8 并行IO接口与键盘接口技术

单片机与键盘的接口技术及应用一、引言在现代电子设备中，键盘是一种常见的输入设备。

在许多应用中，键盘与单片机的接口十分重要。

通过键盘，用户可以输入数据和控制设备的操作。

本文将探讨单片机与键盘的接口技术以及其应用。

二、键盘的工作原理键盘是一种外设设备，由许多按钮组成，每个按钮代表一个字符或者功能。

当用户按下某个按钮时，按钮对应的引脚通过一个电路闭合，产生一个电信号。

这个电信号被传递到控制单元，通过解码算法确定所按下的按钮。

三、键盘的接口技术1. 并行接口并行接口是最早也是最简单的一种键盘接口技术。

在并行接口中，每个按钮对应一个引脚，所有引脚与单片机的IO口相连。

当按钮按下时，对应的引脚被拉低，单片机可以通过读取IO口的状态来确定按钮的按下情况。

并行接口的优点是简单易实现，但对于按钮数量较多的键盘，需要消耗大量的IO口。

2. 矩阵接口为了解决并行接口需要多个IO口的问题，矩阵接口被广泛应用于键盘。

矩阵接口通过将按钮按键布置成矩阵排列的形式，只需要使用少量的IO口。

在矩阵接口中，同时只有一行和一列被激活。

单片机通过扫描按键矩阵来确定所按下的按钮。

矩阵接口的优点是节省IO口，但需要复杂的扫描算法。

3. 串行接口串行接口是一种通过串行通信的方式将键盘与单片机连接在一起。

在串行接口中，键盘通过一个串行通信协议向单片机发送按钮的按下信息。

单片机通过接收和解析串行数据来确定所按下的按钮。

串行接口的优点是节省IO口和减少布线长度，但需要复杂的通信协议和解析算法。

四、单片机与键盘接口的应用1. 数据采集系统在很多数据采集系统中，键盘用于设置系统的参数和触发数据采集。

通过单片机与键盘的接口，用户可以方便地进行参数设置，提高系统的操作效率。

2. 家电控制系统在家电控制系统中，键盘作为一种控制手段，用于操作家电设备。

用户可以通过按下键盘的按钮来控制电视、空调和洗衣机等家电设备，实现远程控制和智能化操作。

3. 工业自动化设备在工业自动化设备中，键盘常用于操作控制台和监控系统。

单片机-第8章单片机的并行接口单片机第 8 章单片机的并行接口在单片机的世界里，并行接口是一个至关重要的概念。

它就像是单片机与外部世界进行快速、高效交流的“高速公路”。

接下来，让我们一起深入了解单片机的并行接口。

并行接口，顾名思义，是能够同时传输多位数据的接口。

相较于串行接口每次只能传输一位数据，并行接口的传输速度更快，效率更高。

这使得它在需要大量数据快速传输的场景中发挥着重要作用。

在单片机中，常见的并行接口包括 8 位、16 位甚至 32 位的并行接口。

以 8 位并行接口为例，它可以在一个时钟周期内同时传输 8 位的数据，想象一下，这就像是 8 辆车同时在一条道路上行驶，大大提高了数据的运输效率。

并行接口的工作原理其实并不复杂。

它通过一组并行的数据线来传输数据，同时还需要一些控制线来协调数据的传输过程。

比如，读写控制线用于指示是读取数据还是写入数据，片选线用于选择特定的外部设备进行通信。

当单片机要向外部设备发送数据时，它会将数据准备好放在数据线上，并通过控制线发出相应的信号，告诉外部设备可以接收数据了。

而当单片机要从外部设备读取数据时，它会通过控制线发出读取信号，然后从数据线上接收外部设备传来的数据。

在实际应用中，并行接口有着广泛的用途。

比如说，它可以用于连接外部存储器，如静态随机存储器（SRAM）或闪存（Flash）。

这样，单片机就能够快速地读取和写入大量的数据，为程序的运行和数据的存储提供了有力支持。

此外，并行接口还可以用于连接显示设备，如液晶显示屏（LCD）。

通过并行接口，可以快速地将图像数据传输到显示屏上，实现清晰、流畅的显示效果。

然而，并行接口也并非完美无缺。

它的一个明显缺点就是需要大量的引脚。

例如，一个 8 位的并行接口就需要 8 根数据线，再加上控制线等，引脚数量会比较多。

这在引脚资源有限的单片机中可能会成为一个问题。

另外，并行接口的布线也相对复杂，容易受到干扰，从而影响数据传输的准确性和稳定性。

计算机的输入输出接口技术剖析目前，计算机的输入输出接口技术主要包括以下几类：串行接口、并行接口、网络接口、无线接口等。

1.串行接口：串行接口是一种使用一条数据线进行传输的接口技术。

通常采用串行接口传输的设备有串行口鼠标、串行口键盘等。

串行接口的优点是只需使用一条数据线，节省了硬件成本，但是传输速度较慢。

2.并行接口：并行接口是一种同时使用多条数据线进行传输的接口技术。

常见的并行接口有LPT接口、IDE接口、SCSI接口等。

并行接口的优点是传输速度快，但是由于需要使用多条数据线，导致硬件成本较高。

3.网络接口：网络接口是计算机与局域网、广域网等网络进行连接的接口技术。

常见的网络接口有以太网接口、无线网卡接口等。

通过网络接口，计算机可以实现与其他计算机之间的数据传输和共享。

4.无线接口：无线接口是一种可以实现无线数据传输的接口技术。

常见的无线接口有蓝牙、Wi-Fi、红外线接口等。

无线接口的优点是便于移动和无线连接，但是传输速度相对有限。

在计算机硬件方面，输入输出接口技术常常采用芯片实现。

例如，串行接口常使用UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)芯片，它可以将串行数据转换为并行数据以及将并行数据转换为串行数据。

并行接口常使用并行口控制器芯片，它可以实现数据的并行传输和控制。

网络接口则常用网卡芯片，无线接口则常用无线网卡芯片等。

总体而言，输入输出接口技术在计算机中占据着重要的地位，它决定了计算机与外部设备之间信息交互的能力和效率。

随着科技的不断发展，输入输出接口技术也在不断推陈出新，以满足人们对计算机外设更高要求的需求。

计算机硬件外设与接口技术计算机硬件外设与接口技术在现代计算机应用中扮演着重要的角色。

硬件外设是指通过各种接口与计算机主机相连接的设备，包括输入设备、输出设备、存储设备等。

而接口技术则是为了实现不同硬件设备与计算机主机之间的通信和数据传输而设计的技术标准和规范。

一、硬件外设硬件外设是计算机系统中与计算机主机相连接的设备。

它们用于向计算机提供输入、输出和存储功能。

常见的外设包括键盘、鼠标、打印机、扫描仪、摄像头、音频设备、显示器、硬盘驱动器等。

1. 输入设备输入设备用于将用户的输入信号转换为计算机可以识别的数字信号。

键盘是最常见的输入设备，通过按下按键来输入字符和命令。

鼠标是另一个常见的输入设备，通过移动鼠标和点击按钮来控制光标在屏幕上的移动和选择操作。

2. 输出设备输出设备用于向用户呈现计算机处理后的结果。

打印机是最常见的输出设备，通过打印纸张上的字符和图像来输出信息。

显示器是另一个重要的输出设备，用于显示计算机处理后的图像和文字。

3. 存储设备存储设备用于将计算机的数据和程序长期保存下来。

硬盘驱动器是最常见的存储设备，用于存储操作系统、应用程序和用户数据。

除硬盘外，还有光盘、U盘、固态硬盘等可移动存储设备，它们提供了便捷的数据传输和存储方式。

二、接口技术接口技术是为了实现不同硬件设备与计算机主机之间的通信和数据传输而设计的技术标准和规范。

通过统一的接口，不同厂商的硬件设备可以与计算机主机进行连接和通信。

1. 并行接口并行接口是一种同时传输多个位的接口技术。

常见的并行接口有打印机接口（LPT接口）和并行ATA接口（IDE接口）。

它们通过并行传输多个位，实现了高速数据传输。

2. 串行接口串行接口是一种按顺序逐位传输数据的接口技术。

常见的串行接口有串行ATA接口（SATA接口）、USB接口、以太网接口等。

串行接口具有简单、稳定的特点，并且能够实现长距离传输。

3. 总线接口总线接口是一种用于连接多个设备的接口技术。

★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★ ★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★作者：周兴华键盘接口技术及C51编程键盘是单片机不可缺少的输入设备，是实现人机对话的纽带。

键盘按结构形式可分为非编码键盘和编码键盘，前者是用软件方法产生键码，而后者则用硬件方法来产生键码。

在单片机中使用的都是非编码键盘，因为非编码键盘结构简单、成本低廉。

非编码键盘的类型很多，常用的有独立式键盘、行列式键盘等。

19.1 独立式键盘独立式键盘是指将每个按键按一对一的方式直接连接到I/O 输入线上所构成的键盘，如图19-1所示。

图19-1在图19-1中，键盘接口中使用多少根I/O 线，键盘中就有几个按键。

键盘接口使用了8根I/O 口线，该键盘就有8个按键。

这种类型的键盘，键盘的按键比较少，且键盘中各个按键的工作互不干扰。

因此，用户可以根据实际需要对键盘中的按键灵活地编码。

最简单的编码方式就是根据I/O 输入口所直接反映的相应接键按下的状态进行编码，称按键直接状态码。

假如图l 中的K0键被按下，则P1口的输入状态是11111110，则K0键的直接状态编码就是FEH 。

对于这样编码的独立式键盘，CPU 可以通过直接读取I/O 口的状态来获取按键的直接状态编码值，根据这个值直接进行按键识别。

这种形式的键盘结构简单，按键的识别容易。

独立式键盘的缺点是需要占用较多的I/O 口线。

当单片机应用系统键盘中需要的按键比较少或I/O 口线比较富余时，可以采用这种类型键盘。

19.2 行列式键盘★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★ ★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★行列式键盘是用n 条I/O 线作为行线，m 条I/O 线作为列线组成的键盘。

在行线和列线的每一个交叉点上，设置一个按键。

这样，键盘中按键的个数是mxn 个。

这种形式的键盘结构，能够有效地提高单片机系统中I/O 口的利用率。

计算机硬件外设接口基础知识详解计算机硬件外设接口是指连接计算机与外部设备的部分，它允许计算机与其他设备进行信息的传输与交互。

随着计算机技术的发展，外设接口的种类也越来越多样化。

在本文中，我们将详细介绍计算机硬件外设接口的基础知识。

一、串行接口串行接口是一种通过单条线路传输数据的接口。

它的特点是传输速度相对较慢，但可以通过增加位数来提高数据传输的精确性。

最常见的串行接口是RS-232。

RS-232是一种标准的串行接口，广泛应用于计算机与调制解调器、鼠标、打印机等设备之间的连接。

二、并行接口并行接口是一种同时传输多个位数据的接口。

它的特点是传输速度较快，但对于传输距离较长的情况下可能存在信号干扰的问题。

常见的并行接口有IEEE 1284，它主要用于打印机与计算机之间的连接。

三、USB接口USB接口（Universal Serial Bus）是一种用于连接计算机与外部设备的通用接口。

USB接口具有热插拔的特点，可以同时连接多个外部设备，并且支持高速数据传输。

USB接口已经成为目前最为广泛使用的外设接口之一，常见的设备如鼠标、键盘、闪存驱动器等都采用USB接口进行连接。

四、HDMI接口HDMI接口（High Definition Multimedia Interface）是一种用于高清数字视频与音频传输的接口。

HDMI接口可以同时传输高清图像和高质量音频，广泛应用于电视、显示器和音频设备之间的连接。

五、VGA接口VGA接口（Video Graphics Array）是一种用于模拟视频传输的接口。

它主要用于连接计算机与显示器，传输模拟视频信号。

随着数字化技术的发展，VGA接口已经逐渐被HDMI和DisplayPort所取代，但在一些老旧的设备上仍然有应用。

六、网线接口网线接口是一种用于连接计算机与局域网设备的接口。

它用于传输以太网数据，实现计算机之间的数据交换与共享。

网线接口的标准有RJ-45，它使用网线进行连接，并支持多种传输速度。

I/O接口技术的基本知识CPU与外部设备、存储器的连接和数据交换都需要通过接口设备来实现，前者被称为I/O接口，而后者则被称为存储器接口。

存储器通常在CPU的同步控制下工作，接口电路比较简单；而I/O设备品种繁多，其相应的接口电路也各不相同，因此，习惯上说到接口只是指I/O接口。

一、I/0接口的概念1.接口的分类I/O接口的功能是负责实现CPU通过系统总线把I/O电路和外围设备联系在一起，按照电路和设备的复杂程度，I/O接口的硬件主要分为两大类：1）I/O接口芯片这些芯片大都是集成电路，通过CPU输入不同的命令和参数，并控制相关的I/O电路和简单的外设作相应的操作，常见的接口芯片如定时／计数器、中断控制器、DMA控制器、并行接口等。

2）I/O接口控制卡有若干个集成电路按一定的逻辑组成为一个部件，或者直接与CPU同在主板上，或是一个插件插在系统总线插槽上。

按照接口的连接对象来分，又可以将他们分为串行接口、并行接口、键盘接口和磁盘接口等。

2.接口的功能由于计算机的外围设备品种繁多，几乎都采用了机电传动设备，因此，CPU 在与I/O设备进行数据交换时存在以下问题：速度不匹配:I/O设备的工作速度要比CPU慢许多，而且由于种类的不同，他们之间的速度差异也很大，例如硬盘的传输速度就要比打印机快出很多。

时序不匹配:各个I/O设备都有自己的定时控制电路，以自己的速度传输数据，无法与CPU的时序取得统一。

信息格式不匹配:不同的I/O设备存储和处理信息的格式不同，例如可以分为串行和并行两种；也可以分为二进制格式、ACSII编码和BCD编码等。

信息类型不匹配:不同I／O设备采用的信号类型不同，有些是数字信号，而有些是模拟信号，因此所采用的处理方式也不同。

基于以上原因，CPU与外设之间的数据交换必须通过接口来完成，通常接口有以下一些功能：1）设置数据的寄存、缓冲逻辑，以适应CPU与外设之间的速度差异，接口通常由一些寄存器或RAM芯片组成，如果芯片足够大还可以实现批量数据的传输；2）能够进行信息格式的转换，例如串行和并行的转换；3）能够协调CPU和外设两者在信息的类型和电平的差异，如电平转换驱动器、数／模或模／数转换器等；4）协调时序差异；5）地址译码和设备选择功能；6）设置中断和DMA控制逻辑，以保证在中断和DMA允许的情况下产生中断和DMA请求信号，并在接受到中断和DMA应答之后完成中断处理和DMA 传输。