人機交互接口

人機交互接口第1頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三12.1PC機鍵盤接口

鍵盤根據(jù)不同的工作原理可以分為機械式、塑料薄膜式、導電橡膠式、電容式。根據(jù)接口類型可分為PS/2接口、USB接口和無線接口。12.1.1PC機鍵盤接口原理

PC系列鍵盤屬于非編碼鍵盤，只提供鍵的行列位置（或稱掃描碼），而按鍵的識別和按鍵值的確定等工作全靠軟件完成。PC系列鍵盤與主機的連接如圖12-1所示。第2頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三16*8鍵盤矩陣譯碼器Intel8048串行接口鍵盤Intel8042CPU鍵盤緩沖區(qū)主板圖12-1

鍵盤接口示意圖

第3頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三

Intel8048單片機主要承擔鍵盤掃描、消除抖動及生成掃描碼等功能，可緩沖存放20個鍵的掃描碼。掃描方式采用行列掃描法。

單片機不斷地對鍵盤進行周期性的行、列掃描。同時，讀回掃描信號線結果，判斷是否有鍵按下，當有一個鍵被按下時，生成鍵盤掃描碼，通過串行的鍵盤接口輸出到主機。在8048單片機檢測到按鍵后，還要繼續(xù)對鍵盤掃描檢測，以發(fā)現(xiàn)該鍵是否釋放。當檢測到釋放時，生成“釋放掃描碼”，以便和“按下掃描碼”相區(qū)別。送出“釋放掃描碼”的目的是為了識別組合鍵和上、下檔鍵提供條件。

第4頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三PC的鍵盤接口采用Intel8042單片機芯片作為控制器，其任務是負責接收來自鍵盤的按鍵掃描碼，將其轉換成系統(tǒng)掃描碼，放到單片機內(nèi)部的并行輸出緩沖器中，同時產(chǎn)生一個硬件可屏蔽中斷請求，系統(tǒng)調(diào)用INT09H中斷程序進行鍵盤代碼處理，該中斷服務程序完成兩種轉換：1）通過I/O口讀取來自鍵盤的掃描碼，并轉換成兩字節(jié)的ASCII碼存到主機的內(nèi)存BIOS的數(shù)據(jù)區(qū)中的一個32字節(jié)鍵盤緩沖區(qū)。這里，高字節(jié)為系統(tǒng)掃描碼，低字節(jié)為ASCII碼。2）把鍵盤掃描碼轉換為擴展碼，低字節(jié)為0，高字節(jié)對應值為0～255（通常功能鍵和某些組合鍵對應的是擴展碼）。 鍵盤緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)由執(zhí)行軟件中斷INT16H取出，16H軟件中斷共有3個子功能，如表12-1所示。第5頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三表12-1INT16H功能表功能號入口參數(shù)出口參數(shù)說明012AH=0AH=1AH=2AX存放ASCII鍵或擴展碼鍵符ZF=1無鍵符ZF=0有鍵符，存在AX中AL=KB-FLAG（鍵標志）從鍵盤讀一個字符檢測輸入字符是否準備好取當前特殊鍵的狀態(tài)第6頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三12.1.2鍵盤與主機之間的通信方式

主機通過鍵盤接口與鍵盤聯(lián)絡，鍵盤接口通過5針或6針插頭與鍵盤連接。鍵盤與主機之間以串行方式通信。1．鍵盤向主機發(fā)送數(shù)據(jù)

在8042單片機的控制下，鍵盤與主機之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ鸥袷椒袭惒酱幸?guī)則，每幀數(shù)據(jù)含11位，依次是1位起始位、8位數(shù)據(jù)位（D0～D7）、1位校驗位和1位停止位。鍵盤向主機發(fā)送數(shù)據(jù)采用奇校驗方式。

第7頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三2．主機向鍵盤發(fā)送數(shù)據(jù)

開機時以及某些特殊情況下，主機會向鍵盤發(fā)送一些鍵盤命令和參數(shù)，一條命令或參數(shù)占用一個字節(jié)。

如果接收正確，在時鐘線和數(shù)據(jù)線都成為高電平后，8048向主機發(fā)一個ACK信號（FAH），否則向主機發(fā)送一個NACK信號（FEH），要求重發(fā)。

鍵盤命令和參數(shù)也采用奇偶檢驗方式。第8頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三12.2鼠標器接口

1964年，美國科學家道格拉斯·恩格爾巴特發(fā)明了鼠標器。

12.2.1鼠標器的分類與工作原理

鼠標器原理是將鼠標器在平面運動中產(chǎn)生X方向與Y方向位移量的數(shù)據(jù)送入計算機，以確定屏幕上光標的位置，實現(xiàn)對微機的操作。鼠標按結構可分為機械式和光電式兩種。

第9頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三此外，按接口分類，還可以分為MS串行口鼠標器、PS/2鼠標器、總線鼠標器以及USB鼠標器。衡量鼠標器性能的主要參數(shù)是分辨率，它一般以d/i（像素點/英寸，有時也表示成dpi）為單位，表示鼠標器移1英寸所經(jīng)歷的像素點數(shù)。目前常用鼠標器的分辨率為320d/i～400d/i，最高可達800d/i。

第10頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三12.2.2鼠標器的接口1．MS串行鼠標器接口

MS串行鼠標器是通過RS-232C與計算機相連的，有9針接口和25針接口（早期產(chǎn)品）兩種。一般將它連接到主機的COM1或COM2口。MS串行鼠標器的串行參數(shù)為：7位數(shù)據(jù)位，1位停止位，無奇偶校驗方式，以1200bps或2400bps的速率發(fā)送數(shù)據(jù)。Microsoft公司擬定的鼠標器采用3字節(jié)數(shù)據(jù)格式，如表12-2所示。第11頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三表12-2鼠標數(shù)據(jù)格式

D7D6D5D4D3D2D1D0第一字節(jié)第二字節(jié)第三字節(jié)×××100LBX5Y5RBX4Y4Y7X3Y3Y6X2Y2X7X1Y1X6X0Y0其中，LB=1表示鼠標器的左鍵按下，RB=0表示鼠標器的右鍵按下；X7～X0和Y7～Y0均為8位帶符號整數(shù)，表示相對于上次的位移量。位移量的單位為米基，1米基=0.0005英寸。第12頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三2．PS/2鼠標器接口

PS/2端口實際上也是一種串行接口，只是占用了不同的IRQ和I/O位置而已。PS/2鼠標器用于主板上有PS/2鼠標口的機型，通過一個6針微型DIN接口與計算機相連，它與鍵盤的接口非常相似。該口引腳定義如圖12-2所示。

3．USB鼠標器的接口USB是新一代的串行接口標準，其最大特點是可以熱插拔，在開機的狀態(tài)下可以直接拔下或插入使用。USB鼠標器只能在具有USB端口的計算機上使用。第13頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三

圖12-2PS/2鼠標口針腳定義

1243651—數(shù)據(jù)4—+5V2—保留5—時鐘3—地6—保留第14頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三12.2.3鼠標器的驅動程序在DOS環(huán)境下,絕大多數(shù)鼠標器都需要驅動程序。目前鼠標器驅動程序有兩類，一種為設備驅動程序，安裝時在CONFIG.SYS文件中加入命令：DEVICE=MOUSE.SYS。系統(tǒng)重新啟動后，鼠標就安裝完畢。另一種為可執(zhí)行文件，可以直接打入命令MOUSE或寫入批處理文件AUTOEXEC.BAT中。在WINDOWS系列操作系統(tǒng)中，鼠標和鍵盤都是標準設備，操作系統(tǒng)自帶它們的驅動程序，支持即插即用。

第15頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三12.3顯示器

顯示器是PC最常用的輸出設備，用來顯示字符、圖形和圖像。顯示器是由顯示器件和顯示卡兩部分組成。根據(jù)顯示器件的不同可以將顯示器分為陰極射線管顯示器（CRT）和平板顯示器兩類。平板顯示器可分為液晶顯示器（LCD）、等離子體顯示器（PDP）等。顯示器必須通過顯示卡來與主機相接，顯示卡是一塊插在PC主機上的擴展卡，它通過信號線輸出，控制顯示器件顯示各種字符和圖形，PC對屏幕的任何操作都要通過顯示卡來實現(xiàn)。第16頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三12.3.1CRT顯示器CRT顯示器的主要性能參數(shù)：（1）像素。是構成圖像的最基本單位，又稱為像點。（2）分辨率。一般800×600，1024×758，1280×1024甚至1600×1280。（3）點距。是指屏幕上兩個相鄰的同色熒光點之間的距離。一般為0.24mm，高檔顯示器甚至能達到0.22mm。（4）屏幕尺寸。指屏幕對角線長度，一般有14、15、17、19、20、21英寸等。（5）場頻。場頻是指每秒鐘屏幕刷新的次數(shù)，又稱屏幕的垂直掃描頻率，以Hz（赫茲）為單位。（6）視頻帶寬。視頻帶寬是指每秒鐘掃描過的總像素數(shù)，以MHz（兆赫茲）為單位。視頻帶寬=水平分辨率×垂直分辨率×場頻。（7）灰度級與顏色數(shù)。像素具有明暗和色彩屬性。

第17頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三12.3.2液晶顯示器（LCD）

液晶顯示器（LiquidCrystalDisplay，LCD）是中間夾有一些液晶材料的兩塊玻璃板。在此夾層的各個節(jié)點上通以微小的電流，就能夠讓液晶顯現(xiàn)出圖案，諸如計算器上的數(shù)字、PDA上的文本、筆記本計算機顯示器上的圖像等。液晶顯示器有著功耗低、平板型結構、被動型顯示、顯示信息量大、易于彩色化無輻射、無污染等優(yōu)點，廣泛的應用于電子手表、計算器、便攜儀表、計算機等。第18頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三12.4寬帶網(wǎng)接入技術

12.4.1寬帶名詞解釋（1）HTTP：超級文本傳輸協(xié)議的縮寫。（2）HTML：超級文本標識語言（HypertextMarkupLanguage）（3）FTP：文件傳輸協(xié)議的簡寫（filetransferprotocol）（4）IP：網(wǎng)際協(xié)議的簡寫。（5）WWW：是因特網(wǎng)上的一個巨大的超級文本集，由歐洲粒子物理實驗室在瑞士開發(fā)出來。（6）URL：即通用資源定位器。（7）POP3：即郵件接收服務器。（8）BBS：即電子公告牌系統(tǒng)。（9）TCP/IP協(xié)議：通信協(xié)議，TCP是傳輸控制協(xié)議，保證在傳輸中不會丟失；IP是網(wǎng)際協(xié)議，保證數(shù)據(jù)被傳到指定的地點。（10）TELNET：遠程登錄。第19頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三（9）TCP/IP協(xié)議：通信協(xié)議，包含了在因特網(wǎng)上的網(wǎng)絡通信的標準，以及一組網(wǎng)絡互聯(lián)的協(xié)議和路徑選擇算法，TCP是傳輸控制協(xié)議，保證在傳輸中不會丟失；IP是網(wǎng)際協(xié)議，保證數(shù)據(jù)被傳到指定的地點。（10）TELNET：遠程登錄。（11）網(wǎng)卡：用于計算機連接到局域網(wǎng)的擴展卡或其他的設備。（12）子網(wǎng)：網(wǎng)絡的一部分，它是物理上的獨立的網(wǎng)絡段，與網(wǎng)絡其他部分共享網(wǎng)絡地址，并用子網(wǎng)號區(qū)分。（13）子網(wǎng)掩碼：一個32位的值，它使IP報文的收件人能區(qū)分IP地址的網(wǎng)絡ID部分和主機的ID部分。（14）網(wǎng)橋：將多個網(wǎng)絡、子網(wǎng)或環(huán)連接成一個個大的邏輯網(wǎng)，網(wǎng)橋中保留節(jié)點的地址表，在此基礎上，可以向特定的子網(wǎng)轉發(fā)數(shù)據(jù)包，這樣，就減少了在其他的子網(wǎng)上循環(huán)而導致的網(wǎng)絡堵塞網(wǎng)橋比中繼器更復雜。第20頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三（15）網(wǎng)絡路由器：他是將網(wǎng)絡連接起來并將網(wǎng)絡信息導向其他網(wǎng)絡的設備，通常網(wǎng)絡信息全自動尋找多個路由器，并選擇效率最高的路由。（16）DHCP：動態(tài)的主機配置協(xié)議的縮寫，它承擔著IP地址和相應的信息的動態(tài)的地址配置。DHCP提供安全、可靠而且簡單的TCP/IP網(wǎng)絡設置，避免地址沖突，并且通過地址分配的集中的管理幫助保存對IP地址的使用。（17）DDN業(yè)務：DDN是由光纖數(shù)字電路、數(shù)字復用及交叉逢接設備組成，為用戶提供2M以下各種速率的全數(shù)字、全透明、高質量的數(shù)據(jù)專線傳輸通道，能滿足用戶組建中、高速計算機網(wǎng)的需要，可以提供TDM點對點專線、廣播多點專用電路、雙向多點專用電路和語音專線電路。第21頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三（18）分組交換網(wǎng)（X.25）：采取“存儲—轉發(fā)”的交換方式，提供給用戶交換型虛電路（SVC）、永久型虛電路（PVC）的業(yè)務。（19）WEBVOD：通過一根電話線，可以在家用電視（配機頂盒）或直接用PC（高速接入）來收看交互的多媒體節(jié)目。（20）ADSL虛擬撥號：采用專門的軟件PPPoverEthernet，撥號后直接由驗證服務器進行檢驗，通過后就建立起一條高速的用戶數(shù)字；并分配相應的動態(tài)IP。（21）ADSL專線：ADSL專線接入是ADSL接入方式中的另一種，不同于虛擬撥號方式，而是采用一種類似于專線的接入方式，用戶連接和配置好ADSLMODEM后，在自己的PC的網(wǎng)絡設置里設置好相應的TCP/IP協(xié)議及網(wǎng)絡參數(shù)（IP和掩碼、網(wǎng)關等都由局端事先分配好），開機后，用戶端和局端會自動建立起一條鏈路。第22頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三12.4.2ADSL接入技術

1．ADSL技術簡介

ADSL（AsymmetricDigitalSubscriberLine，非對稱數(shù)字用戶線）

它能夠在現(xiàn)有的銅雙絞線，即普通電話線上提供高達8Mbps的高速下行速率，

2．ADSL的主要特點

用戶通過ADSL接入寬帶多媒體信息網(wǎng)與因特網(wǎng)，同時可以收看影視節(jié)目，舉行視頻會議，還可以很高的速率下載數(shù)據(jù)文件。

第23頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三3．ADSL的接入模型及安裝圖示

圖12-3ADSL的接入模型

圖12-4遠端模塊

圖12-5端口連接及壓線圖

圖12-6局域網(wǎng)用戶的ADSL安裝

第24頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三返回第25頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三返回第26頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三第27頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三第28頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三12.5打印機接口技術

12.5.1打印機的分類

1．按打印方式分類

一般可以分為擊打式和非擊打式兩大類。擊打式打印機即針式打印機。非擊打式打印機有噴墨打印機、激光打印機和熱轉換打印機等。第29頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三2．按印字輸出方式分類打印機按印字輸出方式可分為串式、行式和頁式。

3．按印字原理方式分類 打印機按印字原理可分為針式、字模式、噴墨式、激光式、熱轉換式等多種方式。第30頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三12.5.2并行打印機Centronics接口標準

打印機與主機之間的連接使用專用的打印電纜，與主機相連的插頭為25針，接打印機的一端為36針。表12-3列出了Centronics標準并行接口各引腳的作用。（見書）

36芯線可分為：數(shù)據(jù)線

8根、控制和狀態(tài)線9根、地線15根、+5V電源輸入線1根，其余不用或選用。其中DATA8～DATA1（數(shù)據(jù)）、（數(shù)據(jù)選通）、BUSY（忙）、（回答）以及地線，這些是打印機和主機通信的基本信號線

第31頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三12.5.3噴墨式打印機

噴墨打印機根據(jù)噴墨方式可分為連續(xù)式和隨機式兩種。

目前，市場上見到的噴墨打印機是隨機式噴墨打印機，佳能（Canon）和惠普（HP）兩家公司采用氣泡式，愛普生（EPSON）公司采用壓電式。氣泡式噴墨打印機（BubbleJet，BJ）是目前應用最為廣泛的噴墨打印機。

第32頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三12.5.4激光打印機

激光打印機（LaserPrinter）是目前最吸引人的打印機。它是激光、微電子和機械技術的綜合利用。分為黑白和彩色兩種。它具有高精度、低噪聲和功能強的優(yōu)點，因而倍受人們的青睞

激光打印機主要由激光掃描系統(tǒng)、成像系統(tǒng)、輸紙系統(tǒng)和控制系統(tǒng)4部分組成，其原理框圖如圖12-9所示。（見書）第33頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三12.6掃描儀接口技術

掃描儀的問世，解決了圖形、圖像的輸入問題，促進了圖形及圖片處理領域的進一步發(fā)展。它廣泛運用于圖像處理、文字識別、圖形識別，是文字、數(shù)據(jù)錄入和信息識別領域不可缺少的辦公設備。第34頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三12.6.1掃描儀的分類

1．按掃描方式分類按掃描方式的不同，掃描儀可分為手持式、臺式、進紙式和滾筒式。2．按掃描對象分類按掃描對象分類，掃描儀可以分為反射式和透射式兩種。

3．按感光器件分類按感光器件的不同，掃描儀可分為光電倍增管、電荷耦合器（CCD）、接觸式感光器件（CIS）。4．按接口分類按接口的不同，掃描儀通常分為SCSI接口、并行口（EPP）和USB接口3