第十二章 人机交互技术与模拟接口 微机基础与接口技术 教学课件
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微机原理与接口技术课件PPT
汇编语言的优点
汇编语言具有高效、可移植性、 可维护性等优点，适用于编写操 作系统、编译器等关键软件。
汇编语言的缺点
汇编语言编写复杂，容易出错， 且可移植性较差，需要针对不同 的计算机体系结构进行修改。
高级语言
01
高级语言的定义
高级语言是一种抽象程度更高的 编程语言，它使用更接近自然语 言的语法和语义。
实验提供参考。
THANKS FOR WATCHING
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串行接口的数据传输速率比并行 接口慢，但只需要一根数据线， 因此成本较低。
03
串行接口的常见标准包括RS-232 、RS-422和USB。
04
中断控制器
中断控制器是微机中的一 种重要组件，它负责管理 计算机系统中断的处理。
中断控制器可以管理硬件 设备的中断请求，例如键 盘、鼠标和计时器等。
ABCD
并行接口通常用于连接打印机、磁盘驱动器等高速设备， 因为这些设备需要快速传输大量数据。
并行接口的常见标准包括ECP、EPP和USB。
串行接口
01
串行接口是一种数据传输方式， 它通过单个数据线逐位传输数据 。
02
串行接口通常用于连接鼠标、调 制解调器等低速设备，因为这些 设备不需要快速传输大量数据。
语音识别和图像处理
利用微机原理与接口技术，可以实现语音识 别和图像处理等功能，提高办公自动化水平 。
在家用电器中的应用
1 2 3
智能家居控制
微机原理与接口技术可以用于智能家居控制，实 现家用电器的远程控制和自动化控制。
电视和音响设备控制
通过微机原理与接口技术，可以实现电视和音响 设备的智能控制，提供更加便捷和智能的娱乐体 验。
《微型计算机原理与接口技术》课件第12章
第12章 模拟量的输入/输出接口
4) 建立时间 建立时间是衡量D/A转换速率快慢的一个重要参数，也 是D/A转换器中的输入代码有满度值的变化时，其输出模拟 信号电压(或模拟信号电流)达到满刻度值±(1/2)LSB(或与满 刻度值差百分之多少)时所需要的时间。不同型号的D/A转 换器，其建立时间也不同，一般从几个毫微秒到几个微秒。 若输出形式是电流的，其D/A转换器的建立时间是很短的； 若输出形式是电压的，其D/A转换器的主要建立时间是输出 运算放大器所需要的响应时间。
第12章 模拟量的输入/输出接口
12.1 模拟量的输入/输出通道
模拟量的输入/输出通道是微型计算机与控制对象之间 的重要接口，也是实现工业过程控制的重要组成部分。
在微型计算机的自动监测和控制领域，需要模拟量的输 入/输出通道来完成。模拟量的输入/输出通道结构如图12.1 所示。
第12章 模拟量的输入/输出接口 图12.1 模拟量的输入/输出通道结构图
第12章 模拟量的输入/输出接口
(3) 信号处理(Signal Processing)。信号处理环节主要包 括信号的放大、整形、滤波，去除现场干扰信号等。
(4) 多路转换开关(Multiplexer)。在数据采集系统中，当 需要对多个模拟量进行模/数变换时，由于模/数转换器(A/D 转换器)的价格较贵，通常不是每个模拟量输入通道设置一 个A/D，而是多路输入模拟量共用一个A/D，中间经过多路 转换开关(即模拟量多路转换开关(MPX)切换，用以降低成 本。
(6) A/D变换器(A/D Converter)。A/D交换器的作用是将 输入的模拟信号转换成计算机能够识别的数字信号，方便计 算机的进一步分析和处理，这是模拟转换通道的重要环节。
第12章 模拟量的输入/输出接口
《微机原理与接口技术》课件第12章
0040:001A BUFF_HEAD ；键盘缓冲区首地址
DW ?
0040:001C BUFF_TAIL ；键盘缓冲区末地址
DW ?
0040:001E KB_BUFFER ；键盘缓冲区
DW 16
0040:003E KB_BUFFR_END LABEL
DUP(?) WORD
2. 键盘I/O程序设计 在IBM-PC机中，BIOS和DOS中断提供了主机与键盘通 讯的中断功能调用。BIOS的INT 16H提供了基本的键盘操作。 DOS的INT 21H也提供了键盘功能调用，它可以读入单个字 符，也可读入字符串。BIOS和DOS提供的键盘功能调用见 表12-1和表12-2。
开始
无键按下
将键盘所有行线置0
有 列 线 为 “0”？
N
Y 行 号 =0
将行号对应的行线置 0， 其 余 行 线 为 1
行号加1 N 所有行均已扫描？Y
N 有 列 线 为 “0”？
Y 对应行号列号形成键值
跳转到相应程序入口
图12.4 行扫描法软件流程图
【例12-1】 根据图12.3的8 × 8键盘的硬件连接，利用行扫描法把
I/O D0
端 口 D1
VCC
…
…
D7
图12.2 线性键盘示意图
2) 矩阵式键盘 通常用的键盘是矩阵式结构，如图12.3所示。如果有一 M × N个键的键盘，若采用简单键盘设计方法，则需要 M × N位端口，而采用矩阵式结构以后，便只要M+N位端 口。图12.3为一个8 × 8键盘，有64个键。只要用两个8位 I/O端口即可。
12.2.2 编码键盘接口 1. IBM-PC微机键盘及接口技术 图12.5为IBM-PC微机键盘及键盘与主机系统接口框图。
微机原理及接口技术课件
外存储器是微机系统中的低速存储器， 用于长期存储大量数据和程序。
中央处理器是微机系统的核心，负责执 行程序中的指令。
内存储器是微机系统中的高速存储器， 用于存储程序和数据。
微机系统的软件结构
微机系统的软件结构包括系统软件和 应用软件。
应用软件是根据特定需求开发的软件 ，如办公软件、图像处理软件等。
通过微机接口实验，使 学生掌握微机接口的基 本原理和应用技术，培 养学生对微机系统的综 合分析和设计能力。
微机接口实验通常包括 以下几个方面的内容
通过实验箱或实验板等 硬件设备，让学生了解 并掌握各种硬件接口的 工作原理和性能特点。
通过编写软件程序，让 学生掌握各种输入/输出 控制方式、中断处理、 DMA传输等软件接口的 控制原理和编程方法。
计算机的基本组成 包括运算器、控制 器、存储器、输入 输出设备。
控制器是计算机的 指挥中心，负责控 制和协调计算机的 各个部件。
输入输出设备用于 与外部进行信息交 流，如键盘、鼠标 和显示器等。
微机系统的硬件结构
微机系统的硬件结构包括中央处理器、 内存储器、外存储器、输入输出设备等 。
输入输出设备用于与外部进行信息交流 ，如键盘、鼠标和显示器等。
接口技术
包括串行接口、并行接口、USB接口等技术 ，实现微机与其他设备的通信。
C/C语言
一种高级编程语言，广泛应用于微机应用系 统的开发。
中断技术
实现微机应用系统中断处理和任务调度的重 要技术。
06
CATALOGUE
微机接口实验及课程设计
微机接口实验的目的与内容
目的
内容
硬件接口实验
软件编程实验
综合实验
。
串行接口的实现
中央处理器是微机系统的核心，负责执 行程序中的指令。
内存储器是微机系统中的高速存储器， 用于存储程序和数据。
微机系统的软件结构
微机系统的软件结构包括系统软件和 应用软件。
应用软件是根据特定需求开发的软件 ，如办公软件、图像处理软件等。
通过微机接口实验，使 学生掌握微机接口的基 本原理和应用技术，培 养学生对微机系统的综 合分析和设计能力。
微机接口实验通常包括 以下几个方面的内容
通过实验箱或实验板等 硬件设备，让学生了解 并掌握各种硬件接口的 工作原理和性能特点。
通过编写软件程序，让 学生掌握各种输入/输出 控制方式、中断处理、 DMA传输等软件接口的 控制原理和编程方法。
计算机的基本组成 包括运算器、控制 器、存储器、输入 输出设备。
控制器是计算机的 指挥中心，负责控 制和协调计算机的 各个部件。
输入输出设备用于 与外部进行信息交 流，如键盘、鼠标 和显示器等。
微机系统的硬件结构
微机系统的硬件结构包括中央处理器、 内存储器、外存储器、输入输出设备等 。
输入输出设备用于与外部进行信息交流 ，如键盘、鼠标和显示器等。
接口技术
包括串行接口、并行接口、USB接口等技术 ，实现微机与其他设备的通信。
C/C语言
一种高级编程语言，广泛应用于微机应用系 统的开发。
中断技术
实现微机应用系统中断处理和任务调度的重 要技术。
06
CATALOGUE
微机接口实验及课程设计
微机接口实验的目的与内容
目的
内容
硬件接口实验
软件编程实验
综合实验
。
串行接口的实现
人机交互课程课件
无界面交互的未来展望
无界面交互技术将进一步发展， 实现人与机器之间的自然交互，
无需任何物理设备或屏幕。
通过手势、语音、生物特征等识 别技术，机器能够理解人的意图 并做出相应的反应，实现更加智
能和高效的人机交互。
无界面交互技术的发展将为未来 的智能生活带来更多的便利和创 新，例如智能家居、智能交通等
易用性
简化操作流程，降低使用难度，让用 户能够快速上手并高效地完成任务。
定制化
提供一定程度的定制化服务，满足不 同用户的个性化需求和偏好。
交互设计工具
线框图
原型设计
使用线框图来规划和展示产品的布局、界 面元素和交互流程。
创建产品原型，模拟真实产品的交互效果 ，以便在实际开发前进行测试和验证。
用户测试
04
THANKS
感谢观看
领域的应用。
05
人机交互课程实践
设计一个简单的网页交互
总结词：了解网页交互设计的基本原则和技巧 ，包括布局、导航、信息架构等。
01
确定网页的目标和受众，以便设计出符合 用户需求和习惯的界面。
03
02
详细描述
04
选择合适的布局和颜色方案，确保网页整 体风格统一、易于识别。
பைடு நூலகம்
设计清晰的导航结构，使用户能够快速找 到所需内容。
多模态交互时代
随着技术的不断进步，人机交互正朝着多模态交互的方向发展，即通 过多种方式与计算机进行交互，如手势、眼动、语音等。
02
人机交互基础知识
交互设计原则
用户为中心
设计始终以用户的需求和体验为出发点，确 保产品的易用性和满足用户期望。
可用性
确保产品功能和交互方式对用户来说是可用 的，避免出现误操作和信息混淆。
人机交互课件
医疗健康
人机交互在医疗健康领域也有 重要作用，如远程医疗、智能 医疗设备等。
教育培训
人机交互在教育培训领域的应 用也越来越广泛，如在线教育
平台、虚拟现实教育等。
02 人机交02
03
简洁明了
界面设计应简洁、清晰， 避免过多的视觉元素和干 扰信息。
一致性
界面风格、色彩、字体等 应保持一致，以增强用户 对界面的认知和理解。
人机交互课件
目录
CONTENTS
• 人机交互概述 • 人机交互基础知识 • 人机交互技术实现 • 人机交互应用案例分析 • 人机交互未来发展趋势预测
01 人机交互概述
人机交互定义
定义
人机交互（Human-Computer Interaction，简称HCI）是一门研究 人与计算机之间交互方式的科学。
案例二：海尔U+智慧家庭
海尔U+智慧家庭还具有场景定制功能，可以根据用户 的习惯和需求定制不同的场景模式。
自动驾驶汽车案例
案例一：特斯拉自动驾驶汽车
特斯拉自动驾驶汽车是一款具有高度自主驾驶能力的汽车 ，它可以通过传感器和计算机视觉技术实现自动驾驶。
特斯拉自动驾驶汽车还具有语音控制功能，用户可以通过 语音控制汽车的各项功能。
详细描述
随着人工智能技术的不断发展，不同技术之间的融合越来越普遍，例如自然语言处理与机器学习的融合，计算机 视觉与深度学习的融合等。这种融合不仅可以提高单一技术的性能，还可以开发出更加复杂、高效的应用，如智 能客服、智能家居等。
虚拟现实技术普及应用
总结词
虚拟现实技术普及应用是指虚拟现实技术在各个领域得到广泛应用，成为人们日 常生活和工作的一部分。
语义理解
微型计算机基本技术与接口技术 课件
6.1.1 I/O接口的定义 接口的定义
1. 常见的外设 微机系统中常见的外设：键盘、鼠标、扫描仪、 微机系统中常见的外设：键盘、鼠标、扫描仪、液晶显 示器、打印机、影像输出设备、硬盘、可移动硬盘、 盘 示器、打印机、影像输出设备、硬盘、可移动硬盘、U盘、 数码管、指示灯、按钮、开关、 转换器、 转换器、 数码管、指示灯、按钮、开关、A/D转换器、D/A转换器、 转换器 转换器 电动马达等。 电动马达等。
（7）可编程功能 现代微机的I/O接口多数是可编程接口 接口多数是可编程接口。 现代微机的 接口多数是可编程接口 。 可以在不改变任 何硬件连接的情况下， 何硬件连接的情况下，通过改变控制程序来改变接口的工 作方式，使接口执行不同的操作命令。 作方式，使接口执行不同的操作命令。 （8）具备时序控制 ） 有的接口电路具有自己的时钟发生器，以满足微型计算机 有的接口电路具有自己的时钟发生器， 和外设在时序方面的要求。 和外设在时序方面的要求。
6.1.3 I/O端口的编址方式 端口的编址方式 常用有两种编址方法： 常用有两种编址方法： (1)和存储器统一编址方式，也称存储器映像方式； 和存储器统一编址方式，也称存储器映像方式； 存储器映像方式 和存储器统一编址方式 (2)和存储器分开，单独编址，也称I/O映像方式。 和存储器分开，单独编址，也称 映像方式 映像方式。 和存储器分开
6.1 输入 输出接口的基本知识 输入/输出 输出接口的基本知识
微型计算机接口技术在微机系统设计和应用工程中，都占 微型计算机接口技术在微机系统设计和应用工程中， 有极其重要的地位。 有极其重要的地位。 输入/输出接口 简称I/O接口 输出接口(简称 接口)是连接微型计算机与外设之 输入 输出接口 简称 接口 是连接微型计算机与外设之 间的纽带，是微型计算机与外设之间交换信息的通路。外 间的纽带，是微型计算机与外设之间交换信息的通路。 设只能通过I/O接口才能与 接口才能与CPU的总线相连， 实现与微机 的总线相连， 设只能通过 接口才能与 的总线相连 之间的信息交换。 之间的信息交换。
《人机接口技术》课件
虚拟现实技术：通过计算机 模拟产生三维空间，让用户 感觉身临其境
语音识别技术：通过语音识 别技术，用户可以通过语音
与虚拟世界进行交互
手势识别技术：通过手势识 别技术，用户可以通过手势
与虚拟世界进行交互
眼动追踪技术：通过眼动追 踪技术，用户可以通过眼睛
与虚拟世界进行交互
06
人机接口技术的发展趋 势与展望
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汇报人：
人机接口技术PPT课 件大纲
,
汇报人：
目录 /目录
01
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04
人机接口技术 的实现方法
02
人机接口技术 概述
05
人机接口技术 的应用案例
03
人机接口技术 的基本原理
06
人机接口技术 的发展趋势与 展望
01 添加章节标题
02 人机接口技术概述
人机接口技术的定义
人机接口技术是指人与计算机或其他设备之间的信息交换方式 包括输入设备和输出设备，如键盘、鼠标、显示器等 人机接口技术旨在提高人机交互的效率和舒适度 人机接口技术的发展与计算机技术的发展密切相关
手术机器人：如达芬奇手术机器人， 可以辅助医生进行高精度手术，提 高手术成功率
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
远程医疗：通过人机接口技术，医 生可以远程为患者进行诊断和治疗， 提高医疗资源的利用率
康复训练：通过人机接口技术，可 以帮助患者进行康复训练，提高康 复效果。
人机接口技术在工业自动化领域的应用
制
智能监控：通 过智能监控技 术实现对智能 家居设备的安
全监控
智能照明：通 过智能照明技 术实现对智能 家居设备的照
明控制
智能家电：通 过智能家电技 术实现对智能 家居设备的智
语音识别技术：通过语音识 别技术，用户可以通过语音
与虚拟世界进行交互
手势识别技术：通过手势识 别技术，用户可以通过手势
与虚拟世界进行交互
眼动追踪技术：通过眼动追 踪技术，用户可以通过眼睛
与虚拟世界进行交互
06
人机接口技术的发展趋 势与展望
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04
人机接口技术 的实现方法
02
人机接口技术 概述
05
人机接口技术 的应用案例
03
人机接口技术 的基本原理
06
人机接口技术 的发展趋势与 展望
01 添加章节标题
02 人机接口技术概述
人机接口技术的定义
人机接口技术是指人与计算机或其他设备之间的信息交换方式 包括输入设备和输出设备，如键盘、鼠标、显示器等 人机接口技术旨在提高人机交互的效率和舒适度 人机接口技术的发展与计算机技术的发展密切相关
手术机器人：如达芬奇手术机器人， 可以辅助医生进行高精度手术，提 高手术成功率
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远程医疗：通过人机接口技术，医 生可以远程为患者进行诊断和治疗， 提高医疗资源的利用率
康复训练：通过人机接口技术，可 以帮助患者进行康复训练，提高康 复效果。
人机接口技术在工业自动化领域的应用
制
智能监控：通 过智能监控技 术实现对智能 家居设备的安
全监控
智能照明：通 过智能照明技 术实现对智能 家居设备的照
明控制
智能家电：通 过智能家电技 术实现对智能 家居设备的智
微机原理与接口技术PPT教学课件
二、存储器容量
存储容量是衡量微型计算机中存储能力的 一个指标，它包括内存容量和外存容量。内存 容量分最大容量和装机容量，外存容量是指磁 盘机和光盘机等容量。
③ 各种服务性程序，如机器的调试、故障检查和 诊断程序、杀毒程序等。
④ 各种数据库管理系统，如SQL Sever、Oracle、 Foxpro等。
2020/12/11
13
1.1 微型计算机及其特点
应用软件是用来为用户解决某种应用问题 的程序及相关的文件和资料。常见应用软件主 要有以下几种: ① 用于科学计算方面的数学计算软件包、统计软 件包。 ② 文字ห้องสมุดไป่ตู้理软件包（如WPS、Office ）。 ③ 图像处理软件包（如Photoshop、动画处理软 件3DS MAX）。 ④ 各种财务管理软件、税务管理软件、工业控制 软件、辅助教育等 。
一、微型计算机系统
微型计算机系统由硬件（Hardware）系统和 软件（Software）系统两大部分组成。
硬件系统是指微机的物理实体，由电子部件 和机电装置组成，包括主机箱内的MPU、RAM、 ROM、I/O接口、系统总线及控制电路、外围硬 件设备等。
具体由五大功能部件组成，即：运算器、控 制器、存储器、输入设备和输出设备。其中运算 器和控制器统称为微处理器（MPU）或中央处理 器（Contol Processing Unit，CPU）。
通过本章学习内容，会对微型计算 机概况有一个较全面的了解，为后续 内容的学习指明方向。
2020/12/11
3
1.1 微型计算机及其特点
1.1.1 微型计算机系统简介
一、微型计算机系统
微型计算机系统简称为MCS（micro computer system），它以微型计算机为核心， 再配备以相应的外围设备、辅助电路和电源 （统称硬件）及指挥微型计算机工作的系统软 件，便构成了一个完整的系统。
存储容量是衡量微型计算机中存储能力的 一个指标，它包括内存容量和外存容量。内存 容量分最大容量和装机容量，外存容量是指磁 盘机和光盘机等容量。
③ 各种服务性程序，如机器的调试、故障检查和 诊断程序、杀毒程序等。
④ 各种数据库管理系统，如SQL Sever、Oracle、 Foxpro等。
2020/12/11
13
1.1 微型计算机及其特点
应用软件是用来为用户解决某种应用问题 的程序及相关的文件和资料。常见应用软件主 要有以下几种: ① 用于科学计算方面的数学计算软件包、统计软 件包。 ② 文字ห้องสมุดไป่ตู้理软件包（如WPS、Office ）。 ③ 图像处理软件包（如Photoshop、动画处理软 件3DS MAX）。 ④ 各种财务管理软件、税务管理软件、工业控制 软件、辅助教育等 。
一、微型计算机系统
微型计算机系统由硬件（Hardware）系统和 软件（Software）系统两大部分组成。
硬件系统是指微机的物理实体，由电子部件 和机电装置组成，包括主机箱内的MPU、RAM、 ROM、I/O接口、系统总线及控制电路、外围硬 件设备等。
具体由五大功能部件组成，即：运算器、控 制器、存储器、输入设备和输出设备。其中运算 器和控制器统称为微处理器（MPU）或中央处理 器（Contol Processing Unit，CPU）。
通过本章学习内容，会对微型计算 机概况有一个较全面的了解，为后续 内容的学习指明方向。
2020/12/11
3
1.1 微型计算机及其特点
1.1.1 微型计算机系统简介
一、微型计算机系统
微型计算机系统简称为MCS（micro computer system），它以微型计算机为核心， 再配备以相应的外围设备、辅助电路和电源 （统称硬件）及指挥微型计算机工作的系统软 件，便构成了一个完整的系统。
微机原理及接口技术参考PPT
IN AL，DX
；读数据
MOV [SI]，AL
MOV DX，8002H
MOV AL，00H
OUT DX，AL
INC SI ；存放数据的内存地址加1
INC BL ；通道地址加1
MOV AL，BL OUT DX，AL ；送通道地址 MOV DX，8002H
DEC BH JNZ GOON POP AX
MOV AL，01H
•14
9.3 A/D转换器ADC0809及应用
➢ 采样：对连续变化的模拟量要按一定的规律和周期取出其 中的某一瞬时值。
➢ 采样频率：一般要高于或至少等于输入信号最高频率的2 倍，实际应用中采样频率一般是信号频率的4~8倍。
➢ 采样周期：相邻两次采样的间隔时间。一次A/D转换所需 要的时间必须小于采样周期。
•10
➢ 应用举例：利用D/A 转换器来构造波形发生器，如图所 示。假设地址译码输出端口为360H。
图９.8 采用DAC0832 构造的波形发生器
•11
(1) 矩形波。给DAC0832 持续256 次送数据0，然后256 次送 数据FFH，依次重复处理。输出矩形波的程序段如下：
MOV DX，360H ；设定地址译码输出端口 DD0： MOV CX，0FFH
2
多2
N位
路
电
二进制数
… …
模
阻
拟
网
开
络
N
关N
运算 放大器
图9.2 D/A转换器框图
模拟电压输出
•3
1. 加权电阻网络D/A转换器的工作原理
VREF
K1
R1
K2
R2
K3
R3
Kn
Rn
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2020/6/16
12.1
检测电路检测有无键按下，并将检测信号送至8048 的T1脚。 若有键按下，此时计数器的低7位的值为键 扫描码，计数器最高位输出为0，8位键扫描码经P22 串行输出。由DATA线以异步串行方式，将按键的扫 描码送至键盘接口，在扫描码输出的同时， P20输出 时钟信号。
8048最多可存20个键扫描码，P11、P10分别用于 请求输入和命令输入。当键按下时，键盘向接口发送 的是1字节的扫描码。 当键抬起时，键盘向接口发送 的断开的扫描码是2字节，也就是在接通扫描码前，再 加F0字节。
2020/6/16
2020/6/16
12.1
如何识别按键？
12.1
逐行扫描法
初始状态下，所有行线均为高电平。 扫描开始后，先给第0行赋值为低电平（即扫描第0 行），然后检查各列信号电平，若该行上有键按下， 则对应列与该行接通，对应列将变成低电平。 若未发现低电平的列，即说明该行没有按键按下， 则继续扫描下一行。 如此循环扫描下去，若有按键按下，总可以发现其 所对应的行号和列号。
2020/6/16
12.1
PC系列键盘主要由8048单片机、 译码器和16行×8 列的键开关阵列三部分组成。
45r
… …
16×8 键盘 阵列
Y0 4/16 译 码 器 选通
Y1 5
…
析测器
X0 3/8 译
X7
码 器
2020/6/16
VC C VDD VSS INT
EA X1
RES P2 1
P1 0
X2 8048
P2 0 DB6～ 3
P2 2
P1 1 DB2～ 0
T1
双向时钟(CLOCK)
13 4 25
5V 双向数据(DATA)
12.1
8048单片机承担了键盘扫描、消抖并生成键扫描码、 对扫描码进行并串转换，并将串行的键扫描码和时钟 送到主机。
单片机中的计数器用于定时工作方式，每96 μs计数 器增1。 P20输出一个选通信号时，则行、列译码电 路开始工作。8位计数器的b6～b3位和b2～b0位， 经DB总线送至键盘阵列的行扫描、 列扫描译码电路， 进行行列扫描。
计算机系统通过两个中断与键盘发生联系: 一个 是硬件中断09H，另一个是软中断16H。
2020/6/16
2．非编码键盘
12.1
键盘采用6×5矩阵，共有30个按键。微处理器通 过对行和列的扫描来确定是否有键按下，以及是哪 个键按下。然后将按下键的行列进行编码送处理器 处理。
键盘的按键矩阵连接并行器件 其工作的重点是如何识别按键
8 25 9
P25
NC
键扫 描码
D7～D0
INT R CPU
A S C II码
RA M
键 缓 冲 区
2020/6/16
12.1
PC键盘接口采用8042作为键盘的智能接口。Intel 8042是个有40引脚的单片微处理器，它包括8位 CPU、2 KB的ROM、 128 B的RAM、两个8位I／ O端口、一个8位定时／计数器和时钟发生器。
PC系列键盘是由单片机扫描程序，并识别按键 的当前位置，然后再向键盘接口输出该键的扫 描码。按键的识别、键值的确定以及键代码存 入键缓冲区等工作全部由软件完成。
2020/6/16
键盘的识别采用的是行列扫描法
12.1
2020/6/16
… … … …
…
… … 检测 器 键已 按
Y1 5
4 /16
译
Y1
第十二章 人机交互技术与模拟接口
12.1 人机交互技术 12.2 D/A转换与DAC0832 12.3 A/D转换与ADC0809
2020/6/16
1．PC机的编码键盘
12.1
PC系列微机的键盘是计算机系统的标准输入 设备，它由排列成矩阵形式的按键组成。
按键开关均为无触点的电容开关。它通过按键 的上下动作，使电容量发生变化，来检测按键的 断开与接通。
2020/6/16
12.1
假设计数器初值为0， 则行译码Y0为高电平， 经反向为低电平。此时，随着计数器的步进，列 扫描驱动线也随之步进1列，依次检查X0～X7这 8列有无键按下。如果无键按下， 经过8个时钟 之后，行译码Y1成为低电平，则检查Y1行的 X0～X7这8列有无键按下。
重复上述过程。一旦发现有键按下，检测器便 有信号输出，此时，计数器的值即为键扫描码的 值。
线路反向法
2020/6/16
二次扫描法
扫描按键注意的问题：
12.1
1）消除抖动 硬件消抖和软件消抖
MC14490六路消抖电路；软件延时消除抖动
2）多键值输入和串键
2020/6/16
3．非编码矩阵键盘接口系统的设计
12.1
1）设计硬件接口电路
确定按键个数、硬件接口器件。如可以采用接 口芯片8255来实现，也可以采用锁存器行输出， 三态门列输入。
码 器
计 数
器 Y0
X7
3/8 译
码 X0 器
行列扫描法工作过程：
12.1
7位计数器处于定时工作方式， 每96 μs加1。计数 器输出分别送至两个译码器（行译码和列译码），高 4位译码形成Y0～Y15共16行扫描驱动线；低3位译 码形成X0～X7共8列扫描驱动线。由于计数器的特 点，列扫描驱动线随着时钟而步进1列；行扫描驱动 线是经过8个时钟而步进1行。
2020/6/16
PC键盘接口安装在系统板上，通过五芯插头 12.1
座与键盘相连：
＋ 5V
IO R IO W 片选
A2
RESET 1
PCLK
1
PCLK
1
13 42 5
＋ 5V
键盘 时钟
键盘 数据 1 1
VC C VD D SS PROG
VSS EA
P 1 3 ～P 1 0 P14 P15 P16 P17
2）确定键值表 键的行列坐标 查表值=（FFH－行号）×16＋列值
2020/6/16
2020/6/16
3）编写键盘扫描程序
12.1
扫描过程的基本思想：
CPU进入键盘扫描程序，使所有各行赋值为低电 平，判断是否有键按下，若有，则列值肯定不是 1FH，若没有，则本次扫描结束。若有键按下， 则进一步判断是哪一个键按下，首先延时20ms消 除抖动，然后使各行依次变为低电平进行逐行扫 描，确定按下的键是在哪一行上并读出此时的列 值，计算查表值，查键值表即可获得按下键的键 值。
NC REM SEL 跨接 器开 关 显示 器类 型开 关 键盘 锁定 开关
RD
WR
SYN C
NC
CS A0
P20
8 04 2
P21 P22
RC 系统 复位
A 20 选 通 NC
RESET
XT ALT1 XT ALT2
P23
NC
输出 缓冲
器满
T E S T0 T E S T1
P27 P26
P24 IRQ 1
12.1
检测电路检测有无键按下，并将检测信号送至8048 的T1脚。 若有键按下，此时计数器的低7位的值为键 扫描码，计数器最高位输出为0，8位键扫描码经P22 串行输出。由DATA线以异步串行方式，将按键的扫 描码送至键盘接口，在扫描码输出的同时， P20输出 时钟信号。
8048最多可存20个键扫描码，P11、P10分别用于 请求输入和命令输入。当键按下时，键盘向接口发送 的是1字节的扫描码。 当键抬起时，键盘向接口发送 的断开的扫描码是2字节，也就是在接通扫描码前，再 加F0字节。
2020/6/16
2020/6/16
12.1
如何识别按键？
12.1
逐行扫描法
初始状态下，所有行线均为高电平。 扫描开始后，先给第0行赋值为低电平（即扫描第0 行），然后检查各列信号电平，若该行上有键按下， 则对应列与该行接通，对应列将变成低电平。 若未发现低电平的列，即说明该行没有按键按下， 则继续扫描下一行。 如此循环扫描下去，若有按键按下，总可以发现其 所对应的行号和列号。
2020/6/16
12.1
PC系列键盘主要由8048单片机、 译码器和16行×8 列的键开关阵列三部分组成。
45r
… …
16×8 键盘 阵列
Y0 4/16 译 码 器 选通
Y1 5
…
析测器
X0 3/8 译
X7
码 器
2020/6/16
VC C VDD VSS INT
EA X1
RES P2 1
P1 0
X2 8048
P2 0 DB6～ 3
P2 2
P1 1 DB2～ 0
T1
双向时钟(CLOCK)
13 4 25
5V 双向数据(DATA)
12.1
8048单片机承担了键盘扫描、消抖并生成键扫描码、 对扫描码进行并串转换，并将串行的键扫描码和时钟 送到主机。
单片机中的计数器用于定时工作方式，每96 μs计数 器增1。 P20输出一个选通信号时，则行、列译码电 路开始工作。8位计数器的b6～b3位和b2～b0位， 经DB总线送至键盘阵列的行扫描、 列扫描译码电路， 进行行列扫描。
计算机系统通过两个中断与键盘发生联系: 一个 是硬件中断09H，另一个是软中断16H。
2020/6/16
2．非编码键盘
12.1
键盘采用6×5矩阵，共有30个按键。微处理器通 过对行和列的扫描来确定是否有键按下，以及是哪 个键按下。然后将按下键的行列进行编码送处理器 处理。
键盘的按键矩阵连接并行器件 其工作的重点是如何识别按键
8 25 9
P25
NC
键扫 描码
D7～D0
INT R CPU
A S C II码
RA M
键 缓 冲 区
2020/6/16
12.1
PC键盘接口采用8042作为键盘的智能接口。Intel 8042是个有40引脚的单片微处理器，它包括8位 CPU、2 KB的ROM、 128 B的RAM、两个8位I／ O端口、一个8位定时／计数器和时钟发生器。
PC系列键盘是由单片机扫描程序，并识别按键 的当前位置，然后再向键盘接口输出该键的扫 描码。按键的识别、键值的确定以及键代码存 入键缓冲区等工作全部由软件完成。
2020/6/16
键盘的识别采用的是行列扫描法
12.1
2020/6/16
… … … …
…
… … 检测 器 键已 按
Y1 5
4 /16
译
Y1
第十二章 人机交互技术与模拟接口
12.1 人机交互技术 12.2 D/A转换与DAC0832 12.3 A/D转换与ADC0809
2020/6/16
1．PC机的编码键盘
12.1
PC系列微机的键盘是计算机系统的标准输入 设备，它由排列成矩阵形式的按键组成。
按键开关均为无触点的电容开关。它通过按键 的上下动作，使电容量发生变化，来检测按键的 断开与接通。
2020/6/16
12.1
假设计数器初值为0， 则行译码Y0为高电平， 经反向为低电平。此时，随着计数器的步进，列 扫描驱动线也随之步进1列，依次检查X0～X7这 8列有无键按下。如果无键按下， 经过8个时钟 之后，行译码Y1成为低电平，则检查Y1行的 X0～X7这8列有无键按下。
重复上述过程。一旦发现有键按下，检测器便 有信号输出，此时，计数器的值即为键扫描码的 值。
线路反向法
2020/6/16
二次扫描法
扫描按键注意的问题：
12.1
1）消除抖动 硬件消抖和软件消抖
MC14490六路消抖电路；软件延时消除抖动
2）多键值输入和串键
2020/6/16
3．非编码矩阵键盘接口系统的设计
12.1
1）设计硬件接口电路
确定按键个数、硬件接口器件。如可以采用接 口芯片8255来实现，也可以采用锁存器行输出， 三态门列输入。
码 器
计 数
器 Y0
X7
3/8 译
码 X0 器
行列扫描法工作过程：
12.1
7位计数器处于定时工作方式， 每96 μs加1。计数 器输出分别送至两个译码器（行译码和列译码），高 4位译码形成Y0～Y15共16行扫描驱动线；低3位译 码形成X0～X7共8列扫描驱动线。由于计数器的特 点，列扫描驱动线随着时钟而步进1列；行扫描驱动 线是经过8个时钟而步进1行。
2020/6/16
PC键盘接口安装在系统板上，通过五芯插头 12.1
座与键盘相连：
＋ 5V
IO R IO W 片选
A2
RESET 1
PCLK
1
PCLK
1
13 42 5
＋ 5V
键盘 时钟
键盘 数据 1 1
VC C VD D SS PROG
VSS EA
P 1 3 ～P 1 0 P14 P15 P16 P17
2）确定键值表 键的行列坐标 查表值=（FFH－行号）×16＋列值
2020/6/16
2020/6/16
3）编写键盘扫描程序
12.1
扫描过程的基本思想：
CPU进入键盘扫描程序，使所有各行赋值为低电 平，判断是否有键按下，若有，则列值肯定不是 1FH，若没有，则本次扫描结束。若有键按下， 则进一步判断是哪一个键按下，首先延时20ms消 除抖动，然后使各行依次变为低电平进行逐行扫 描，确定按下的键是在哪一行上并读出此时的列 值，计算查表值，查键值表即可获得按下键的键 值。
NC REM SEL 跨接 器开 关 显示 器类 型开 关 键盘 锁定 开关
RD
WR
SYN C
NC
CS A0
P20
8 04 2
P21 P22
RC 系统 复位
A 20 选 通 NC
RESET
XT ALT1 XT ALT2
P23
NC
输出 缓冲
器满
T E S T0 T E S T1
P27 P26
P24 IRQ 1