智能儀器基礎(chǔ)(第2版)第5章

1、智能儀器基礎(chǔ)（第智能儀器基礎(chǔ)（第2版）版）朱一綸主編朱一綸主編電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社第第5章章 智能儀器的人機(jī)界面智能儀器的人機(jī)界面 5.1鍵盤鍵盤 5.2 LED顯示器顯示器 5.3 LCD顯示器顯示器 5.4其他外設(shè)其他外設(shè) 5.5人機(jī)界面仿真舉例人機(jī)界面仿真舉例 第第5章章 智能儀器的人機(jī)界面智能儀器的人機(jī)界面 單機(jī)型的智能儀器一般都有人機(jī)界面，供操作人員直接在現(xiàn)場操作，本章討論智能儀器的人機(jī)界面接口設(shè)備，包括鍵盤，顯示器，微型打印機(jī)及語音提示等，并介紹用MCS-51系列單片機(jī)對這些人機(jī)界面設(shè)備進(jìn)行控制的方法。5.1鍵盤鍵盤 鍵盤是一組按鈕式開關(guān)的集合，在智能儀器中，為節(jié)省硬件開銷

2、，通常只設(shè)置必要的按鍵，有時一鍵多義，常采用軟件來識別按鍵，所以在鍵盤的設(shè)計中要同時從硬件和軟件兩方面加以考慮。 5.1鍵盤鍵盤 鍵盤接口的主要步驟 識鍵識鍵譯鍵譯鍵 鍵義分析鍵義分析 執(zhí)行執(zhí)行 判斷是否有鍵輸入 識別出是哪一個鍵 確定相應(yīng)的鍵義 根據(jù)輸入鍵的要求，調(diào)用相關(guān)的程序。 5.1.1識鍵識鍵 1獨立鍵盤獨立鍵盤 可以用微機(jī)的輸入端口直接連接，每個按鍵占用一個輸入端口， 當(dāng)A鍵未按下時，P1.0輸入為高電平，即“1”， 當(dāng)A鍵按下時，P1.0輸入為低電平，即“0”。5.1.1識鍵識鍵2.編碼健盤編碼健盤每按下一鍵就在A0，A1，A2輸出相應(yīng)的按鍵讀數(shù)，這種編碼器稱為靜態(tài)編碼器。 按下按

3、下B鍵，輸出編鍵，輸出編碼是什么？碼是什么？5.1.1識鍵識鍵3矩陣鍵盤矩陣鍵盤 矩陣式鍵盤也是常用的輸入鍵盤，它可以節(jié)省按鍵的引出線，其識鍵方法有行掃描法和線反轉(zhuǎn)法。 這種鍵盤讀鍵程序長，采用中斷方式和CPU通信，響應(yīng)速度比較快。 5.1.1 識鍵識鍵 CPU通過指令使所有的列線（P1.4-P1.7）輸出高電平，所有的行線（P1.0-P1.3）輸出為低電平（稱開放所有行）。 當(dāng)鍵盤上有任一鍵按下時，該行線與列線導(dǎo)通，此時向CPU申請中斷，CPU響應(yīng)中斷請求后，在中斷服務(wù)程序中掃描鍵盤判斷按鍵的行列值以形成鍵號值或執(zhí)行相應(yīng)的功能子程序。矩陣鍵盤舉例矩陣鍵盤舉例5.1.1識鍵識鍵4防抖動處理防抖

4、動處理 目前的按鍵一般都是機(jī)械式觸點的鍵盤，目前的按鍵一般都是機(jī)械式觸點的鍵盤，當(dāng)按下或釋放按鍵時，由于機(jī)械式觸點的當(dāng)按下或釋放按鍵時，由于機(jī)械式觸點的彈性作用，在按鍵閉合及斷開的瞬間會產(chǎn)彈性作用，在按鍵閉合及斷開的瞬間會產(chǎn)生抖動現(xiàn)象。抖動時間的長短與按鍵的機(jī)生抖動現(xiàn)象。抖動時間的長短與按鍵的機(jī)械特性有關(guān)，一般會械特性有關(guān)，一般會5-15ms之間，其結(jié)果之間，其結(jié)果是計算機(jī)會把一次按鍵看成是多次按鍵是計算機(jī)會把一次按鍵看成是多次按鍵（因為計算機(jī)執(zhí)行的速度比較快），從而（因為計算機(jī)執(zhí)行的速度比較快），從而產(chǎn)生錯誤，一般可采用軟件延時法來消除產(chǎn)生錯誤，一般可采用軟件延時法來消除按鍵抖動。按鍵抖動。

5、 5.1.1識鍵識鍵5同時輸入問題：同時輸入問題： 一般單片機(jī)系統(tǒng)不考慮兩鍵同時輸入，通過硬件或軟件把鍵的輸入按優(yōu)先級排隊，同時輸入時先響應(yīng)優(yōu)先級別高的按鍵輸入。 課堂討論：課堂討論： 獨立鍵盤也可以采用中斷響應(yīng)，該如何連接？ 識鍵時為什么要軟件延時？如何實現(xiàn)？ 如果8051構(gòu)成的單片機(jī)系統(tǒng)有十個鍵輸入，可以采用什么鍵盤？各占用多少根輸入接口線？5.1.2 譯鍵、鍵義分析譯鍵、鍵義分析 從軟件處理上看，CPU獲取按鍵信息的方法通常有二種：1.查詢法查詢法,或稱程序掃描法: 在很多智能儀器工作時，通電后先初始化，接著循環(huán)執(zhí)行程序（檢測，顯示，控制等），查詢法在其循環(huán)程序中插入查詢判斷語句，對按鍵

6、逐個查詢，若有鍵輸入執(zhí)行相應(yīng)的處理程序。5.1.2譯鍵、鍵義分析譯鍵、鍵義分析1.查詢法查詢法右圖的工作過程右圖的工作過程可能存在什么問可能存在什么問題題?1.對鍵盤輸入不能及時響應(yīng)對鍵盤輸入不能及時響應(yīng)2.影響主程序執(zhí)行速度影響主程序執(zhí)行速度5.1.2譯鍵、鍵義分析譯鍵、鍵義分析 2中斷法中斷法 中斷法需要占用一個外部中斷口，如圖5.4所示，在主程序中只需設(shè)置開放中斷等初始化工作，然后就執(zhí)行其他主程序，按CPU中斷工作原理，一旦有外部中斷申請，就轉(zhuǎn)入中斷子程序，在中斷子程序中進(jìn)行譯鍵和鍵義分析的工作，判斷在什么情況下，是何鍵輸入，并執(zhí)行相應(yīng)的子程序。5.1.2 譯鍵、鍵義分析譯鍵、鍵義分析3

7、一鍵多義一鍵多義 一鍵多義可以減小鍵盤，節(jié)省硬件電路一鍵多義可以減小鍵盤，節(jié)省硬件電路 例如有些儀器只有在參數(shù)設(shè)置時才需要用到數(shù)字鍵，在運行時才需要用到一些功能鍵，就可以把數(shù)字健和這些功能鍵合為一個鍵，當(dāng)該鍵按下時，軟件根據(jù)當(dāng)前儀器運行的狀態(tài)來確定調(diào)用什么功能，例如軟件通過查詢設(shè)置鍵已按過（置內(nèi)部狀態(tài)標(biāo)志位為1），目前正處在設(shè)置參數(shù)的狀態(tài)，就認(rèn)為是數(shù)字鍵按下，調(diào)用數(shù)字鍵處理子程序。 5.1.2 譯鍵、鍵義分析譯鍵、鍵義分析 另一種節(jié)省按鍵的方法是用三個鍵“+”、“ - ”和“確認(rèn)”鍵，來設(shè)置參數(shù)值或命令，通過按“+”（或“ - ”）結(jié)合顯示數(shù)字或命令號，當(dāng)操作者認(rèn)可時按“確認(rèn)”鍵，例如在空調(diào)遙

8、控器和智能型微波爐中經(jīng)常采用。5.2 LED顯示器顯示器 LED是發(fā)光二極管（Light Emitting Diode）的簡稱，單個的發(fā)光二極管通常用來指示儀器的狀態(tài)， LED數(shù)碼管可以指示數(shù)值，是數(shù)字式儀器儀表中用的較多的器件，此外還有點陣式LED可以顯示文字，簡單圖案等， LED的優(yōu)點是價格低，壽命長，亮度大。 5.2 LED顯示器顯示器 LED顯示器的基本單元均為LED。儀器儀表中常用的小型LED的一般工作條件為：正向?qū)妷杭s為1.5V,響應(yīng)時間約為1s，最大工作電流為30mA，發(fā)光強(qiáng)度與通過電流的大小成正比。 5.2.1七段七段LED數(shù)碼顯示器數(shù)碼顯示器 七段數(shù)碼管是由七個發(fā)光二極管

9、按段數(shù)碼形式組成的器件，有共陰極（CC，即common cathode）和共陽極（CA,即common anode）兩種 。5.2.1七段七段LED數(shù)碼顯示器數(shù)碼顯示器 靜態(tài)顯示電路的最大優(yōu)點是只要送入一次數(shù)據(jù)，靜態(tài)顯示電路的最大優(yōu)點是只要送入一次數(shù)據(jù)，則顯示值一直保持不變則顯示值一直保持不變 。1.靜態(tài)顯示電路靜態(tài)顯示電路 5.2.1七段七段LED數(shù)碼顯示器數(shù)碼顯示器顯示子程序BCDXS：入口參數(shù)：R4R3中放入要顯示的BCD碼值， 高2位在R3，低2位在R4。出口參數(shù)：無如圖5.7接法，只要P2.0=0，這片8155就被選中，當(dāng)P2.1=1時，選中8155的I/O口，P0.3-P0.7可任

10、意取，其他未接的地址線P2.2-P2.7只要不沖突可以任意取,在這里為方便全取為1，則8155的I/O口地址為：FEF8H 命令/狀態(tài)口地址FEF9H A口地址FEFAH B口地址 5.2.1七段七段LED數(shù)碼顯示器數(shù)碼顯示器BCDXS: MOV DPTR,#0FEF8HMOV A,#0F5H ；送控制字MOVX DPTR,AINC DPTR；選中8155的A口MOV A,R4MOVX DPTR,A ；把R4中的值送去顯示INC DPTR ；選中8155的B口MOV A,R3MOVX DPTR,A ；把R3中的值送去顯示RET5.2.1七段七段LED數(shù)碼顯示器數(shù)碼顯示器2.動態(tài)顯示電路動態(tài)顯示

11、電路PA口與所有數(shù)碼管都并連，所以口與所有數(shù)碼管都并連，所以PC口的低四位用來選擇口的低四位用來選擇控制輸出哪一位。控制輸出哪一位。 5.2.1七段七段LED數(shù)碼顯示器數(shù)碼顯示器 通過8155的A口輸出顯示，而8155的C口輸出相應(yīng)的位選碼，經(jīng)反相器后該位低電平有效，其余位均為高電平無效，因此該位對應(yīng)的數(shù)碼管被選中，顯示出相應(yīng)數(shù)值。 若將各位從左到右依次進(jìn)行顯示，每個數(shù)碼管連續(xù)顯示1ms，顯示完最后一位數(shù)后，再重復(fù)這個過程，這樣，由于眼睛的視覺暫留，人們看到的就好像是4位數(shù)據(jù)“同時”顯示一樣。 課堂討論：課堂討論： 比較靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示，各有什么優(yōu)缺點？ 硬件？ 軟件？ 效果？5.2.2 點

12、陣點陣LED顯示器顯示器 點陣LED是把很多LED組合成點陣模塊 ,點陣的每個發(fā)光二極管為一個像素,以點陣格式顯示文字和圖案。5.2.2 點陣點陣LED顯示器顯示器 點陣LED因其價格低，亮度高，且能以點陣格式顯示文字和圖案，在火車站、長途汽車站及道路上常用單色點陣LED構(gòu)成大屏幕，顯示公共信息 5.2.2 點陣點陣LED顯示器顯示器 電路中的行線接高電平，而列線為低電平，則對應(yīng)的LED發(fā)光。在使用中需要利用人的視覺暫留效應(yīng)，按從左到右的順序逐行掃描點陣LED顯示器，而從列線送出的數(shù)據(jù)（高低電平）使相應(yīng)的LED發(fā)光以顯示內(nèi)容，若要改變顯示內(nèi)容，只要改變列線所送出的數(shù)據(jù)。5.3 LCD顯示器顯示

13、器 LCD（Liquid Crystal Display）又稱液晶顯示器，具有耗電低（mW/cm2）,驅(qū)動電壓低（正負(fù)幾伏），結(jié)構(gòu)空間小而有效顯示面大、體薄物輕等優(yōu)點。 這里，主要討論在智能儀器儀表中應(yīng)用的小型LCD。5.3.1 LCD工作原理簡述工作原理簡述 常態(tài)下，外界光線通過上偏振片，形成偏振光，該偏振光通過液晶材料轉(zhuǎn)過90度，恰可通過下偏振片并反射因來，該點呈現(xiàn)“亮亮”的透明狀態(tài)。當(dāng)給上下電極加上一定電壓后，在電場的作用下液晶的扭曲結(jié)構(gòu)消失，其旋光作用也隨之消失，從上偏振片通過的偏振光就無法通過液晶，因此該點呈現(xiàn)“暗暗”的黑色。5.3.1 LCD工作原理簡述工作原理簡述 如果需要在光線

14、不足的環(huán)境中使用液晶顯示器，則要采用背光型的LCD，如手機(jī)的顯示屏等，背光型LCD顯示器自帶背景光源，即圖5.11中的反射板改為背景光源，看到的是透射光。 5.3.2 LCD應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 1.段碼型段碼型LCD 每片MC14543驅(qū)動一位LCD，BCD碼輸入端與8051的P1.0P1.3相連接，P1.4P1.7則分別與每一片的LD連接，控制輸入BCD碼。 5.3.2 LCD應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 LCD4N07的工作電壓為36V，閾值電壓為1.5V，工作頻率為50-200Hz，為簡便，圖5.12直接用8051的P3.7口輸出100Hz的驅(qū)動方波。 MC14543是MOTOROLA公司生產(chǎn)的LCD

15、鎖存/BCD譯碼/驅(qū)動接口芯片，可以將BCD碼譯為七段顯示碼，驅(qū)動方波由PH端輸入，LD為內(nèi)部鎖存器的選通端，LD為低電平時，鎖存數(shù)據(jù)，LD為高電平時，寫入數(shù)據(jù)。5.3.2 LCD應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 當(dāng)LCD的段數(shù)比較多時，可選用把多個段譯碼器集成在一起的芯片，如美國Telcom公司的TC7211A芯片，該芯片的主要功能和特點如下：1. 集成了四個BCD碼輸入/七段顯示碼輸出/鎖存電路2. 可以顯示09，E ，H，L，P，無顯示等16種字符，3. 帶背板驅(qū)動器，可提供背板驅(qū)動信號。5.3.2 LCD應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 編碼時從DATA線輸出待顯示的數(shù)據(jù)，并用D1D8送出位控制線選擇顯示的是第幾位

16、5.3.2 LCD應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例2.字符點陣式字符點陣式LCD 字符點陣式字符點陣式LCD模塊模塊集集LCD控制電路與驅(qū)控制電路與驅(qū)動器為一體，對使用動器為一體，對使用者來說相當(dāng)于一個可者來說相當(dāng)于一個可編程的顯示模塊，使編程的顯示模塊，使用時只要根據(jù)要求輸用時只要根據(jù)要求輸入適當(dāng)?shù)目刂谱趾惋@入適當(dāng)?shù)目刂谱趾惋@示數(shù)據(jù)，就可以顯示示數(shù)據(jù)，就可以顯示內(nèi)容。內(nèi)容。5.3.2 LCD應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例3圖形點陣式圖形點陣式LCD 圖形點陣式液晶顯示器的整個顯示區(qū)域為統(tǒng)一的點陣，用戶可以隨意地控制每個點的明暗，通過點的組合構(gòu)成圖案或漢字，字符等。 顯示屏上的每一點（像素）通過控制器與顯示數(shù)據(jù)存儲器中的數(shù)

17、據(jù)對應(yīng)，一個像素對應(yīng)一個二進(jìn)制位，通常約定1為顯示，0為不顯示。 通常LCD顯示器已集成了控制驅(qū)動電路，只要通過控制線，數(shù)據(jù)線及邏輯時序和指令表進(jìn)行接口設(shè)計和邏輯編程就可以控制顯示。5.4 其它外設(shè)其它外設(shè) 5.4.1 微型打印機(jī)微型打印機(jī) 自動化控制過程中需要記錄大量的的信息數(shù)據(jù)以便對生產(chǎn)過程進(jìn)行分析， 因此往往需要在操作現(xiàn)場把存儲于儀器中的數(shù)據(jù)打印出來，這時就需要儀器設(shè)計打印機(jī)接口電路。 5.4.1 微型打印機(jī)微型打印機(jī) TPP-TF系列打印機(jī)是一種快速通用型點陣式打印機(jī)，整體體積小，重量輕，操作簡單，連接方便， 它有三種不同的打印寬度和兩種不同的接口共六種機(jī)型。 5.4.1 微型打印機(jī)微

18、型打印機(jī)型號接口字符/行（57）字符尺寸（mm）（寬高）打印速度（行/秒）快速走紙速度（行/秒）P-TF24P并口241.72.62.55.0P-TF24S串口P-TF32P并口321.32.61.93.8P-TF32S串口P-TF40P并口401.12.61.53.0P-TF40S串口TPP-TF系列打印機(jī)內(nèi)置448個打印字符，備有40條打印命令，可實現(xiàn)如字符圖形放大，打印格式設(shè)置，打印方式的選擇等多種功能，并提供了硬漢字庫打印的命令，可以機(jī)內(nèi)安裝多達(dá)600個1616點陣的漢字 5.4.1 微型打印機(jī)微型打印機(jī) 其并行的接口符合TTL邏輯電平。 STBATKERR引腳號引腳號名稱名稱功能功能

19、1數(shù)據(jù)選通，上升沿時讀入數(shù)據(jù)。2-9D1-D8數(shù)據(jù)線10回答脈沖，“0”表示已接受數(shù)據(jù)并準(zhǔn)備好接受下一數(shù)據(jù)。11BUSY“1”表示打印機(jī)正忙，不能接受數(shù)據(jù)12PE接地13SEL經(jīng)電阻接高電平15經(jīng)電阻接高電平14-17NC不接18-25GND接地5.4.1 微型打印機(jī)微型打印機(jī)TPP-TF24P打印機(jī)與MCS-51單片機(jī)接口電路8051對微型打印機(jī)的控制采用查詢方式，用P1.0 檢測TPP-TF24P打印機(jī)的BUSY端，當(dāng)BUSY端為低電平時，表示打印機(jī)有空，可以接受下一個字符輸入。 輸數(shù)據(jù)給打印機(jī)時，輸數(shù)據(jù)給打印機(jī)時，打印機(jī)的地址為多少？打印機(jī)的地址為多少？ 5.4.1 微型打印機(jī)微型打印機(jī)

20、 設(shè)待打印的數(shù)據(jù)代碼或打印命令已存放在R0，則執(zhí)行下列程序可將R0中的代碼送入打印機(jī)的鎖存器中并打印出來或執(zhí)行該代碼命令。PRINT：MOV DPTR, #7FFFH ；打印機(jī)地址LOOP: JB P1.0, LOOP ；查詢打印機(jī)是否有空， MOV A， R0 MOVX DPTR， A ；送出打印數(shù)據(jù)或打印 ；命令代碼 RET5.4.2 語音提示語音提示 智能儀器有時還利用語音提示操作者，由于數(shù)字式語音提示利用集成芯片儲存語音內(nèi)容，體積小，且調(diào)用方便，需要時可以通過微機(jī)控制組合語音內(nèi)容，所以應(yīng)用范圍很廣，如公共汽車報站，公共信息電話查詢，語音提示操作等。 5.4.2 語音提示語音提示 語音芯

21、片的種類很多，有放音系列的，如音樂賀年片中用的，還有“倒車請注意”音樂門鈴之類的，因為用量大，往往大批量生產(chǎn)，直接根據(jù)內(nèi)容進(jìn)行選購，價格非常便宜，控制操作也十分簡單，只是通電播放，停電停止播放而已。 有只能一次性燒錄的，購來后根據(jù)需要一次性的錄入所需內(nèi)容，然后就反復(fù)播放的。 還有錄放音系列的，可以進(jìn)行多次錄音和放音。5.4.2 語音提示語音提示 以Winbond的ISD2560/75/90/120系列語音芯片為例，對錄放音語音芯片作一介紹，這個系列按錄音時間的長短分為四種，以ISD2560為例，其最長錄音時間為60秒。只需外接很少的電路就可以構(gòu)成一個完整的錄放音系統(tǒng)。ISD2560內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖

22、內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 5.4.2 語音提示語音提示ISD2500系列芯片有兩種控制錄放的方式 :1.地址控制錄放地址控制錄放錄音時， =0，A0-A9送出地址（因A8A9不能全為1，所以地址范圍為000H-2FFH）并使 =0（選取該芯片），其下降沿鎖存起始地址，接著在PD端送入高電平，芯片開始錄音，錄音結(jié)束，使 =1，結(jié)束地址即被鎖存起來。放音時，則 =1，其余同上，當(dāng)一段放音結(jié)束，會輸出一個低電平脈沖，可以作為工作狀態(tài)指示。RP/RP/CECEISD2500系列芯片有兩種控制錄放的方式 :1.地址控制錄放地址控制錄放錄音時， =0，A0-A9送出地址（因A8A9不能全為1，所以地址范圍為000H-

23、2FFH）并使 =0（選取該芯片），其下降沿鎖存起始地址，接著在PD端送入高電平，芯片開始錄音，錄音結(jié)束，使 =1，結(jié)束地址即被鎖存起來。放音時，則 =1，其余同上，當(dāng)一段放音結(jié)束，會輸出一個低電平脈沖，可以作為工作狀態(tài)指示。RP/RP/CECE5.4.2 語音提示語音提示2.段控制錄放段控制錄放： 根據(jù)錄音的段數(shù)自動編號，每次從錄到放或從放到錄進(jìn)行切換時指向第0段，A8A9全為1時進(jìn)行段控制，這時A0-A6具有段控制功能，表5.5給出了這些功能的說明。EOMEOMCECE功能兼容（可同時使用）A0=1快進(jìn)搜索，禁止喇叭發(fā)聲A4，A5，A6A1=1在放音結(jié)束時清除上段 標(biāo)志A3，A4，A5，A

24、6A2=0無定義，在段功能模式時，必須=0A3=1循環(huán)播放A1，A5，A6A4=1放一個 標(biāo)志，當(dāng)錄/放切換時能使指針復(fù)位。A0，A5，A6A5=1使 放音成為低電平控制， =1放音暫停A0，A1，A3，A4A6=1按鍵控制，簡化器件的接口A0，A1，A3，5.4.2 語音提示語音提示 ISD2500系列芯片可以按4.0、5.3、6.4、8.0四種采樣頻率儲存語音，減小采樣頻率可以增加語音的儲存量，但影響聲音的質(zhì)量。采樣后的數(shù)據(jù)直接儲存，不再進(jìn)行壓縮和數(shù)字化等處理，這種直接儲存模擬語音信息的方法，使得該芯片在放音時聲音十分逼真，可以儲存音樂，音調(diào)等，這是其他用數(shù)字格式儲存的芯片所沒有的。ISD

25、2560與與8051的接口電路的接口電路 5.4.3 觸摸屏觸摸屏 1電阻式觸摸屏電阻式觸摸屏 電阻式觸摸屏是在強(qiáng)化玻璃表面分別涂上兩層OTI 透明氧化金屬電層，兩層之間用細(xì)小的透明隔離點隔開。外層OTI涂層作導(dǎo)電體，內(nèi)層OTI涂層經(jīng)過OTI涂層經(jīng)過精密網(wǎng)絡(luò)附上橫直兩個方向的5V電壓場。當(dāng)手指接觸到觸摸屏的屏幕，兩層OTI導(dǎo)電層之間形成一個接觸點，控制器同時監(jiān)督測電壓和電容，計算出觸摸的位置。 5.4.3 觸摸屏觸摸屏 2.電容式觸摸屏電容式觸摸屏 電容式觸控技術(shù)主要是應(yīng)用人力的電流感應(yīng)技術(shù)進(jìn)行工作。手指觸摸到金屬層上時，人體電場、用戶和觸控屏表面形成一個耦合電容，于是手指從接觸點吸走一個很小

26、的電流，這個電流從觸控屏四角上的電極中流出，控制器通過對這四個電流比例的精確計算，得出觸摸點的位置信息。 5.4.3 觸摸屏觸摸屏 與電阻式觸控屏相比，電容式觸控屏表現(xiàn)出了更加良好的性能，由于輕觸就能感應(yīng)，使用方便.而且手指與觸控屏的接觸幾乎沒有磨損，性能穩(wěn)定，經(jīng)機(jī)械測試使用壽命可以長達(dá)30年。 多點電容式觸摸屏技術(shù)在手機(jī)、MP3、MP4播放器和汽車GPS等領(lǐng)域應(yīng)用很廣。多點電容觸摸屏5.4.3 觸摸屏觸摸屏 3.表面聲波觸摸屏表面聲波觸摸屏 聲波觸摸屏可以是一塊平面、球面、柱面的玻璃平板，安裝在CRT、液晶顯示器或等離子顯示器屏幕的前面。玻璃屏的左上角和右下角各固定了豎直和水平方向的超聲波發(fā)

27、射換能器，右上角則固定了兩個相應(yīng)的超聲波接收換能器。玻璃屏的四個周邊則刻有成45角的由疏到密間隔非常精密的反射條紋，發(fā)出如參照波形般的超聲信號，當(dāng)手指接觸屏幕，便會吸收一部分聲波能量，控制器依據(jù)減弱的信號計算出觸摸點的位置。5.4.3 觸摸屏觸摸屏 4.紅外觸摸屏紅外觸摸屏 紅外觸摸屏安紅外觸摸屏安裝簡單，只需裝簡單，只需在顯示器上加在顯示器上加上光點距離框上光點距離框（見圖（見圖5.21(b)），無），無需在屏幕表面需在屏幕表面加上涂層或接加上涂層或接駁控制器。駁控制器。 4.紅外觸摸屏 光點距離框是一個印刷線路板，框架的一邊含有光源或發(fā)光二極管，對面則有光傳感器，這些紅外線發(fā)射管及接收管，

28、在屏幕表面形成的紅外線網(wǎng)格如圖5.21(a)所示， 當(dāng)任何物體觸摸屏幕時，便會擋住經(jīng)過該位置的橫豎兩條紅外線，因此紅外光被切斷，導(dǎo)致光傳感器接收的信號中斷，電腦便可即時算出觸摸點的位置。課堂討論課堂討論: 可以把普通電腦顯示器改裝成觸摸屏嗎?如可以,要選取什么觸摸屏? 哪種觸摸屏可以感知觸摸力的大小? 電容式觸摸屏常用于什么產(chǎn)品?5.5 人機(jī)界面仿真舉例人機(jī)界面仿真舉例 5.5.1 矩陣鍵盤與單片機(jī)的直接連接 5.5.2 LED數(shù)碼管動態(tài)顯示電路 5.5.2 LCD顯示的實時電子鐘仿真 5.5.1 矩陣鍵盤與單片機(jī)的直接連接矩陣鍵盤與單片機(jī)的直接連接 圖5.22給出矩陣鍵盤與單片機(jī)的連接圖，并

29、用一個LED數(shù)碼管給出所按鍵的值，為簡單起見，這里直接用了P1口作為鍵盤的輸入口，用P0口作為輸出口。 5.5.1 矩陣鍵盤與單片機(jī)的直接連接矩陣鍵盤與單片機(jī)的直接連接 如果主程序工作比較多時，也可以用接中斷，用中斷子程序來讀鍵盤，或者定時掃描鍵盤等方法。 程序中數(shù)碼管顯示采用的是靜態(tài)顯示電路，直接用P0口鎖定輸出，硬件、軟件處理都比較簡單，但如果P0口還要接存儲器或擴(kuò)展I/O或需顯示多位LED數(shù)碼管，則LED數(shù)碼管的值要另加鎖存驅(qū)動芯片鎖定。 5.5.2 LED數(shù)碼管動態(tài)顯示電路數(shù)碼管動態(tài)顯示電路 LED數(shù)碼管的動態(tài)顯示電路接法比較簡單，但顯示子程序中要處理恰當(dāng)，而且要不停地掃描，否則顯示時

30、就會出錯。注意比較動態(tài)顯示程序與靜態(tài)顯示程序的區(qū)別。 5.5.2 LED數(shù)碼管動態(tài)顯示電路數(shù)碼管動態(tài)顯示電路XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.