電子醫(yī)療儀器人機(jī)接口

1、第五章第五章數(shù)字化醫(yī)療儀器人機(jī)接口數(shù)字化醫(yī)療儀器人機(jī)接口 數(shù)字化醫(yī)療儀器主要人機(jī)接口數(shù)字化醫(yī)療儀器主要人機(jī)接口 第一節(jié)第一節(jié) 鍵盤接口鍵盤接口 鍵盤與微機(jī)的接口包括硬件和軟件二部分。鍵盤與微機(jī)的接口包括硬件和軟件二部分。硬件：硬件：是指鍵盤的組織，即是指鍵盤的組織，即鍵盤結(jié)構(gòu)及與主機(jī)的連鍵盤結(jié)構(gòu)及與主機(jī)的連接方式。接方式。軟件：軟件：軟件是指對按鍵操作的識別與分析，稱為鍵軟件是指對按鍵操作的識別與分析，稱為鍵盤管理程序。盤管理程序。 雖然對不同的鍵盤組織其鍵盤管理程序存在很雖然對不同的鍵盤組織其鍵盤管理程序存在很大的差異，但任務(wù)大體可分為下列幾項(xiàng)：大的差異，但任務(wù)大體可分為下列幾項(xiàng)： (1)識

2、鍵：識鍵：判斷是否有鍵按下。若有，則進(jìn)行譯碼；判斷是否有鍵按下。若有，則進(jìn)行譯碼；若無，則等待或轉(zhuǎn)做別的工作。若無，則等待或轉(zhuǎn)做別的工作。 (2)譯鍵：譯鍵：識別出哪一個鍵被按下并求出被按下鍵的識別出哪一個鍵被按下并求出被按下鍵的鍵值。鍵值。 (3)鍵值分析：鍵值分析：根據(jù)鍵值，找出對應(yīng)處理程序的入口根據(jù)鍵值，找出對應(yīng)處理程序的入口并執(zhí)行之。并執(zhí)行之。一、鍵盤輸入基礎(chǔ)知識一、鍵盤輸入基礎(chǔ)知識（一）（一） 鍵盤的組織鍵盤的組織1. 1. 編碼式鍵盤編碼式鍵盤 鍵和專用鍵盤編碼器構(gòu)成鍵和專用鍵盤編碼器構(gòu)成. 有鍵按下有鍵按下,自動生成鍵值。自動生成鍵值。例如例如: mm5740aa芯片芯片; in

3、tel 8279等。等。2. 2. 非編碼式鍵盤非編碼式鍵盤 不含編碼器不含編碼器,鍵盤只送出一個簡單的閉合信號鍵盤只送出一個簡單的閉合信號,對應(yīng)的鍵值對應(yīng)的鍵值需有軟件來譯出。需有軟件來譯出。顯然，非編碼鍵盤的軟件是比較復(fù)雜的，并且要占用較顯然，非編碼鍵盤的軟件是比較復(fù)雜的，并且要占用較多的多的cpu時(shí)間，這是非編碼鍵盤的不足之處。但非編碼鍵盤時(shí)間，這是非編碼鍵盤的不足之處。但非編碼鍵盤可以任意組合、成本低、使用靈活，可以任意組合、成本低、使用靈活，因而數(shù)字化醫(yī)療儀器大因而數(shù)字化醫(yī)療儀器大多采用非編碼式鍵盤。多采用非編碼式鍵盤。 非編碼鍵盤按照與主機(jī)連接方式的不同：非編碼鍵盤按照與主機(jī)連接方

4、式的不同：有獨(dú)立式鍵盤有獨(dú)立式鍵盤和矩陣式鍵盤之分。和矩陣式鍵盤之分。 1)1)獨(dú)立式鍵盤獨(dú)立式鍵盤 如圖如圖 1(a)1(a)特點(diǎn)特點(diǎn): 一鍵一線一鍵一線. 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): 結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)簡單,鍵容易識別。鍵容易識別。缺點(diǎn)缺點(diǎn): 占用較多檢測線，占用較多檢測線， 不便組成大型鍵盤。不便組成大型鍵盤。s0s1s2s3rrrr+5vr=5kd0d1d2d3圖1（a）2)2)矩陣式鍵盤矩陣式鍵盤 如圖如圖1(b)1(b)特點(diǎn)特點(diǎn): 把檢測線分成二組，把檢測線分成二組，一組為行線，另一組為列一組為行線，另一組為列線，按鍵放在行線和列線線，按鍵放在行線和列線的交叉點(diǎn)上。的交叉點(diǎn)上。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): 鍵盤規(guī)模可擴(kuò)大

5、。鍵盤規(guī)?？蓴U(kuò)大。缺點(diǎn)缺點(diǎn): 鍵盤分析程序較復(fù)雜。鍵盤分析程序較復(fù)雜。rrrr+5vx0x1x2x3y0y1y2y3r=5k圖1（b）（二）鍵盤的工作方式（二）鍵盤的工作方式（三）鍵抖動及消除（三）鍵抖動及消除 鍵抖動可能導(dǎo)致計(jì)算機(jī)將按鍵操作識別為多次操鍵抖動可能導(dǎo)致計(jì)算機(jī)將按鍵操作識別為多次操作作.可采取以下措施可采取以下措施:(010) ms(50200) ms(010) ms鍵抖動現(xiàn)象鍵抖動現(xiàn)象圖2(2) (2) 軟件延時(shí)法軟件延時(shí)法當(dāng)判定按鍵按下時(shí)當(dāng)判定按鍵按下時(shí),用軟件用軟件延時(shí)延時(shí)10ms20ms,等待鍵穩(wěn)等待鍵穩(wěn)定后重新再判一次定后重新再判一次,以躲過觸點(diǎn)抖動期。以躲過觸點(diǎn)抖動期

6、。(1) (1) 硬件電路消除法硬件電路消除法 rrr=5ks輸出&5v圖3（四）（四） 鍵連擊的處理鍵連擊的處理 圖圖 4 4 當(dāng)我們按下某鍵時(shí)，對應(yīng)的功能便會通過鍵當(dāng)我們按下某鍵時(shí)，對應(yīng)的功能便會通過鍵盤分析程序得以執(zhí)行。如果在操作者釋放鍵之前，盤分析程序得以執(zhí)行。如果在操作者釋放鍵之前，對應(yīng)的功能得以多次執(zhí)行，如同操作者在連續(xù)不對應(yīng)的功能得以多次執(zhí)行，如同操作者在連續(xù)不斷操作該鍵一樣，這種現(xiàn)象就稱為連擊。斷操作該鍵一樣，這種現(xiàn)象就稱為連擊。 讀讀 鍵鍵延時(shí)去抖延時(shí)去抖執(zhí)行執(zhí)行等鍵釋放等鍵釋放讀讀 鍵鍵延時(shí)去延時(shí)去抖抖執(zhí)行執(zhí)行延時(shí)延時(shí)（a）（b）鍵連擊現(xiàn)象的克服及合理運(yùn)用鍵連擊現(xiàn)象

7、的克服及合理運(yùn)用圖4二、獨(dú)立式鍵盤接口方法二、獨(dú)立式鍵盤接口方法1.1.查詢方式查詢方式 圖圖5 硬件接口硬件接口; 圖圖6 軟件流程圖軟件流程圖+5v 8031s0s1s2rrrr=10kp1.0p1.1p1.2圖5圖62.2.中斷方式中斷方式 用中斷方式處理用中斷方式處理8只按鍵電路只按鍵電路圖7org 0000h ajmp main ；上電后轉(zhuǎn)主程序；上電后轉(zhuǎn)主程序 org 0003h ；外部中斷；外部中斷0入口入口 ajmp keyjmp ；指向中斷服務(wù)程序；指向中斷服務(wù)程序org 0100h main： setb it0 ；選擇邊沿觸發(fā)方式；選擇邊沿觸發(fā)方式 setb ex0 ；允許

8、外部中斷；允許外部中斷0 setb ea ；允許；允許cpu中斷中斷mov dptr，#0ef00h ；送；送8155命令口地址命令口地址 mov a，#02h ；置；置a口為輸入口口為輸入口 movx dptr，a ；控制字寫入；控制字寫入 here： ajmp here ；模擬主程序；模擬主程序 org 0120h ；中斷服務(wù)程序；中斷服務(wù)程序 keyjmp：mov r3，#08h ；設(shè)循環(huán)次數(shù)；設(shè)循環(huán)次數(shù) mov dptr，#0ef01h ；送；送a口地址口地址 mov r4，#00h ；計(jì)數(shù)器清零；計(jì)數(shù)器清零 movx a，dptr ；讀入按鍵狀態(tài)；讀入按鍵狀態(tài) keyadl： rrc

9、 a ；狀態(tài)字右移一位；狀態(tài)字右移一位jnc keyad2 ；c=0，轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)keyad2 inc r4 ；計(jì)數(shù)器加；計(jì)數(shù)器加1 djnz r3，keyadlkeyret： retikeyad2：mov dptr，#jmptbl mov a，r4 rl a jmp a+dptr ；轉(zhuǎn)相應(yīng)功能處理；轉(zhuǎn)相應(yīng)功能處理jmptbl：ajmp sb0 ajmp sbl ajmp sb2 ajmp sb3 ajmp sb4 ajmp sb5 ajmp sb6 ajmp sb7 三、矩陣式鍵盤接口方法三、矩陣式鍵盤接口方法 當(dāng)采用矩陣式鍵盤時(shí)，為了編程方便，應(yīng)當(dāng)采用矩陣式鍵盤時(shí)，為了編程方便，應(yīng)將矩陣鍵盤中的

10、每一個鍵按一定的順序編號，將矩陣鍵盤中的每一個鍵按一定的順序編號，這種按順序排列的編號這種按順序排列的編號叫順序碼，也稱鍵值叫順序碼，也稱鍵值。為了求得矩陣式鍵盤中被按下鍵的鍵值，常用為了求得矩陣式鍵盤中被按下鍵的鍵值，常用的方法有的方法有行掃描法和線路反轉(zhuǎn)法行掃描法和線路反轉(zhuǎn)法。 本節(jié)介紹兩種鍵盤接口電路及控制軟件。本節(jié)介紹兩種鍵盤接口電路及控制軟件。一種是采用編程掃描工作方式的行掃描法來識一種是采用編程掃描工作方式的行掃描法來識別鍵值，另一種是采用中斷工作方式的線路反別鍵值，另一種是采用中斷工作方式的線路反轉(zhuǎn)法來識別鍵值。轉(zhuǎn)法來識別鍵值。 （一）行掃描法（一）行掃描法步驟步驟:1.判是否有

11、鍵按下判是否有鍵按下(沒有鍵按下，讀入值為沒有鍵按下，讀入值為ffh )。2.若有鍵按下若有鍵按下,消除鍵抖動消除鍵抖動(延時(shí)延時(shí)10ms ),再判是否有鍵按下。再判是否有鍵按下。3.若確定有鍵按下若確定有鍵按下,則求出按下鍵的鍵值。則求出按下鍵的鍵值。 鍵值鍵值= 行值行值+ 列值列值4. 為保證按鍵每閉合一次為保證按鍵每閉合一次,cpu只作一次處理只作一次處理,程序需等閉合程序需等閉合 的鍵釋放后再對其處理。的鍵釋放后再對其處理。ram/io 擴(kuò)展器擴(kuò)展器 8155結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu):1. 256bits的靜態(tài)的靜態(tài)ram; 2. 二個可編程的二個可編程的8位并行位并行i/o 口口pa,pb;3.一

12、個可編程的一個可編程的6位并行位并行i/o口口 pc ;4.一個可編程的一個可編程的14位減法計(jì)數(shù)器位減法計(jì)數(shù)器tc.圖83210765489abcdef 8031p1.0p1.1p1.2p1.3p1.4p1.5p1.6p1.7（二）線路反轉(zhuǎn)法原理（二）線路反轉(zhuǎn)法原理圖9線路反轉(zhuǎn)法的原理線路反轉(zhuǎn)法的原理 （1）先從先從p1的的高四位輸出高四位輸出“0”電平，從電平，從p1的的低四低四位讀鍵盤位讀鍵盤狀態(tài)，設(shè)圖中狀態(tài)，設(shè)圖中e鍵被按下，從鍵被按下，從p1的低四位的低四位輸入為輸入為1101， “0”對應(yīng)按鍵代表的對應(yīng)按鍵代表的列列。（2）線路反轉(zhuǎn)）線路反轉(zhuǎn)，p1的的低四位輸出低四位輸出“0”電平

13、，從電平，從p1高四位讀鍵盤高四位讀鍵盤狀態(tài)，從狀態(tài)，從p1高四位輸入高四位輸入0111， “0”對應(yīng)按鍵代表的對應(yīng)按鍵代表的行位置行位置。（3）數(shù)據(jù)合成特征碼）數(shù)據(jù)合成特征碼0111、1101，完全確定按鍵，完全確定按鍵位置。位置。（4）通過）通過查鍵碼轉(zhuǎn)換表查鍵碼轉(zhuǎn)換表找到對應(yīng)的找到對應(yīng)的鍵值鍵值(順序碼順序碼)。 表1第二節(jié)第二節(jié) 鍵盤分析程序鍵盤分析程序單義鍵單義鍵: 一鍵一義一鍵一義多義鍵多義鍵: 一鍵多義一鍵多義 鍵盤分析程序的任務(wù)是對鍵盤的操作做出識別并調(diào)鍵盤分析程序的任務(wù)是對鍵盤的操作做出識別并調(diào)用相應(yīng)的功能模塊完成預(yù)定的任務(wù)。用相應(yīng)的功能模塊完成預(yù)定的任務(wù)。一、直接分析法一、

14、直接分析法( (單義鍵構(gòu)成的鍵盤單義鍵構(gòu)成的鍵盤) )根據(jù)當(dāng)前按鍵的鍵值根據(jù)當(dāng)前按鍵的鍵值, 把控制直接分支到相應(yīng)處理程序的把控制直接分支到相應(yīng)處理程序的入口入口, 而無須知道在此之前的按鍵情況。而無須知道在此之前的按鍵情況。 圖圖10 、 11優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): 簡明直觀。簡明直觀。缺點(diǎn)缺點(diǎn): 命令的識別和處理程序的執(zhí)行交錯在一起命令的識別和處理程序的執(zhí)行交錯在一起,層次不清層次不清楚。楚。簡單多義鍵簡單多義鍵的分析程序仍可用直接分析法來進(jìn)行設(shè)計(jì)的分析程序仍可用直接分析法來進(jìn)行設(shè)計(jì),不不過要用多張轉(zhuǎn)換表。圖過要用多張轉(zhuǎn)換表。圖 12圖10圖11圖12二、狀態(tài)分析法二、狀態(tài)分析法 將鍵盤分析程序作為時(shí)

15、序系統(tǒng)，當(dāng)條件改變將鍵盤分析程序作為時(shí)序系統(tǒng)，當(dāng)條件改變后，它的狀態(tài)可以發(fā)生變遷。后，它的狀態(tài)可以發(fā)生變遷。 當(dāng)一個按鍵按下時(shí)，分析程序?qū)⒏鶕?jù)它的當(dāng)一個按鍵按下時(shí)，分析程序?qū)⒏鶕?jù)它的現(xiàn)行狀態(tài)和輸入條件，決定產(chǎn)生何種相應(yīng)動作現(xiàn)行狀態(tài)和輸入條件，決定產(chǎn)生何種相應(yīng)動作以及變遷到哪一個新狀態(tài)。以及變遷到哪一個新狀態(tài)。 在不同的狀態(tài)下，同一按鍵會具有不同的在不同的狀態(tài)下，同一按鍵會具有不同的含義。引入狀態(tài)概念后，只需在存儲器內(nèi)開辟含義。引入狀態(tài)概念后，只需在存儲器內(nèi)開辟存儲單元存儲單元“記憶記憶”當(dāng)前狀態(tài)，就能對當(dāng)前按鍵當(dāng)前狀態(tài)，就能對當(dāng)前按鍵的含義作出正確的解釋，簡化程序設(shè)計(jì)。的含義作出正確的解釋，簡

16、化程序設(shè)計(jì)。 三、觸摸屏三、觸摸屏（一）概述（一）概述 一些醫(yī)療場所不便安裝鍵盤、鼠標(biāo)等一些醫(yī)療場所不便安裝鍵盤、鼠標(biāo)等輸入設(shè)備，同時(shí)也要讓任何人都能操作，輸入設(shè)備，同時(shí)也要讓任何人都能操作，觸摸屏就是一種理想的輸入設(shè)備觸摸屏就是一種理想的輸入設(shè)備。 （二）分類及原理（二）分類及原理 觸摸屏需收集以下信息：觸摸物觸摸屏需收集以下信息：觸摸物進(jìn)進(jìn)入入觸摸屏的觸摸屏的坐標(biāo)坐標(biāo)、觸摸物在觸摸屏上、觸摸物在觸摸屏上移移動動的的新坐標(biāo)新坐標(biāo)、觸摸物、觸摸物離開離開觸摸屏的觸摸屏的坐標(biāo)坐標(biāo)、是否是否有東西有東西觸摸觸摸等等 1.紅外線觸摸屏（以紅外線檢測技術(shù)為基紅外線觸摸屏（以紅外線檢測技術(shù)為基礎(chǔ)）礎(chǔ)）原

17、理：原理：物體進(jìn)入檢測區(qū)，物體進(jìn)入檢測區(qū)，遮擋遮擋住若干條住若干條紅紅外光柵外光柵，紅外接收管輸出的信號就會發(fā)，紅外接收管輸出的信號就會發(fā)生變化，從而檢測出觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)和觸生變化，從而檢測出觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)和觸摸屏的狀態(tài)。摸屏的狀態(tài)。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：對觸摸的物體沒有太嚴(yán)格的要求；對觸摸的物體沒有太嚴(yán)格的要求；觸摸物只要進(jìn)入紅外檢測區(qū)域即可；觸摸觸摸物只要進(jìn)入紅外檢測區(qū)域即可；觸摸屏不易損壞，壽命較長，成本也較低。屏不易損壞，壽命較長，成本也較低。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：外界光線變化會影響其準(zhǔn)確度；外界光線變化會影響其準(zhǔn)確度； 不防水，不防污穢，易導(dǎo)致誤差。不防水，不防污穢，易導(dǎo)致誤差。2電阻式觸摸屏（壓力感應(yīng)式電

18、阻式觸摸屏（壓力感應(yīng)式 ）原理：原理：外層外層oti（氧化銦（氧化銦 ）作導(dǎo)電體，第二層）作導(dǎo)電體，第二層oti附上電壓場，層間以細(xì)小的透明隔離點(diǎn)附上電壓場，層間以細(xì)小的透明隔離點(diǎn)隔開。平時(shí)這些隔離點(diǎn)的電阻近似相同，當(dāng)隔開。平時(shí)這些隔離點(diǎn)的電阻近似相同，當(dāng)手指手指接觸接觸屏幕，兩層導(dǎo)電層出現(xiàn)一個屏幕，兩層導(dǎo)電層出現(xiàn)一個接觸接觸點(diǎn)，點(diǎn)，該點(diǎn)該點(diǎn)電阻電阻發(fā)生發(fā)生變化變化，便可以計(jì)算出觸摸的位，便可以計(jì)算出觸摸的位置。置。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：不受塵埃、水、污穢影響不受塵埃、水、污穢影響 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：觸摸屏的壽命不長久觸摸屏的壽命不長久3電容式觸摸屏電容式觸摸屏 電容式觸摸屏是在玻璃表面貼上一層透明的特殊金

19、電容式觸摸屏是在玻璃表面貼上一層透明的特殊金屬導(dǎo)電物質(zhì)。當(dāng)手指觸摸在金屬層上時(shí)，觸點(diǎn)的電屬導(dǎo)電物質(zhì)。當(dāng)手指觸摸在金屬層上時(shí)，觸點(diǎn)的電容就會發(fā)生變化，使得與之相連的振蕩器頻率發(fā)生容就會發(fā)生變化，使得與之相連的振蕩器頻率發(fā)生變化，通過測量頻率變化可以確定觸摸位置獲得信變化，通過測量頻率變化可以確定觸摸位置獲得信息。息。v優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：電容觸摸屏的雙玻璃不但能保護(hù)導(dǎo)體及感應(yīng)電容觸摸屏的雙玻璃不但能保護(hù)導(dǎo)體及感應(yīng)器，更有效地防止外在環(huán)境因素對觸摸屏造成影響，器，更有效地防止外在環(huán)境因素對觸摸屏造成影響，就算屏幕沾有污穢、塵?；蛴蜐n，電容式觸摸屏依就算屏幕沾有污穢、塵?；蛴蜐n，電容式觸摸屏依然能準(zhǔn)確算出觸

20、摸位置。然能準(zhǔn)確算出觸摸位置。 v缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：由于電容隨溫度、濕度或接地情況的不同而由于電容隨溫度、濕度或接地情況的不同而變化，故其穩(wěn)定性較差，往往會產(chǎn)生漂移現(xiàn)象。變化，故其穩(wěn)定性較差，往往會產(chǎn)生漂移現(xiàn)象。 v電容屏反光嚴(yán)重，而且，電容技術(shù)的四層復(fù)合觸摸電容屏反光嚴(yán)重，而且，電容技術(shù)的四層復(fù)合觸摸屏對各波長光的透光率不均勻，存在色彩失真的問屏對各波長光的透光率不均勻，存在色彩失真的問題，由于光線在各層間的反射，還造成圖像字符的題，由于光線在各層間的反射，還造成圖像字符的模糊。模糊。 4聲表面波式觸摸屏聲表面波式觸摸屏v由觸摸屏、聲波發(fā)生器、反射器和聲波接收器組成。v聲波發(fā)生器發(fā)出聲波在觸摸屏表

21、面?zhèn)鬟f，經(jīng)反射器傳遞給聲波接收器，聲波轉(zhuǎn)換成電信號送給主機(jī)。v聲表面波式觸摸屏效果比較好，應(yīng)用比較廣泛。v在屏幕大小相同的情況下在屏幕大小相同的情況下,紅外線觸摸屏紅外線觸摸屏價(jià)格最低且價(jià)格最低且安裝最方便安裝最方便;電阻和電容式觸摸屏電阻和電容式觸摸屏性能相差不大性能相差不大,同同屬中檔屬中檔,價(jià)格也差不多價(jià)格也差不多,電容式觸摸屏總體效果要好電容式觸摸屏總體效果要好些些;聲表面波觸摸屏聲表面波觸摸屏的價(jià)格最貴，當(dāng)然性能也最好。的價(jià)格最貴，當(dāng)然性能也最好。 第三節(jié)第三節(jié) ledled顯示及接口顯示及接口一、一、ledled顯示原理顯示原理led-發(fā)光二極管發(fā)光二極管. led的正向壓降的正向

22、壓降: 1.2v 2.6v。 工作電流工作電流: 5ma 20ma。適合于脈沖工作狀態(tài)適合于脈沖工作狀態(tài), 電路須串聯(lián)適當(dāng)?shù)南蘖麟娐讽毚?lián)適當(dāng)?shù)南蘖麟娮桦娮?led顯示器的類型顯示器的類型: 單個、七段和點(diǎn)陣式。單個、七段和點(diǎn)陣式。（一）單個（一）單個ledled顯示器顯示器常用于儀器的狀態(tài)顯示之用常用于儀器的狀態(tài)顯示之用. 圖圖13cs iowd0774ls374clkd0d7q0.q7+5vled單個單個ledled顯示器的接口電路顯示器的接口電路圖13 將數(shù)個將數(shù)個led組成一個陣列，并封裝于一個標(biāo)組成一個陣列，并封裝于一個標(biāo)準(zhǔn)的外殼中。七段準(zhǔn)的外殼中。七段led顯示器有顯示器有共陽極共

23、陽極和和共陰極共陰極兩種結(jié)構(gòu)，如下圖。兩種結(jié)構(gòu)，如下圖。 可用于顯示可用于顯示09數(shù)字和多種數(shù)字和多種字母。字母。 （二）七段（二）七段ledled顯示器顯示器 10 9 8 7 6g f k a b e d k c dpk+5vabfecgdabcdefgdpkabcdefgdp圖14圖15圖16為了顯示某個數(shù)或字母，須點(diǎn)亮對應(yīng)的段，則需要譯碼。為了顯示某個數(shù)或字母，須點(diǎn)亮對應(yīng)的段，則需要譯碼。1 1、硬件譯碼、硬件譯碼( ( 由七段譯碼由七段譯碼/ /驅(qū)動器完成驅(qū)動器完成) ) 圖圖 17計(jì)算機(jī)時(shí)間的開銷較小計(jì)算機(jī)時(shí)間的開銷較小,但硬件開支大但硬件開支大.圖172 2、軟件譯碼、軟件譯碼

24、圖圖 18、表、表 2 省略了硬件省略了硬件,其其bcd碼轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的段碼由軟件來完成碼轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的段碼由軟件來完成.圖18表2（三）點(diǎn)陣式（三）點(diǎn)陣式ledled顯示器顯示器 以點(diǎn)陣格式進(jìn)行顯示以點(diǎn)陣格式進(jìn)行顯示,顯示的字符較逼真顯示的字符較逼真,但接口電路和但接口電路和控制程序較復(fù)雜控制程序較復(fù)雜.常用常用5 7點(diǎn)陣點(diǎn)陣。 圖圖 19圖19 按顯示方式分：按顯示方式分：靜態(tài)顯示靜態(tài)顯示和和動態(tài)顯示動態(tài)顯示之分。之分。（一）靜態(tài)顯示及其接口（一）靜態(tài)顯示及其接口特點(diǎn)特點(diǎn): 每位顯示器每位顯示器都有自己的都有自己的鎖存器鎖存器, 譯碼器譯碼器(若采用軟件譯若采用軟件譯碼可省略碼可省略)和和驅(qū)動

25、器驅(qū)動器。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): 在每一位顯示輸出后能夠保持顯示不變。在每一位顯示輸出后能夠保持顯示不變。缺點(diǎn)缺點(diǎn): 當(dāng)顯示位數(shù)較多時(shí)當(dāng)顯示位數(shù)較多時(shí),占用的占用的i/o口較多口較多圖圖 20（二）動態(tài)掃描顯示及其接口（二）動態(tài)掃描顯示及其接口特點(diǎn)特點(diǎn): 微機(jī)應(yīng)微機(jī)應(yīng)定時(shí)定時(shí)對各個對各個顯示器顯示器進(jìn)行進(jìn)行掃描掃描, 顯示器件顯示器件分時(shí)分時(shí)輪流輪流工作工作, 每次只使一個每次只使一個器件顯示器件顯示。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): 使用硬件少使用硬件少,占用占用i/o口少?？谏?。缺點(diǎn)缺點(diǎn): 占用機(jī)時(shí)長占用機(jī)時(shí)長,只要不執(zhí)行顯示程序只要不執(zhí)行顯示程序,就立刻停止顯示。就立刻停止顯示。圖圖 21二、七段二、七段ledled顯示

26、及接口顯示及接口圖20圖21三、點(diǎn)陣三、點(diǎn)陣ledled顯示器顯示器圖22第四節(jié)第四節(jié) crtcrt顯示及接口顯示及接口v主要用于顯示圖形和表格主要用于顯示圖形和表格一、光柵掃描一、光柵掃描crtcrt字符顯示系統(tǒng)字符顯示系統(tǒng)（一）光柵掃描（一）光柵掃描crtcrt字符顯示原理字符顯示原理系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成:顯示顯示ram, 字符發(fā)生器字符發(fā)生器, 并并/串移位器串移位器, 混混合電路和邏輯定時(shí)電路等組成。合電路和邏輯定時(shí)電路等組成。 如如圖圖23圖23圖24顯示器的掃描方式顯示器的掃描方式（a）（b）圖24圖25顯示ram字符發(fā)生器串并移位器混合電路crt定時(shí)控制邏輯光柵掃描光柵掃描crtcr

27、t字符顯示系統(tǒng)框圖字符顯示系統(tǒng)框圖ascii碼并行點(diǎn)陣碼串行碼視頻字時(shí)鐘點(diǎn)時(shí)鐘.圖2623 1840 1841 1842 . 1981 191924 1920 1921 1922 . 1998 19991 80 81 82 158 1590 0 1 2 3 78 790 1 2 3 78 79行數(shù)列數(shù)圖27（二）雙行緩沖器工作方式（二）雙行緩沖器工作方式v作用作用:為了保證系統(tǒng)能連續(xù)工作。圖為了保證系統(tǒng)能連續(xù)工作。圖28圖28行緩沖器（行）字符計(jì)數(shù)器字符發(fā)生器點(diǎn)行計(jì)數(shù)器并入串出移位器字行計(jì)數(shù)器字時(shí)鐘點(diǎn)時(shí)鐘點(diǎn)時(shí)鐘行同步幀同步點(diǎn)行碼串行點(diǎn)陣碼ascii碼ascii碼（三）定時(shí)電路（三）定時(shí)電路vc

28、rt中各個字符顯示的位置應(yīng)與顯示中各個字符顯示的位置應(yīng)與顯示ram中字符中字符ascii碼碼的地址嚴(yán)格一一對應(yīng)的地址嚴(yán)格一一對應(yīng),這需系統(tǒng)的定時(shí)電路給予保證。這需系統(tǒng)的定時(shí)電路給予保證。圖圖29圖29（四）（四）crtcrt顯示電路的組成顯示電路的組成v典型的典型的crt控制器有控制器有 intel 8275crtc, motorola 6845 crtc。82758275組成的光柵掃描字符顯示系統(tǒng)組成的光柵掃描字符顯示系統(tǒng)dack顯示顯示dmadma(8257)crtc(8257)串并移位與定時(shí)邏輯字符發(fā)生器系統(tǒng)母線drqcclkcc06lc03視頻信號水平同步垂直同步亮度控制視頻控制圖30

29、二、光柵掃描二、光柵掃描crtcrt圖形顯示系統(tǒng)圖形顯示系統(tǒng)v顯示顯示ram中存放的是由軟件形成的圖形點(diǎn)陣中存放的是由軟件形成的圖形點(diǎn)陣,顯示顯示ram中的每個存儲單元中的每個數(shù)位都與顯示屏上的中的每個存儲單元中的每個數(shù)位都與顯示屏上的某一像素點(diǎn)一一對應(yīng)某一像素點(diǎn)一一對應(yīng). 圖圖31v圖形光柵顯示系統(tǒng)中不再需要字符發(fā)生器圖形光柵顯示系統(tǒng)中不再需要字符發(fā)生器.v原理框圖原理框圖圖圖32vcga邏輯框圖邏輯框圖圖圖330100000101000010010000110100010011001010.00110101a b c d顯示ramcrt顯示ramcrt顯示顯示ramram的內(nèi)容與顯示器顯示

30、內(nèi)容的關(guān)系的內(nèi)容與顯示器顯示內(nèi)容的關(guān)系（a） 字符顯示系統(tǒng)字符顯示系統(tǒng)（b） 圖形顯示系統(tǒng)圖形顯示系統(tǒng)25 80圖31數(shù)據(jù)緩沖器oe地址緩沖器oeoe定時(shí)與控制d0d7a0a13wecer/w顯示ram并入串出 ld clk圖形點(diǎn)陣數(shù)據(jù)串行點(diǎn)陣碼光柵掃描光柵掃描crtcrt圖形顯示系統(tǒng)原理圖圖形顯示系統(tǒng)原理圖a05(字時(shí)鐘計(jì)數(shù)碼）a613(行計(jì)數(shù)碼）d07d0a0a13d0d7111814圖32kb顯存彩色編碼crtc圖形移位字符移位rom寄存器總線字符發(fā)生器水平、垂直同步信號視頻cgacga的邏輯框圖的邏輯框圖監(jiān)視器圖33三、隨機(jī)掃描三、隨機(jī)掃描crtcrt圖形顯示系統(tǒng)圖形顯示系統(tǒng)v采用示波

31、器的采用示波器的x-y顯示原理，即分別向顯示原理，即分別向crt水平水平和垂直輸入端加以連續(xù)變化的電壓信號，通過控和垂直輸入端加以連續(xù)變化的電壓信號，通過控制電子束的偏轉(zhuǎn)便可形成連續(xù)的各種形狀的光跡。制電子束的偏轉(zhuǎn)便可形成連續(xù)的各種形狀的光跡。如果在柵極上加入適當(dāng)?shù)南[脈沖，則可構(gòu)成不如果在柵極上加入適當(dāng)?shù)南[脈沖，則可構(gòu)成不連續(xù)線條，形成各種字符和圖形。連續(xù)線條，形成各種字符和圖形。v用于顯示波形的，智能示波器采用的用于顯示波形的，智能示波器采用的crt顯示系顯示系統(tǒng)。見下頁圖：統(tǒng)。見下頁圖：數(shù)據(jù)緩沖器oe地址緩沖器oeoe定時(shí)與控制r/w顯示ramdac a (y)dac a (x)d07

32、a09wecey(t)偏轉(zhuǎn)信號x(t)偏轉(zhuǎn)信號顯示時(shí)鐘記數(shù)碼10波形數(shù)據(jù)d09d07d07a09單值函數(shù)信號波形的單值函數(shù)信號波形的crtcrt顯示系統(tǒng)顯示系統(tǒng)圖34第五節(jié)第五節(jié) lcdlcd數(shù)碼顯示技術(shù)數(shù)碼顯示技術(shù)lcd優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：耗電低，驅(qū)動電壓低，結(jié)構(gòu)空間小，有效顯耗電低，驅(qū)動電壓低，結(jié)構(gòu)空間小，有效顯示面積大、體薄物輕。示面積大、體薄物輕。一、一、lcdlcd數(shù)碼顯示數(shù)碼顯示 采用交流驅(qū)動，直流分量在采用交流驅(qū)動，直流分量在100mv以下，頻率以下，頻率50100hz，取方波效果最好。，取方波效果最好。 圖圖35 lcd35 lcd交流驅(qū)動交流驅(qū)動lcdlcd硬件譯碼驅(qū)動靜態(tài)顯示電路硬

33、件譯碼驅(qū)動靜態(tài)顯示電路圖36 為了在為了在4n07顯示器顯示器上顯示上顯示48.5數(shù)字?jǐn)?shù)字，執(zhí)，執(zhí)行如下程序：行如下程序： mov a，#85h mov dptr，#8000h movx dptr，a mov a，#0f4h inc dptr movx dptr，a mov a，#20h mov dptr，#8007h movx dptr，a自動消隱自動消隱0前綴子程序：前綴子程序： otf： mov r0，#4dh mov r1， #02h otl：mov a，r0 anl a，#0f0h jnz ot2 mov a，r0 orl a，#0f0h mov r0，a anl a，#0fh jn

34、z ot2 mov r0，#0ffh dec r0 djnz r1，otl mov 4ch，#0f0h ot2：ret圖圖3737：三線：三線lcdlcd顯示電路顯示電路7231com13 74ls 373le27256 8031wrp0alep2psena70au-8d70oextz8xtz1cs an2 bd30 a20 an1圖圖38 38 三線三線lcdlcd顯示電路結(jié)構(gòu)原理顯示電路結(jié)構(gòu)原理abfecgdan1an2( a )( b )an1an2efabcdgxyzn1com1com2com3數(shù)據(jù)口顯示存儲空間i/o 接口行計(jì)數(shù)器lcd接口方式字組顯示存貯區(qū)寄存組數(shù)據(jù)i/o緩沖器光標(biāo)

35、控制器顯示方式寄存器組內(nèi)部字存庫控制器指令口標(biāo)志lcd a0 cs rd wr d0d7 二、點(diǎn)陣式二、點(diǎn)陣式lcdlcd顯示顯示 有專用指令集，受有專用指令集，受cpu控制，產(chǎn)生驅(qū)動控制，產(chǎn)生驅(qū)動lcd的時(shí)序脈沖，的時(shí)序脈沖，控制控制lcd工作狀態(tài)，管理工作狀態(tài)，管理lcd顯示存儲區(qū)。原理示意圖如下：顯示存儲區(qū)。原理示意圖如下：圖39（1）e-1330特點(diǎn)：特點(diǎn)：可以管理可以管理64kram；功能很強(qiáng)的；功能很強(qiáng)的io緩沖器；指令豐富；發(fā)送的數(shù)據(jù)以緩沖器；指令豐富；發(fā)送的數(shù)據(jù)以4位并行方式傳輸。位并行方式傳輸。（2）e-1330引腳：引腳：與與cpu接口部分；控制部分；顯示接口部分；控制部分

36、；顯示驅(qū)動部分。驅(qū)動部分。 下表下表3為緩沖器地址表為緩沖器地址表a0rdwr功能功能001讀狀態(tài)標(biāo)志讀狀態(tài)標(biāo)志101讀顯示緩沖區(qū)和光標(biāo)地址數(shù)據(jù)讀顯示緩沖區(qū)和光標(biāo)地址數(shù)據(jù)010寫數(shù)據(jù)及參數(shù)寫數(shù)據(jù)及參數(shù)110寫指令代碼寫指令代碼（3）e-1330指令集指令集表4(4)e-1330的應(yīng)用的應(yīng)用(a)初始化設(shè)置：初始化設(shè)置：其一是控制器工作參數(shù)的設(shè)置；其二是其一是控制器工作參數(shù)的設(shè)置；其二是顯示窗口設(shè)置。顯示窗口設(shè)置。(b)顯示存儲空間的分配：顯示存儲空間的分配：把顯示把顯示ram分成四個區(qū)域。第分成四個區(qū)域。第一、二顯示存儲區(qū)為主，三、四區(qū)域?yàn)橐?、二區(qū)之補(bǔ)一、二顯示存儲區(qū)為主，三、四區(qū)域?yàn)橐弧⒍^(qū)

37、之補(bǔ)充。第二區(qū)僅為圖形顯示方式。充。第二區(qū)僅為圖形顯示方式。 (c)顯示功能設(shè)置：顯示功能設(shè)置：關(guān)顯示、開顯示無閃爍、開顯示關(guān)顯示、開顯示無閃爍、開顯示2hz閃閃爍或開顯示爍或開顯示1hz閃爍。閃爍。(d)顯示數(shù)據(jù)的輸入步驟：顯示數(shù)據(jù)的輸入步驟： 設(shè)置光標(biāo)地址指針。設(shè)置光標(biāo)地址指針。 設(shè)置光標(biāo)地址指針的移向。設(shè)置光標(biāo)地址指針的移向。 數(shù)據(jù)寫入。數(shù)據(jù)寫入。第六節(jié)第六節(jié) 打印機(jī)接口打印機(jī)接口一、一、tpup-40b/c tpup-40b/c 微型打印機(jī)及其接口微型打印機(jī)及其接口q由單片機(jī)控制的超小型智能點(diǎn)陣打印機(jī)，每行可打由單片機(jī)控制的超小型智能點(diǎn)陣打印機(jī)，每行可打印印40個個5 7點(diǎn)陣字符，可打

38、印點(diǎn)陣字符，可打印240種代碼字符，并有種代碼字符，并有繪圖功能。繪圖功能。（一）（一）tpup-40b/ctpup-40b/c微型打印機(jī)接口信號微型打印機(jī)接口信號 db0db7:單向數(shù)據(jù)傳輸線單向數(shù)據(jù)傳輸線.stb:數(shù)據(jù)選通信號數(shù)據(jù)選通信號,上升沿將上升沿將8位數(shù)據(jù)輸入打印機(jī)并被保存位數(shù)據(jù)輸入打印機(jī)并被保存.busy: “忙忙”信號信號.有效時(shí)有效時(shí),主機(jī)不得使用主機(jī)不得使用stb向打印機(jī)送數(shù)向打印機(jī)送數(shù).ack: “應(yīng)答應(yīng)答”信號信號.有效時(shí)有效時(shí),表示打印機(jī)已經(jīng)取走數(shù)據(jù)表示打印機(jī)已經(jīng)取走數(shù)據(jù). 8031 tpup-4011stbbusydb7db0p0.7p0.0rdp2.7wrtpup-40b/c tpup-40b/c 與與 mcs-51mcs-51單片機(jī)接口電路單片機(jī)接口電路（二）（二）tpup-40b/ctpup-40b/c與與mcs-51mcs-51單片機(jī)接口單片機(jī)接口圖40mov dptr,