計算機測控設(shè)計與編程實現(xiàn)課件

1、計算機測控系統(tǒng)設(shè)計與編程實現(xiàn)計算機測控系統(tǒng)設(shè)計與編程實現(xiàn)第三次討論第三次討論 演講者：孫演講者：孫 莉莉 組組 員：韓宇峰員：韓宇峰 討論主題：討論主題： 常用的計算機人機交互接口有哪些，各有什么不足常用的計算機人機交互接口有哪些，各有什么不足之處，怎樣改進(jìn)之處，怎樣改進(jìn)？人機接口：人機接口：是指人與計算機之間建立聯(lián)系、交換信息的是指人與計算機之間建立聯(lián)系、交換信息的 輸入輸入/輸出接口。輸出接口。1、鍵盤接口技術(shù)、鍵盤接口技術(shù) 鍵盤是一種最常用的輸入設(shè)備，它是一組按鍵的集鍵盤是一種最常用的輸入設(shè)備，它是一組按鍵的集合，從功能上可分為數(shù)字鍵和功能鍵兩種，作用是輸入數(shù)合，從功能上可分為數(shù)字鍵和功

2、能鍵兩種，作用是輸入數(shù)據(jù)與命令，查詢和控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，實現(xiàn)簡單的人機據(jù)與命令，查詢和控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，實現(xiàn)簡單的人機對話。對話。2、LED顯示接口技術(shù)顯示接口技術(shù) 顯示裝置是計算機控制的一個重要組成部分，主要顯示裝置是計算機控制的一個重要組成部分，主要用來顯示生產(chǎn)過程的工藝狀況與運行結(jié)果，以便于現(xiàn)場工用來顯示生產(chǎn)過程的工藝狀況與運行結(jié)果，以便于現(xiàn)場工作人員的正確操作。作人員的正確操作。 1、鍵盤接口技術(shù)、鍵盤接口技術(shù)鍵盤分類鍵盤分類按鍵值編碼方式分按鍵值編碼方式分 (硬件硬件)編碼鍵盤編碼鍵盤與與(非硬件非硬件)編碼鍵盤編碼鍵盤。 編碼鍵盤：編碼鍵盤：采用硬件編碼電路來實現(xiàn)鍵的編采用硬件

3、編碼電路來實現(xiàn)鍵的編碼，每按下一個鍵，鍵盤便能自動產(chǎn)生按鍵代碼。碼，每按下一個鍵，鍵盤便能自動產(chǎn)生按鍵代碼。編碼鍵盤主要有編碼鍵盤主要有BCD碼鍵盤碼鍵盤ASCII碼鍵盤等類型。碼鍵盤等類型。 非編碼鍵盤：非編碼鍵盤：僅提供按鍵的通或斷狀態(tài)，按僅提供按鍵的通或斷狀態(tài)，按鍵代碼的產(chǎn)生與識別由軟件完成。鍵代碼的產(chǎn)生與識別由軟件完成。鍵盤分類鍵盤分類按鍵組連接方式分按鍵組連接方式分 獨立連接鍵盤獨立連接鍵盤與與矩陣連接鍵盤矩陣連接鍵盤。 獨立連接鍵盤獨立連接鍵盤: 每鍵相互獨立，各自與一條每鍵相互獨立，各自與一條I/O線相連，線相連，CPU可直接讀取該可直接讀取該I/O線的高線的高/低電平狀態(tài)。低電

4、平狀態(tài)。 特點：特點：占占I/O口線多，但判鍵速度快，多用于設(shè)口線多，但判鍵速度快，多用于設(shè)置控制鍵、功能鍵。適用于鍵數(shù)少的場合。置控制鍵、功能鍵。適用于鍵數(shù)少的場合。 矩陣連接鍵盤矩陣連接鍵盤: 鍵按矩陣排列鍵按矩陣排列,各鍵處于矩陣行各鍵處于矩陣行/列的結(jié)點處列的結(jié)點處,CPU通過對連在行通過對連在行(列列)的的I/O線送已知電線送已知電平的信號平的信號,然后讀取列然后讀取列(行行)線的狀態(tài)信息。逐線掃描線的狀態(tài)信息。逐線掃描,得出鍵碼。得出鍵碼。 特點：特點：鍵多時占用鍵多時占用I/O口線少口線少,但判鍵速度慢但判鍵速度慢,多用多用于設(shè)置數(shù)字鍵。適用于鍵數(shù)多的場合。于設(shè)置數(shù)字鍵。適用于鍵

5、數(shù)多的場合。鍵盤接口設(shè)計中存在不足需要去解決的幾個問題：鍵盤接口設(shè)計中存在不足需要去解決的幾個問題： 1. 按鍵的確認(rèn)按鍵的確認(rèn) 2. 重鍵與連擊的處理重鍵與連擊的處理 3. 按鍵防抖動技術(shù)按鍵防抖動技術(shù) 按鍵抖動信號波形按鍵抖動信號波形濾波防抖電路濾波防抖電路-硬件防抖硬件防抖軟件防抖軟件防抖矩陣鍵盤接口技術(shù)矩陣鍵盤接口技術(shù) 矩陣式鍵盤用于按鍵較多的系統(tǒng)。分為編碼鍵盤矩陣式鍵盤用于按鍵較多的系統(tǒng)。分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤，介紹非編碼鍵盤。和非編碼鍵盤，介紹非編碼鍵盤。 1、電路、電路 2、按鍵識別、按鍵識別程控掃描法過程：程控掃描法過程： （1）判斷是否有鍵按下）判斷是否有鍵按下方法：方法：

6、各行同時輸出各行同時輸出0，讀入列值，不為，讀入列值，不為FFH則有鍵按下。則有鍵按下。 （2）去抖動）去抖動 （3）有鍵按下時求閉合鍵值）有鍵按下時求閉合鍵值用行掃描法：用行掃描法： 確定按下鍵所在的行：確定按下鍵所在的行：逐行輸出逐行輸出0，讀入列值，為，讀入列值，為FFH則則無鍵按下，掃描下一行；不為無鍵按下，掃描下一行；不為FFH則有鍵按下，記下所在的行則有鍵按下，記下所在的行號號X。 確定按下鍵所在的列：確定按下鍵所在的列：帶進(jìn)位循環(huán)右移，若進(jìn)位位為帶進(jìn)位循環(huán)右移，若進(jìn)位位為0，則為閉合鍵所在的列，右移的次數(shù)減則為閉合鍵所在的列，右移的次數(shù)減1，即為所在的列號，即為所在的列號Y。 閉

7、合鍵值閉合鍵值=n*X+Y n為列數(shù)為列數(shù)對于對于4行行8列鍵，列鍵， 閉合鍵值閉合鍵值=8*X+Y 如第如第2行第行第3列有鍵按下，則列有鍵按下，則X=2，Y=3，對應(yīng)的鍵值為，對應(yīng)的鍵值為 8*2+3=19=13H 掃描法程序流程圖掃描法程序流程圖如右圖所示：如右圖所示：矩陣式鍵盤矩陣式鍵盤8155 控制寄存器：控制寄存器：7F00H 8155 A口地址：口地址： 7F01H 8155 C口地址：口地址： 7F03H A口為輸出口為輸出 C口為輸入口口為輸入口少量功能鍵接口技術(shù)少量功能鍵接口技術(shù) 對于少量功能鍵，多采用相互獨立的接口方法對于少量功能鍵，多采用相互獨立的接口方法即每個按鍵接一

8、根輸入線。用硬件中斷或軟件查詢即每個按鍵接一根輸入線。用硬件中斷或軟件查詢方法與微機接口讀取鍵盤。方法與微機接口讀取鍵盤。 采用采用74LS30： 8輸入的與非門輸入的與非門中斷方式接口中斷方式接口 獨立連接式鍵盤例獨立連接式鍵盤例ORG 0003H LJMP KEY KEY: JNB P1.0,FUNC1 ;逐鍵判別逐鍵判別 JNB P1.1,FUNC2 JNB P1.2,FUNC3 JNB P1.3,FUNC4 RETI ;無任何鍵按下由此返回?zé)o任何鍵按下由此返回FUNC1: ;做做P1.0要求的要求的“功能功能1” RETIFUNC2: ;做做P1.1要求的要求的“功能功能2” RETI

9、FUNC3: ;做做P1.2要求的要求的“功能功能3” RETIFUNC4: ;做做P1.3要求的要求的“功能功能4” RETI 特點：特點：此子程序采用此子程序采用中斷中斷查詢查詢不會漏判不會漏判, ,省時。省時。鍵的優(yōu)先級由指令鍵的優(yōu)先級由指令順序決定。順序決定。為防止一次按鍵多為防止一次按鍵多次中斷，在功能子程次中斷，在功能子程序里應(yīng)安排序里應(yīng)安排“關(guān)關(guān)/ /開中開中斷指令斷指令”并并“延時延時”。查詢方式接口查詢方式接口單片機的中斷方式接口單片機的中斷方式接口P1.0P1.1P1.2P3.2 P1.3P1.4P1.5P1.6P1.780312、LED顯示接口技術(shù)顯示接口技術(shù) 1、LED

10、數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)數(shù)碼管的結(jié)構(gòu) LED數(shù)碼管多數(shù)碼管多段發(fā)光二極管組成，段發(fā)光二極管組成，其形狀有其形狀有7段段8字形字形的、的、14段米字形等。段米字形等。 2、顯示原理、顯示原理 每一段由一個引每一段由一個引腳控制，根據(jù)要求，腳控制，根據(jù)要求，對各個引腳加上不同對各個引腳加上不同的電壓，使其顯示需的電壓，使其顯示需要的數(shù)字或字符。如要的數(shù)字或字符。如表表4-1所示的顯示代碼。所示的顯示代碼。 3、多位數(shù)碼管的顯示方法、多位數(shù)碼管的顯示方法 （1）動態(tài)顯示：）動態(tài)顯示：動態(tài)掃描各位，任意時刻只有一位顯示。動態(tài)掃描各位，任意時刻只有一位顯示。電路（見下圖）簡單，功耗小。電路（見下圖）簡單，功耗小。

11、（2）靜態(tài)顯示）靜態(tài)顯示：各位同時顯示。電路復(fù)雜，功耗大。略各位同時顯示。電路復(fù)雜，功耗大。略LED動態(tài)顯示接口技術(shù)動態(tài)顯示接口技術(shù)1 1、電路、電路（1 1）工作）工作 原理原理 共陰共陰 2、軟件編程、軟件編程 （1）兩個概念）兩個概念段選碼段選碼（段碼）即顯示代碼（段碼）即顯示代碼位選碼位選碼（位碼），使一位有效（位碼），使一位有效 （2）注意幾個問題）注意幾個問題端口地址端口地址 A口（段）、口（段）、B口（位）口（位）顯示的數(shù)據(jù)的首地址顯示的數(shù)據(jù)的首地址代碼表首地址代碼表首地址硬件譯碼顯示電路硬件譯碼顯示電路 優(yōu)點：優(yōu)點： 占用端口占用端口數(shù)據(jù)線少、編數(shù)據(jù)線少、編程簡單程簡單 缺點：

12、缺點： 硬件開銷硬件開銷大，增加成本大，增加成本顯示器鍵盤綜合接口顯示器鍵盤綜合接口硬件：鍵盤行掃線和顯示器位選線共用硬件：鍵盤行掃線和顯示器位選線共用軟件：顯示子程序作為鍵盤的延時去抖程序軟件：顯示子程序作為鍵盤的延時去抖程序1、鍵盤是計算機與操作人員進(jìn)行信息交換的一種常用輸入設(shè)備。、鍵盤是計算機與操作人員進(jìn)行信息交換的一種常用輸入設(shè)備。2、鍵盤接口電路可分為非編碼鍵盤和編碼鍵盤兩種類型。非編碼、鍵盤接口電路可分為非編碼鍵盤和編碼鍵盤兩種類型。非編碼鍵盤的硬件電路簡單，成本低，但占用鍵盤的硬件電路簡單，成本低，但占用CPU的時間較長。編碼鍵盤的時間較長。編碼鍵盤與之相反。硬件電路復(fù)雜、成本高

13、，但使用方便，鍵盤碼產(chǎn)生速度與之相反。硬件電路復(fù)雜、成本高，但使用方便，鍵盤碼產(chǎn)生速度快，占用快，占用CPU時間少。對按鍵抖動干擾的消除，非編碼鍵盤一般是時間少。對按鍵抖動干擾的消除，非編碼鍵盤一般是靠軟件，而編碼鍵盤一般是靠硬件電路來實現(xiàn)。靠軟件，而編碼鍵盤一般是靠硬件電路來實現(xiàn)。3、顯示裝置是計算機與操作人員進(jìn)行信息交換的一種常用輸出設(shè)、顯示裝置是計算機與操作人員進(jìn)行信息交換的一種常用輸出設(shè)備，主要用來描述生產(chǎn)過程的工藝狀況與運行結(jié)果，以便于現(xiàn)場工備，主要用來描述生產(chǎn)過程的工藝狀況與運行結(jié)果，以便于現(xiàn)場工作人員的監(jiān)視與操作。作人員的監(jiān)視與操作。4、目前應(yīng)用在工業(yè)過程中的常用顯示器有、目前應(yīng)用在工業(yè)過程中的常用顯示器有LED、LCD和圖形顯示和圖形顯示終端。終端。LED數(shù)碼管由于具有結(jié)構(gòu)簡單