接口技术10人机接口教材.ppt

第10章 人机交互设备接口 10.1 键盘接口 键盘: 是微型计算机系统中最基本的人机对话输入设备。 键盘按键:有机械式、电容式、导电橡胶式、薄膜式等多种，但不管何种形式，其作用都是一个使电路接通与断开的开关。 1.编码键盘 键盘本身带有实现接口主要功能所必需的硬件电路。 由硬件逻辑自动提供与被按键对应的ASCII码。 2.非编码键盘 键盘只简单地提供按键开关的行列矩阵。 一、键盘接口的功能和原理 1. 接口功能 键盘接口必须具有去抖动、防串键、按键识别和键码产生 4个基本功能。 （1）去抖动 每个按键在按下或松开时，都会产生短时间的抖动。抖动的持续时间与键的质量相关，一般为5~20ms。 所谓去抖动是指在识别被按键和释放键时必须避开抖动状 态，只有处在稳定接通或稳定断开状态才能保证识别正确无误。 去抖动问题可通过软件延时或硬件滤波电路（RC滤波或RS去抖）解决。 （2）防串键 防串键是为了解决多个键同时按下或者前一按键没有释放 又有新下时产生的问题。 ①双键锁定：当检测到有两个或两个以上的键被按下时， 只把最后释放的键当作有效键，并产生相应键码。 ②N键轮回：当检测到有多个键被按下时，能根据发现它 们的顺序依次产生相应键的键码。 （3）被按键识别 ①行扫描法：该方法的基本思想是，由程序对键盘进行逐 行扫描，通过检测到的列输出的列输出状态来确定闭合键。 ②线反转法：该方法的基本思想是通过行列颠倒两次扫描 来识别闭合键。多用Z-80PIO芯片实现 （4）键码产生 一般在内存区中键立一个键盘编码表，通过查表获得被按键的键码。 2.接口原理 ①检查是否有键按下，其方法是：输出扫描码，使所有行线为0。然后读入列线状态，检查是否有列线为0。若有，则表明有行线和列线接通，意味着有键按下。 ②去抖动：当有键按下时，延时20ms左右，待抖动消失后，在稳定状态下进行被按键识别。 ③被按键识别：从第0行第0列开始，顺序对所有按键编号。通过逐行扫描确定被按键的编号。 ④产生键码：根据扫描得到的键编号查找键盘编码表，获得与被按键功能对应的键码。 例如，假定有一个34的矩阵键盘通过并行接口芯片8255A与 微机相连。8255A的A定义为输出口，与键盘行线相连；B口定 义为输入口，与键盘列线相连。接口硬件如图10.1所示。 设8255AA口地址为60H，B口地址为61H，控制寄存器地 址为63H，则实现接口有关功能的程序如下： ；8255A初始化 MOV AL,82H ；方式0，A口输出，B口输入 OUT 63H,AL ；检查是否有键按下 BEGIN： MOV AL,0 ；低电平有效 OUT 60H,AL WAIT： IN AL,61H AND AL,0FH CMP AL,0FH ；低电平有效 JZ WAIT MOV CX,7FFH ；；延时去抖动 L0：LOOP L0 ;识别被按下的键 ST：MOV BL,03H ;行数送BL MOV BH,04H ;列数送BH MOV AL,0FEH ;扫描码，0行为0 MOV CL,0FH ;列线屏蔽码送CL MOV CH,0FFH ;置键号初值为-1 L1: OUT 60H,AL ;扫描一行 ROL AL DEC BL MOV AH,AL ;修改扫描码并送AH保存 IN AL,61H AND AL,CL CMP AL,CL ;读入列线值，检查是否有列填线为0 JNZ L2 ;有列线为0时转去找该列线 ADD CH,BH ;否则，指向该行末列键号 MOV AL,AH ;取回扫描码 DEC BL JNZ L1 ;行数减1，未完成转下一行 JMP BEGIN L2: INC CH ;该列非0，检查下一列 RCR AL JC L2 ;该列非0，检查下一列 MOV AL,CH ;该列为0，键号送AL