计算机。例如，人们玩大型电子游戏信息传送给计算机。例如，人们玩大
7、型电子游戏机是通过扳动操纵把（杆）或按钮键来控制游戏机是通过扳动操纵把（杆）或按钮键来控制游戏机是通过扳动操纵把（杆）或按钮键来控制游戏机是通过扳动操纵把（杆）或按钮键来控制游戏中的人、物的运行或动作，而各种现场控制往往中的人、物的运行或动作，而各种现场控制往往中的人、物的运行或动作，而各种现场控制往往中的人、物的运行或动作，而各种现场控制往往是通过按动按键（按钮）来完成。在计算机领域，是通过按动按键（按钮）来完成。在计算机领域，是通过按动按键（按钮）来完成。在计算机领域，是通过按动按键（按钮）来完成。在计算机领域，程序、数据的输入和命令的执行是通过键盘来实程序、数据的输入和命令的执行是通过键
8、盘来实程序、数据的输入和命令的执行是通过键盘来实程序、数据的输入和命令的执行是通过键盘来实现的，而鼠标器则被目前众多系统软件和应用软现的，而鼠标器则被目前众多系统软件和应用软现的，而鼠标器则被目前众多系统软件和应用软现的，而鼠标器则被目前众多系统软件和应用软件用来选择菜单乃至命令。件用来选择菜单乃至命令。件用来选择菜单乃至命令。件用来选择菜单乃至命令。华北电力大学 North China Electric Power University第一节 概述 随着科学技术的进步，多媒体技术得到了很随着科学技术的进步，多媒体技术得到了很随着科学技术的进步，多媒体技术得到了很随着科学技术的进步，多媒体技术
9、得到了很大的发展，并已成为目前计算机的一个热点。人大的发展，并已成为目前计算机的一个热点。人大的发展，并已成为目前计算机的一个热点。人大的发展，并已成为目前计算机的一个热点。人们可以使用各种多媒体技术将信息输入计算机。们可以使用各种多媒体技术将信息输入计算机。们可以使用各种多媒体技术将信息输入计算机。们可以使用各种多媒体技术将信息输入计算机。本章下面介绍的新型人本章下面介绍的新型人本章下面介绍的新型人本章下面介绍的新型人机接口，能够直接把声机接口，能够直接把声机接口，能够直接把声机接口，能够直接把声音、图像、文字输入计算机。这种输入方式使用音、图像、文字输入计算机。这种输入方式使用音、图像、文
10、字输入计算机。这种输入方式使用音、图像、文字输入计算机。这种输入方式使用更方便，同时也大大拓宽了信息输入的渠道，解更方便，同时也大大拓宽了信息输入的渠道，解更方便，同时也大大拓宽了信息输入的渠道，解更方便，同时也大大拓宽了信息输入的渠道，解决了通常各种操纵控制装置（开关、按钮、键盘）决了通常各种操纵控制装置（开关、按钮、键盘）决了通常各种操纵控制装置（开关、按钮、键盘）决了通常各种操纵控制装置（开关、按钮、键盘）输入信息的局限。例如，目前有些信件分捡计算输入信息的局限。例如，目前有些信件分捡计算输入信息的局限。例如，目前有些信件分捡计算输入信息的局限。例如，目前有些信件分捡计算机处理系统中，工
11、作人员通过声音对系统下命令，机处理系统中，工作人员通过声音对系统下命令，机处理系统中，工作人员通过声音对系统下命令，机处理系统中，工作人员通过声音对系统下命令，控制分捡过程，既方便，又提高了效率。控制分捡过程，既方便，又提高了效率。控制分捡过程，既方便，又提高了效率。控制分捡过程，既方便，又提高了效率。华北电力大学 North China Electric Power University第一节 概述 人主要通过感觉器官来识别机器给出的信息。人主要通过感觉器官来识别机器给出的信息。人主要通过感觉器官来识别机器给出的信息。人主要通过感觉器官来识别机器给出的信息。人的感觉主要是视觉、听觉、力觉、触
12、觉、嗅觉等，人的感觉主要是视觉、听觉、力觉、触觉、嗅觉等，人的感觉主要是视觉、听觉、力觉、触觉、嗅觉等，人的感觉主要是视觉、听觉、力觉、触觉、嗅觉等，而最常用的是视觉（看）和听觉。机器把信息送给而最常用的是视觉（看）和听觉。机器把信息送给而最常用的是视觉（看）和听觉。机器把信息送给而最常用的是视觉（看）和听觉。机器把信息送给人，必须发挥人的各种感觉器官的作用。目前最常人，必须发挥人的各种感觉器官的作用。目前最常人，必须发挥人的各种感觉器官的作用。目前最常人，必须发挥人的各种感觉器官的作用。目前最常用的输出设备就是各种视觉设备和听觉装置。具体用的输出设备就是各种视觉设备和听觉装置。具体用的输出设
13、备就是各种视觉设备和听觉装置。具体用的输出设备就是各种视觉设备和听觉装置。具体地说，计算机通过显示器、打印机、绘图仪等视觉地说，计算机通过显示器、打印机、绘图仪等视觉地说，计算机通过显示器、打印机、绘图仪等视觉地说，计算机通过显示器、打印机、绘图仪等视觉设备，让人们看到计算机目前的状态及要求或者处设备，让人们看到计算机目前的状态及要求或者处设备，让人们看到计算机目前的状态及要求或者处设备，让人们看到计算机目前的状态及要求或者处理的各阶段结果；通过警报器、声音输出设备等听理的各阶段结果；通过警报器、声音输出设备等听理的各阶段结果；通过警报器、声音输出设备等听理的各阶段结果；通过警报器、声音输出设
14、备等听觉设备让人们听到上述的内容。觉设备让人们听到上述的内容。觉设备让人们听到上述的内容。觉设备让人们听到上述的内容。华北电力大学 North China Electric Power University第一节 概述 人人人人机接口设备可以分为常规的输入输出机接口设备可以分为常规的输入输出机接口设备可以分为常规的输入输出机接口设备可以分为常规的输入输出设备和智能输入输出设备。设备和智能输入输出设备。设备和智能输入输出设备。设备和智能输入输出设备。常规输入输出设备常规输入输出设备常规输入输出设备常规输入输出设备是以机器为中心的，即是以机器为中心的，即是以机器为中心的，即是以机器为中心的，即输入
15、输出的信息是以二进制码、十六进制码、输入输出的信息是以二进制码、十六进制码、输入输出的信息是以二进制码、十六进制码、输入输出的信息是以二进制码、十六进制码、ASCIIASCIIASCIIASCII码等各种码制的形式进行传送的。这种形式，码等各种码制的形式进行传送的。这种形式，码等各种码制的形式进行传送的。这种形式，码等各种码制的形式进行传送的。这种形式，计算机容易接受也便于处理。常规输入输出设计算机容易接受也便于处理。常规输入输出设计算机容易接受也便于处理。常规输入输出设计算机容易接受也便于处理。常规输入输出设备目前有计算机的各种常规外设，如键盘、显示备目前有计算机的各种常规外设，如键盘、显示
16、备目前有计算机的各种常规外设，如键盘、显示备目前有计算机的各种常规外设，如键盘、显示器、打印机等。但是，我们要接受和处理这些信器、打印机等。但是，我们要接受和处理这些信器、打印机等。但是，我们要接受和处理这些信器、打印机等。但是，我们要接受和处理这些信息却不方便，要通过大脑的思维才能识别和处理。息却不方便，要通过大脑的思维才能识别和处理。息却不方便，要通过大脑的思维才能识别和处理。息却不方便，要通过大脑的思维才能识别和处理。华北电力大学 North China Electric Power University第一节 概述 智能输入输出设备智能输入输出设备智能输入输出设备智能输入输出设备是以人
17、为中心，是是以人为中心，是是以人为中心，是是以人为中心，是以感觉器官容易接受和识别的声音、图像和文字以感觉器官容易接受和识别的声音、图像和文字以感觉器官容易接受和识别的声音、图像和文字以感觉器官容易接受和识别的声音、图像和文字形式来传输信息，例如文字、图像输入装置，声形式来传输信息，例如文字、图像输入装置，声形式来传输信息，例如文字、图像输入装置，声形式来传输信息，例如文字、图像输入装置，声音输入装置。但这些信息计算机却不能直接识别音输入装置。但这些信息计算机却不能直接识别音输入装置。但这些信息计算机却不能直接识别音输入装置。但这些信息计算机却不能直接识别和处理，必须通过转换、加工，使其成为计
18、算机和处理，必须通过转换、加工，使其成为计算机和处理，必须通过转换、加工，使其成为计算机和处理，必须通过转换、加工，使其成为计算机易于接受的二进制等数字形式输入计算机处理。易于接受的二进制等数字形式输入计算机处理。易于接受的二进制等数字形式输入计算机处理。易于接受的二进制等数字形式输入计算机处理。同样，欲使计算机输出声音、图像等，也必须进同样，欲使计算机输出声音、图像等，也必须进同样，欲使计算机输出声音、图像等，也必须进同样，欲使计算机输出声音、图像等，也必须进行相应的转换、加工等。行相应的转换、加工等。行相应的转换、加工等。行相应的转换、加工等。华北电力大学 North China Elec
19、tric Power University第二节 键盘接口一、键盘简介一、键盘简介 计算机的信息、命令、程序的输入和调计算机的信息、命令、程序的输入和调试等都需要大量使用键盘。键盘作为计算机试等都需要大量使用键盘。键盘作为计算机的输入装置在计算机的外部设备中占有重要的输入装置在计算机的外部设备中占有重要的地位。下面具体介绍键盘的各组成部分及的地位。下面具体介绍键盘的各组成部分及原理。原理。华北电力大学 North China Electric Power University第二节 键盘接口1.1.1.1.按键开关按键开关按键开关按键开关 键盘是一组键开关的组合。从物理意义上讲，键盘是一组键开
20、关的组合。从物理意义上讲，键盘是一组键开关的组合。从物理意义上讲，键盘是一组键开关的组合。从物理意义上讲，每个键开关控制一个电触点，这些开关应满足下每个键开关控制一个电触点，这些开关应满足下每个键开关控制一个电触点，这些开关应满足下每个键开关控制一个电触点，这些开关应满足下要求。要求。要求。要求。（1 1 1 1）可靠性：）可靠性：）可靠性：）可靠性：触点能可靠地电气接通和断开。触点能可靠地电气接通和断开。触点能可靠地电气接通和断开。触点能可靠地电气接通和断开。（2 2 2 2）寿命长：）寿命长：）寿命长：）寿命长：保证长期击打使用中良好的可靠性，保证长期击打使用中良好的可靠性，保证长期击打使
21、用中良好的可靠性，保证长期击打使用中良好的可靠性，键盘寿命以百万次击打次数作为单位来衡量。键盘寿命以百万次击打次数作为单位来衡量。键盘寿命以百万次击打次数作为单位来衡量。键盘寿命以百万次击打次数作为单位来衡量。（3 3 3 3）手感好：）手感好：）手感好：）手感好：键的结构设计应符合人键的结构设计应符合人键的结构设计应符合人键的结构设计应符合人机工程学机工程学机工程学机工程学的要求，使操作人员能轻松地、迅速地击键，手的要求，使操作人员能轻松地、迅速地击键，手的要求，使操作人员能轻松地、迅速地击键，手的要求，使操作人员能轻松地、迅速地击键，手上无涩感。上无涩感。上无涩感。上无涩感。华北电力大学
22、North China Electric Power University一、键盘简介 按键开关可以分成两种类型。一按键开关可以分成两种类型。一种是种是触点式触点式，它借助于机械簧片使导体接通，它借助于机械簧片使导体接通或断开，这种按键开关虽通断可靠，但寿命或断开，这种按键开关虽通断可靠，但寿命较短。另一种是较短。另一种是无触点式无触点式，它借助于非机械，它借助于非机械的力量使开关通断。常用的有电容开关（利的力量使开关通断。常用的有电容开关（利用电压和电流的变化）、霍尔效应开关（利用电压和电流的变化）、霍尔效应开关（利用磁场的变化）。无触点式按键开关可靠性用磁场的变化）。无触点式按键开关可靠性
23、较好，寿命较长，但在接口中要增加相应的较好，寿命较长，但在接口中要增加相应的检测与转换电路。由于技术与工艺的发展，检测与转换电路。由于技术与工艺的发展，这点是很容易做到的。这点是很容易做到的。华北电力大学 North China Electric Power University一、键盘简介 按键开关在使用中存在着颤抖问题。当按键开关在使用中存在着颤抖问题。当一个按键被按下时，它不是瞬时稳定闭合，一个按键被按下时，它不是瞬时稳定闭合，而是由于触点的弹性关系，要经过短时间颤而是由于触点的弹性关系，要经过短时间颤抖之后才能达到稳定的闭合状态。同样，按抖之后才能达到稳定的闭合状态。同样，按键被松开时
24、，也不是即时跳到稳态，而要经键被松开时，也不是即时跳到稳态，而要经过短时间颤抖之后才能回跳到稳定状态。图过短时间颤抖之后才能回跳到稳定状态。图10-210-2为典型的键盘开关的颤抖情况。为典型的键盘开关的颤抖情况。华北电力大学 North China Electric Power University一、键盘简介 按下的下跳颤抖及松开的上跳颤抖的时间一按下的下跳颤抖及松开的上跳颤抖的时间一按下的下跳颤抖及松开的上跳颤抖的时间一按下的下跳颤抖及松开的上跳颤抖的时间一般在般在般在般在 10ms10ms10ms10ms左右，在这个时间内去识别左右，在这个时间内去识别左右，在这个时间内去识别左右，在这
25、个时间内去识别 图图图图10-2 10-2 10-2 10-2 键键键键的颤抖开关的闭合显然会导致错误的结论。所以，的颤抖开关的闭合显然会导致错误的结论。所以，的颤抖开关的闭合显然会导致错误的结论。所以，的颤抖开关的闭合显然会导致错误的结论。所以，消除键开关颤抖是每次对键盘检测中必须做的工消除键开关颤抖是每次对键盘检测中必须做的工消除键开关颤抖是每次对键盘检测中必须做的工消除键开关颤抖是每次对键盘检测中必须做的工作。一种解决办法是利用硬件作。一种解决办法是利用硬件作。一种解决办法是利用硬件作。一种解决办法是利用硬件RCRCRCRC滤波消除颤抖；滤波消除颤抖；滤波消除颤抖；滤波消除颤抖；另一种办
26、法是用软件滤波的方法，即避开颤抖发另一种办法是用软件滤波的方法，即避开颤抖发另一种办法是用软件滤波的方法，即避开颤抖发另一种办法是用软件滤波的方法，即避开颤抖发生的时间（键按下后延时生的时间（键按下后延时生的时间（键按下后延时生的时间（键按下后延时1010101020ms20ms20ms20ms），只对稳定），只对稳定），只对稳定），只对稳定后的键状态进行识别。这种办法比硬件办法经济，后的键状态进行识别。这种办法比硬件办法经济，后的键状态进行识别。这种办法比硬件办法经济，后的键状态进行识别。这种办法比硬件办法经济，故被广泛使用。故被广泛使用。故被广泛使用。故被广泛使用。华北电力大学 North
27、 China Electric Power University一、键盘简介 华北电力大学 North China Electric Power University一、键盘简介2.2.2.2.键盘键盘键盘键盘 通常键盘中各个键开关排列成矩阵形式，当有键通常键盘中各个键开关排列成矩阵形式，当有键通常键盘中各个键开关排列成矩阵形式，当有键通常键盘中各个键开关排列成矩阵形式，当有键被按下后，键盘将产生和发送一个编码给计算机。按照这被按下后，键盘将产生和发送一个编码给计算机。按照这被按下后，键盘将产生和发送一个编码给计算机。按照这被按下后，键盘将产生和发送一个编码给计算机。按照这个编码的功能可以将键
28、盘分为全编码键盘和非编码键盘。个编码的功能可以将键盘分为全编码键盘和非编码键盘。个编码的功能可以将键盘分为全编码键盘和非编码键盘。个编码的功能可以将键盘分为全编码键盘和非编码键盘。全编码键盘中的某个键被按下后，能够提供与键相对应的全编码键盘中的某个键被按下后，能够提供与键相对应的全编码键盘中的某个键被按下后，能够提供与键相对应的全编码键盘中的某个键被按下后，能够提供与键相对应的编码信息，例如编码信息，例如编码信息，例如编码信息，例如ASCIIASCIIASCIIASCII（美国信息交换标准码）键盘，就（美国信息交换标准码）键盘，就（美国信息交换标准码）键盘，就（美国信息交换标准码）键盘，就能够
29、提供与该键相对应的能够提供与该键相对应的能够提供与该键相对应的能够提供与该键相对应的ASCIIASCIIASCIIASCII代码。编码键盘的缺点是代码。编码键盘的缺点是代码。编码键盘的缺点是代码。编码键盘的缺点是硬件电路会随着键数的增加而增加，同时无法同非编码键硬件电路会随着键数的增加而增加，同时无法同非编码键硬件电路会随着键数的增加而增加，同时无法同非编码键硬件电路会随着键数的增加而增加，同时无法同非编码键盘那样方便地对键盘上键功能根据需要重新定义，其最大盘那样方便地对键盘上键功能根据需要重新定义，其最大盘那样方便地对键盘上键功能根据需要重新定义，其最大盘那样方便地对键盘上键功能根据需要重新
30、定义，其最大的优点是键盘响应速度快。的优点是键盘响应速度快。的优点是键盘响应速度快。的优点是键盘响应速度快。华北电力大学 North China Electric Power University一、键盘简介 非编码键盘不直接提供按下键的编码信息，非编码键盘不直接提供按下键的编码信息，非编码键盘不直接提供按下键的编码信息，非编码键盘不直接提供按下键的编码信息，而是用较为简单的硬件和编制相应的键盘程序来而是用较为简单的硬件和编制相应的键盘程序来而是用较为简单的硬件和编制相应的键盘程序来而是用较为简单的硬件和编制相应的键盘程序来识别被按下键的位置，并提供与按下键相对应的识别被按下键的位置，并提供与
31、按下键相对应的识别被按下键的位置，并提供与按下键相对应的识别被按下键的位置，并提供与按下键相对应的中间代码（例如扫描位置码），然后再把中间代中间代码（例如扫描位置码），然后再把中间代中间代码（例如扫描位置码），然后再把中间代中间代码（例如扫描位置码），然后再把中间代码通过程序（例如查表程序）转换成对应的编码码通过程序（例如查表程序）转换成对应的编码码通过程序（例如查表程序）转换成对应的编码码通过程序（例如查表程序）转换成对应的编码信息（例如信息（例如信息（例如信息（例如ASCIIASCIIASCIIASCII码）。相对于全编码键盘，非编码）。相对于全编码键盘，非编码）。相对于全编码键盘，非编码
32、）。相对于全编码键盘，非编码键盘响应速度慢，但其最大的优点是可以方便码键盘响应速度慢，但其最大的优点是可以方便码键盘响应速度慢，但其最大的优点是可以方便码键盘响应速度慢，但其最大的优点是可以方便灵活地通过软件编码，将键盘上的按键功能进行灵活地通过软件编码，将键盘上的按键功能进行灵活地通过软件编码，将键盘上的按键功能进行灵活地通过软件编码，将键盘上的按键功能进行重新定义。目前各种通用计算机皆采用非编码键重新定义。目前各种通用计算机皆采用非编码键重新定义。目前各种通用计算机皆采用非编码键重新定义。目前各种通用计算机皆采用非编码键盘。盘。盘。盘。华北电力大学 North China Electric
33、 Power University一、键盘简介 由于键盘通常排列成矩阵格式，因此可以用硬件或软件由于键盘通常排列成矩阵格式，因此可以用硬件或软件由于键盘通常排列成矩阵格式，因此可以用硬件或软件由于键盘通常排列成矩阵格式，因此可以用硬件或软件的方法对行、列分别进行扫描，去查找被按下的键并识别重的方法对行、列分别进行扫描，去查找被按下的键并识别重的方法对行、列分别进行扫描，去查找被按下的键并识别重的方法对行、列分别进行扫描，去查找被按下的键并识别重键。常用的方法有反转法、行扫描法和行列扫描法等多种。键。常用的方法有反转法、行扫描法和行列扫描法等多种。键。常用的方法有反转法、行扫描法和行列扫描法等多
34、种。键。常用的方法有反转法、行扫描法和行列扫描法等多种。（1 1 1 1）行反转法。）行反转法。）行反转法。）行反转法。先对行的各线都送先对行的各线都送先对行的各线都送先对行的各线都送1 1 1 1，对列的各线全送，对列的各线全送，对列的各线全送，对列的各线全送0 0 0 0，结果行线上凡有键被按下的地方原来的结果行线上凡有键被按下的地方原来的结果行线上凡有键被按下的地方原来的结果行线上凡有键被按下的地方原来的1 1 1 1被列上送来的被列上送来的被列上送来的被列上送来的0 0 0 0所代所代所代所代替（由于每个键跨接在对应的行列线上，当某键被按下后，替（由于每个键跨接在对应的行列线上，当某键
35、被按下后，替（由于每个键跨接在对应的行列线上，当某键被按下后，替（由于每个键跨接在对应的行列线上，当某键被按下后，则相应的行接线短路接通），记下所有各行线的状态信息。则相应的行接线短路接通），记下所有各行线的状态信息。则相应的行接线短路接通），记下所有各行线的状态信息。则相应的行接线短路接通），记下所有各行线的状态信息。反过来，把列的各线全送反过来，把列的各线全送反过来，把列的各线全送反过来，把列的各线全送1 1 1 1，再对行的各线全送，再对行的各线全送，再对行的各线全送，再对行的各线全送0 0 0 0，于是对应，于是对应，于是对应，于是对应列线上凡有键被按下的地方的原来的列线上凡有键被按下
36、的地方的原来的列线上凡有键被按下的地方的原来的列线上凡有键被按下的地方的原来的1 1 1 1被行线上送来的被行线上送来的被行线上送来的被行线上送来的0 0 0 0所代所代所代所代替，记下所有各列线的状态信息。把行列两次记录下的信息替，记下所有各列线的状态信息。把行列两次记录下的信息替，记下所有各列线的状态信息。把行列两次记录下的信息替，记下所有各列线的状态信息。把行列两次记录下的信息拼在一起，就可以确定被按下键的位置。拼在一起，就可以确定被按下键的位置。拼在一起，就可以确定被按下键的位置。拼在一起，就可以确定被按下键的位置。华北电力大学 North China Electric Power U
37、niversity一、键盘简介（2 2 2 2）行扫描法。）行扫描法。）行扫描法。）行扫描法。是用一个步进信号加到列线组上，每步进是用一个步进信号加到列线组上，每步进是用一个步进信号加到列线组上，每步进是用一个步进信号加到列线组上，每步进一次，读回行线组上的状态，以确定本列上有无键被按下。一次，读回行线组上的状态，以确定本列上有无键被按下。一次，读回行线组上的状态，以确定本列上有无键被按下。一次，读回行线组上的状态，以确定本列上有无键被按下。若有则用上述的列信号和行信号确定被按下键的位置。若有则用上述的列信号和行信号确定被按下键的位置。若有则用上述的列信号和行信号确定被按下键的位置。若有则用上
38、述的列信号和行信号确定被按下键的位置。（3 3 3 3）行列扫描法。）行列扫描法。）行列扫描法。）行列扫描法。同行扫描法相似，它是先在列线上加入同行扫描法相似，它是先在列线上加入同行扫描法相似，它是先在列线上加入同行扫描法相似，它是先在列线上加入步进信号，依次检查哪一列有键被按下，然后再在行线上加步进信号，依次检查哪一列有键被按下，然后再在行线上加步进信号，依次检查哪一列有键被按下，然后再在行线上加步进信号，依次检查哪一列有键被按下，然后再在行线上加入步进信号，依次检查哪一行有键被按下。根据行列线上的入步进信号，依次检查哪一行有键被按下。根据行列线上的入步进信号，依次检查哪一行有键被按下。根据
39、行列线上的入步进信号，依次检查哪一行有键被按下。根据行列线上的检查结果，就可以确定被按下键的位置。检查结果，就可以确定被按下键的位置。检查结果，就可以确定被按下键的位置。检查结果，就可以确定被按下键的位置。华北电力大学 North China Electric Power University二、非编码键盘接口（一）非编码键盘（一）非编码键盘 由于非编码键盘硬件简单，系统软件和由于非编码键盘硬件简单，系统软件和由于非编码键盘硬件简单，系统软件和由于非编码键盘硬件简单，系统软件和应用软件又可方便灵活地根据需要定义键功能，应用软件又可方便灵活地根据需要定义键功能，应用软件又可方便灵活地根据需要定义
40、键功能，应用软件又可方便灵活地根据需要定义键功能，所以得到了广泛的应用。所以得到了广泛的应用。所以得到了广泛的应用。所以得到了广泛的应用。IBM XTIBM XTIBM XTIBM XTATATATAT及其兼容机的及其兼容机的及其兼容机的及其兼容机的键盘就属于非编码键盘，它们向主机输出键位置键盘就属于非编码键盘，它们向主机输出键位置键盘就属于非编码键盘，它们向主机输出键位置键盘就属于非编码键盘，它们向主机输出键位置码，即键扫描码。特殊的是，键被按下产生扫描码，即键扫描码。特殊的是，键被按下产生扫描码，即键扫描码。特殊的是，键被按下产生扫描码，即键扫描码。特殊的是，键被按下产生扫描码，键被释放时
41、也产生一个扫描码。码，键被释放时也产生一个扫描码。码，键被释放时也产生一个扫描码。码，键被释放时也产生一个扫描码。华北电力大学 North China Electric Power University二、非编码键盘接口1.IBM XT1.IBM XT1.IBM XT1.IBM XTAT l01AT l01AT l01AT l01键盘的电原理键盘的电原理键盘的电原理键盘的电原理 图图图图10-310-310-310-3为为为为IBM XTIBM XTIBM XTIBM XTATATATAT微型计算机使用的微型计算机使用的微型计算机使用的微型计算机使用的101101101101键盘的电原理简图。
42、本键盘使用了键盘的电原理简图。本键盘使用了键盘的电原理简图。本键盘使用了键盘的电原理简图。本键盘使用了8049 AH8049 AH8049 AH8049 AH单片机，属于单片机，属于单片机，属于单片机，属于MCSMCSMCSMCS48484848系列，内部有一个系列，内部有一个系列，内部有一个系列，内部有一个8 8 8 8位的位的位的位的MPUMPUMPUMPU、2KB2KB2KB2KB的的的的ROMROMROMROM、128128128128个字节的个字节的个字节的个字节的 RAMRAMRAMRAM，具有，具有，具有，具有一个定时器计数器等。一个定时器计数器等。一个定时器计数器等。一个定时器
43、计数器等。8049AH8049AH8049AH8049AH单片机承担了单片机承担了单片机承担了单片机承担了键盘扫描确定被按下键的位置，消除键的颤抖、键盘扫描确定被按下键的位置，消除键的颤抖、键盘扫描确定被按下键的位置，消除键的颤抖、键盘扫描确定被按下键的位置，消除键的颤抖、生成扫描码等功能，并把获得的扫描码进行并一生成扫描码等功能，并把获得的扫描码进行并一生成扫描码等功能，并把获得的扫描码进行并一生成扫描码等功能，并把获得的扫描码进行并一串转换，将串行的时钟脉冲和数据送主机串转换，将串行的时钟脉冲和数据送主机串转换，将串行的时钟脉冲和数据送主机串转换，将串行的时钟脉冲和数据送主机IBM XTI
44、BM XTIBM XTIBM XTATATATAT。华北电力大学 North China Electric Power University二、非编码键盘接口 此键盘使用行扫描法，此键盘使用行扫描法，此键盘使用行扫描法，此键盘使用行扫描法，P2P2P2P2口的口的口的口的P2.0P2.0P2.0P2.0、P2.1P2.1P2.1P2.1、P2.2P2.2P2.2P2.2，经，经，经，经3-83-83-83-8译码器产生译码器产生译码器产生译码器产生8 8 8 8个列信号个列信号个列信号个列信号 C0C0C0C0，C1C1C1C1，C7C7C7C7，用来轮流顺序地扫描列线。，用来轮流顺序地扫描列
45、线。，用来轮流顺序地扫描列线。，用来轮流顺序地扫描列线。DB0DB0DB0DB0DB7DB7DB7DB7、P1.0P1.0P1.0P1.0P1.7P1.7P1.7P1.7则用作输入，用来读取当前扫描列上则用作输入，用来读取当前扫描列上则用作输入，用来读取当前扫描列上则用作输入，用来读取当前扫描列上的的的的16161616个行信号。由于行线为个行信号。由于行线为个行信号。由于行线为个行信号。由于行线为16161616根，列线为根，列线为根，列线为根，列线为8 8 8 8根，根，根，根，故可扫描的键开关阵列为故可扫描的键开关阵列为故可扫描的键开关阵列为故可扫描的键开关阵列为161616168 8
46、8 8矩阵，共可容纳矩阵，共可容纳矩阵，共可容纳矩阵，共可容纳128128128128个按键，而个按键，而个按键，而个按键，而IBM XTIBM XTIBM XTIBM XTATATATAT计算机计算机计算机计算机101101101101键盘只有键盘只有键盘只有键盘只有101101101101个键开关，所以键开关阵列中有个键开关，所以键开关阵列中有个键开关，所以键开关阵列中有个键开关，所以键开关阵列中有27272727个键位空个键位空个键位空个键位空着未用。着未用。着未用。着未用。华北电力大学 North China Electric Power University二、非编码键盘接口2.IB
47、M XT2.IBM XT2.IBM XT2.IBM XTATATATAT计算机计算机计算机计算机101101101101键盘的工作原理键盘的工作原理键盘的工作原理键盘的工作原理 单片机单片机单片机单片机8049AH8049AH8049AH8049AH在程序控制下（程序可存放在在程序控制下（程序可存放在在程序控制下（程序可存放在在程序控制下（程序可存放在8049AH8049AH8049AH8049AH内部内部内部内部ROMROMROMROM中或者使用外部扩充中或者使用外部扩充中或者使用外部扩充中或者使用外部扩充ROMROMROMROM来固化程序），来固化程序），来固化程序），来固化程序），定时地
48、从定时地从定时地从定时地从P2.0P2.0P2.0P2.0P2.2P2.2P2.2P2.2输出计数值输出计数值输出计数值输出计数值000000000000，001001001001，111111111111，经，经，经，经3-83-83-83-8译译译译码器译码变成低有效的列选信号码器译码变成低有效的列选信号码器译码变成低有效的列选信号码器译码变成低有效的列选信号C0C0C0C0C7C7C7C7，分别用来选择相应，分别用来选择相应，分别用来选择相应，分别用来选择相应的列线。一开始，的列线。一开始，的列线。一开始，的列线。一开始，P2.0P2.0P2.0P2.0P2.2 P2.2 P2.2 P2
49、.2 输出输出输出输出000000000000，则列选信号，则列选信号，则列选信号，则列选信号C0C0C0C0低电平低电平低电平低电平有效，选中键开关矩阵的有效，选中键开关矩阵的有效，选中键开关矩阵的有效，选中键开关矩阵的0 0 0 0列，即列，即列，即列，即0 0 0 0列线处于低电平列线处于低电平列线处于低电平列线处于低电平0 0 0 0 状态，状态，状态，状态，其他各列线处于高电平的无效状态，这样只有其他各列线处于高电平的无效状态，这样只有其他各列线处于高电平的无效状态，这样只有其他各列线处于高电平的无效状态，这样只有0 0 0 0列线上的键开列线上的键开列线上的键开列线上的键开关按下时
50、才能将对应行线上状态变成有效的低电平状态，其关按下时才能将对应行线上状态变成有效的低电平状态，其关按下时才能将对应行线上状态变成有效的低电平状态，其关按下时才能将对应行线上状态变成有效的低电平状态，其他列线上无论有无键开关被按下都不会影响行线的状态电平。他列线上无论有无键开关被按下都不会影响行线的状态电平。他列线上无论有无键开关被按下都不会影响行线的状态电平。他列线上无论有无键开关被按下都不会影响行线的状态电平。华北电力大学 North China Electric Power University二、非编码键盘接口 因此，此时因此，此时因此，此时因此，此时8049AH8049AH8049AH