計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)電子課件

第3章人機(jī)接口技術(shù)

在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話或某種操作，需要一個(gè)人機(jī)接口（HMI-HumanMachineInterface或MMI-ManMachineInterface），通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)過(guò)程運(yùn)行操作臺(tái)（或操作面板）來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于生產(chǎn)過(guò)程各異，要求管理和控制的內(nèi)容也不盡相同，所以操作臺(tái)（面板）一般由用戶(hù)根據(jù)工藝要求自行設(shè)計(jì)。操作臺(tái)（面板）的主要功能如下：輸入和修改源程序。顯示和打印中間結(jié)果及采集參數(shù)。對(duì)某些參數(shù)進(jìn)行聲光報(bào)警。啟動(dòng)和停止系統(tǒng)的的運(yùn)行。選擇工作方式，如自動(dòng)/手動(dòng)（A/M）切換。各種功能鍵的操作。顯示生產(chǎn)工藝流程。為了完成上述功能，操作臺(tái)一般由數(shù)字鍵、功能鍵、開(kāi)關(guān)、顯示器和各種輸入輸出設(shè)備組成。

3.1獨(dú)立式鍵盤(pán)接口設(shè)計(jì)

鍵盤(pán)的特點(diǎn)及確認(rèn)

鍵盤(pán)是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中不可缺少的輸入設(shè)備，它是人機(jī)對(duì)話的紐帶，它能實(shí)現(xiàn)向計(jì)算機(jī)輸入數(shù)據(jù)、傳送命令。1．鍵盤(pán)的特點(diǎn)

鍵盤(pán)實(shí)際上是一組按鍵開(kāi)關(guān)的組合。通常，按鍵所用開(kāi)關(guān)為機(jī)械彈性開(kāi)關(guān)，均利用了機(jī)械觸點(diǎn)的合、斷作用。一個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)通過(guò)機(jī)械觸點(diǎn)的斷開(kāi)、閉合過(guò)程，其波形如圖3-1所示。鍵按下鍵閉合前沿抖動(dòng)后沿抖動(dòng)

圖3-1按鍵抖動(dòng)波形按鍵的穩(wěn)定閉合期長(zhǎng)短則是由操作人員的按鍵動(dòng)作決定的，一般為零點(diǎn)幾秒到幾秒的時(shí)間。

2．按鍵的確認(rèn)一個(gè)按鍵的電路如圖3-2所示。當(dāng)按鍵S按下時(shí)，VA=0，為低電平；當(dāng)按鍵S未按下時(shí)，VA=1，為高電平。反之，當(dāng)VA=0時(shí)，表示按鍵S按下；當(dāng)VA=1時(shí)，表示按鍵S未按下。鍵的閉合與否，反應(yīng)在電壓上就是呈現(xiàn)出高電平或低電平，如果高電平表示斷開(kāi)的話，那么低電平則表示閉合，所以對(duì)通過(guò)電平的高低狀態(tài)的檢測(cè)，便可確認(rèn)按鍵按下與否。圖3-2按鍵電路+5VVA10kΩS3．消除按鍵的抖動(dòng)消除按鍵抖動(dòng)的方法有兩種：硬件方法和軟件方法。（1）硬件方法采用RC濾波消抖電路或RS雙穩(wěn)態(tài)消抖電路。（2）軟件方法如果按鍵較多，硬件消抖將無(wú)法勝任，因此，常采用軟件的方法進(jìn)行消抖。獨(dú)立式按鍵就是各按鍵相互獨(dú)立，每個(gè)按鍵各接一根輸入線，一根輸入線上的按鍵工作狀態(tài)不會(huì)影響其它輸入線上的工作狀態(tài)。因此，通過(guò)檢測(cè)輸入線的電平狀態(tài)可以很容易判斷哪個(gè)按鍵被按下了。獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。但每個(gè)按鍵需占用一根輸入口線，在按鍵數(shù)量較多時(shí)，輸入口浪費(fèi)大，電路

獨(dú)立式按鍵擴(kuò)展實(shí)例

結(jié)構(gòu)顯得很復(fù)雜，故此種鍵盤(pán)適用于按鍵較少或操作速度較高的場(chǎng)合。1．采用可編程并行接口采用8255A可編程并行輸入輸出接口擴(kuò)展獨(dú)立式按鍵的電路如圖3-3所示。圖3-3

采用8255A擴(kuò)展獨(dú)立式按鍵10kΩ×8S1S2S3S4S5S6S7S8

PA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA7+5V8255A當(dāng)某一鍵按下時(shí)，對(duì)應(yīng)位為0，用位檢測(cè)可以識(shí)別按鍵的工作狀態(tài)。2．采用三態(tài)緩沖器采用74HC245三態(tài)緩沖器擴(kuò)展獨(dú)立式按鍵的電路如圖3-4所示。圖3-4

采用74HC245擴(kuò)展獨(dú)立式按鍵D0D1D2D3D4D5D6D7KEYCS74HC2451A1B2A2B3A3B4A4B5A5B6A6B7A7B8A8BGDIRS1S2S3S4S5S6S7S8+5V10kΩ×8在圖3-4中，KEYCS為讀鍵值口地址。按鍵S1~S8的鍵值為00H~07H，如果這八個(gè)按鍵均為功能鍵，為簡(jiǎn)化程序設(shè)計(jì)，可采用散轉(zhuǎn)程序設(shè)計(jì)方法。假設(shè)背景機(jī)為MCS51及其兼容單片微控制器，則程序設(shè)計(jì)如下：KEYPR：MOVDPTR，#JPTAB；跳轉(zhuǎn)首地址送DPTRMOVA，KEYBUF；從鍵值緩沖區(qū)KEYBUF中取鍵值MOVB，AADDA，BADDA，B；鍵值乘3JMP@A+DPTR；轉(zhuǎn)到相應(yīng)地址JMTAB：LJMPS1PR；轉(zhuǎn)S1功能處理程序LJMPS2PR；轉(zhuǎn)S2功能處理程序LJMPS3PR；轉(zhuǎn)S3功能處理程序LJMPS4PR；轉(zhuǎn)S4功能處理程序LJMPS5PR；轉(zhuǎn)S5功能處理程序LJMPS6PR；轉(zhuǎn)S6功能處理程序LJMPS7PR；轉(zhuǎn)S7功能處理程序LJMPS8PR；轉(zhuǎn)S8功能處理程序

3.2

矩陣式鍵盤(pán)接口設(shè)計(jì)

矩陣式鍵盤(pán)適用于按鍵數(shù)量較多的場(chǎng)合，它由行線和列線組成，按鍵位于行、列的交叉點(diǎn)上。如圖3-5所示，一個(gè)4×4的行、列結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成一個(gè)含有16個(gè)按鍵的鍵盤(pán)。很明顯，在按鍵數(shù)量較多的場(chǎng)合，矩陣鍵盤(pán)與獨(dú)立式按鍵鍵盤(pán)相比，要節(jié)省很多的I/O口。圖3-5

矩陣式鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)10kΩ+5V01231456728910113121314154123410kΩ10kΩ10kΩ

按鍵設(shè)置在行、列線交點(diǎn)上，行、列線分別連接到按鍵開(kāi)關(guān)的兩端，行線通過(guò)上拉電阻接到+5V上。平時(shí)無(wú)按鍵動(dòng)作時(shí)，行線處于高電平狀態(tài)，而當(dāng)有按鍵按下時(shí)，行線電平狀態(tài)將由與此行線相連的列線電平?jīng)Q定。列線電平如果為低，則行線電平為低；列線電平如果為高，則行線電平亦為高。矩陣式鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)如圖3-5所示。矩陣鍵盤(pán)按鍵的識(shí)別方法，此方法分兩步進(jìn)行：第一步，識(shí)別鍵盤(pán)有無(wú)鍵被按下；第二步，如果有鍵被按下，識(shí)別出具體的按鍵。識(shí)別鍵盤(pán)有無(wú)鍵被按下的方法是：讓所有行線均置為0電平，檢查各列線電平是否有變化，如果有變化，則說(shuō)明有鍵被按下，如果沒(méi)有變化，則說(shuō)明無(wú)鍵被按下。（實(shí)際編程時(shí)應(yīng)考慮按鍵抖動(dòng)的影響，通?？偸遣捎密浖訒r(shí)的方法進(jìn)行消抖處理。）

矩陣鍵盤(pán)工作原理

按鍵的識(shí)別方法

識(shí)別具體按鍵的方法是（亦稱(chēng)之為掃描法）：逐行置零電平，其余各行置為高電平，檢查各列線電平的變化，如某列電平由高電平變?yōu)榱汶娖?，則可確定此行此列交叉點(diǎn)處的按鍵被按下。對(duì)于獨(dú)立式按鍵鍵盤(pán)，由于按鍵的數(shù)目較少，可根據(jù)實(shí)際需要靈活編碼。對(duì)于矩陣式鍵盤(pán)，按鍵的位置由行號(hào)和列號(hào)唯一確定，所以分別對(duì)行號(hào)和列號(hào)進(jìn)行二進(jìn)制編碼，然后將兩值合成一個(gè)字符，高4位是行號(hào)，低4位是列號(hào)，這將是非常直觀的。如12H表示第1行第2列的按鍵，而A3H則表示第10行第3列的按鍵等等。

鍵盤(pán)的編碼

3.3顯示技術(shù)的發(fā)展及其特點(diǎn)顯示技術(shù)的發(fā)展20世紀(jì)是信息大爆炸的時(shí)代。1960~1990年信息的平均年增長(zhǎng)率為20%，到2020年將達(dá)到每?jī)蓚€(gè)半月翻一番的驚人速度。大量的信息通過(guò)“信息高速公路”傳送著，要將這些信息傳送給人們必然要有一個(gè)下載的工具，即接口的終端。研究表明，在人們經(jīng)各種感覺(jué)器官?gòu)耐饨绔@得的信息中，視覺(jué)占60%，聽(tīng)覺(jué)占20%，觸覺(jué)占15%，味覺(jué)占3%，嗅覺(jué)占2%?？梢?jiàn)，近2/3的信息是通過(guò)眼睛獲得的。所以圖像顯示成為信息顯示中的最重要的方式。進(jìn)入20世紀(jì)以來(lái)，顯示技術(shù)作為人機(jī)聯(lián)系和信息展示的窗口已應(yīng)用于娛樂(lè)、工業(yè)、軍事、交通、教育、航空航天、衛(wèi)星遙感和醫(yī)療等各個(gè)方面，顯示產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為電子信息工業(yè)的一大支柱產(chǎn)業(yè)。在我國(guó)，顯示技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品占信息產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的45%左右。電子顯示器可分為主動(dòng)發(fā)光型和非主動(dòng)發(fā)光型兩大類(lèi)。前者是利用信息來(lái)調(diào)制各像素的發(fā)光亮度和顏色，進(jìn)行直接顯示；后者本身不發(fā)光，而是利用信息調(diào)制外光源而使其達(dá)到顯示的目的。顯示器件的分類(lèi)有各種方式，按顯示內(nèi)容、形狀可分為數(shù)碼、字符、軌跡、圖表、圖形和圖像顯示器；按所用顯示材料可分為固體（晶體和非晶體）、液體、氣體、等離子體和液晶體顯示器。但是最常見(jiàn)的是按顯示原理分類(lèi)，其主要類(lèi)型有：發(fā)光二極管（LED）顯示液晶顯示（LCD）陰極射線管（CRT）顯示等離子顯示板（PDP）顯示電致發(fā)光顯示（ELD）有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）顯示真空熒光管顯示（VFD）場(chǎng)發(fā)射顯示（FED）只有LCD是非主動(dòng)發(fā)光顯示，其它皆為主動(dòng)發(fā)光顯示。顯示器件的主要參數(shù)1．亮度亮度（L）的單位是坎德拉每平方米（cd/m2）。對(duì)畫(huà)面亮度的要求與環(huán)境光強(qiáng)度有關(guān)，例如，在電影院中，電影亮度有30~45cd/m2就可以了；在室內(nèi)看電視，要求顯示器畫(huà)面亮度應(yīng)大于70cd/m2；在室外觀看則要求畫(huà)面亮度達(dá)到300cd/m2。所以對(duì)高質(zhì)量顯示器亮度的要求應(yīng)為300cd/m2左右。2．對(duì)比度和灰度對(duì)比度（C）是指畫(huà)面上最大亮度（Lmax）和最小亮度

（Lmin）之比，即：3．分辨力分辨力是指能夠分辨出電視圖像的最小細(xì)節(jié)的能力，是人眼觀察圖像清晰程度的標(biāo)志，通常用屏面上能夠分辨出的明暗交替線條的總數(shù)來(lái)表示，而對(duì)于用矩陣顯示的平板顯示器常用電極線數(shù)目表示其分辨力。4．響應(yīng)時(shí)間和余輝時(shí)間響應(yīng)時(shí)間是指從施加電壓到出現(xiàn)圖像顯示的時(shí)間，又稱(chēng)上升時(shí)間。從切斷電源到圖像顯示消失的時(shí)間稱(chēng)為下降時(shí)間，又稱(chēng)余輝時(shí)間。5．顯示色發(fā)光型顯示器件發(fā)光的顏色和非發(fā)光型顯示器件透射或反射光的顏色稱(chēng)作顯示色。顯示色分為黑白、單色、多色和全色四大類(lèi)。6．發(fā)光效率發(fā)光效率是發(fā)光型顯示器件所發(fā)出的光通量與器件所消耗功率之比，單位為流明每瓦（lm/W）。7．工作電壓與消耗電流驅(qū)動(dòng)顯示器件所施加的電壓為工作電壓（V），流過(guò)的電流稱(chēng)為消耗電流（A）。工作電壓與消耗電流的乘積就是顯示器件的消耗功率。外加電壓有交流電壓與直流電壓之分，如LCD必須用交流供電，而OLED、LED等則用直流供電。在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，常用的顯示器有：發(fā)光二極管（LED）顯示器，液晶顯示器（LCD），陰極射線管（CRT）顯示器。根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合及需要，選擇不同的顯示器。3.4LED顯示器接口設(shè)計(jì)

發(fā)光二極管（LightEmittingDiode,LED）是一種電—光轉(zhuǎn)換型器件，是PN結(jié)結(jié)構(gòu)。在PN結(jié)上加正向電壓，產(chǎn)生少子注入，少子在傳輸過(guò)程中不斷擴(kuò)散，不斷復(fù)合而發(fā)光。改變所采用的半導(dǎo)體材料，就能得到不同波長(zhǎng)的發(fā)光顏色。Losev于1923年發(fā)現(xiàn)了SiC中偶然形成的PN結(jié)中的發(fā)光現(xiàn)象。早期開(kāi)發(fā)的為普通型LED，是中、低亮度的紅、橙、黃、綠LED，已獲廣泛使用。近期開(kāi)發(fā)的為新型LED是指藍(lán)光LED和高亮度、超高亮度LED。LED的主要優(yōu)點(diǎn)：主動(dòng)發(fā)光，一般產(chǎn)品亮度>1cd/m2，高的可達(dá)10cd/m2；工作電壓低，約為2V；

由于是正向偏置工作，因此性能穩(wěn)定，工作溫度范圍寬，壽命長(zhǎng)(105h)；響應(yīng)速度快。對(duì)于直接復(fù)合型材料為16~160MHz；對(duì)于間接復(fù)合材料為105~106Hz；尺寸小。一般LED的PN結(jié)芯片面積為0.3mm2。用于通信的LED芯片面積只有發(fā)可見(jiàn)光的LED芯片面積的1/50。LED的主要缺點(diǎn)是電流大，功耗大。LED數(shù)碼顯示器是由發(fā)光二極管組成的，分為共陰極和共陽(yáng)極兩種，其結(jié)構(gòu)如圖3-7所示。圖3-7a為共陰極接法，圖3-7b為共陽(yáng)極接法。LED數(shù)碼顯示器的外形圖如圖3-8所示。

顯示器的結(jié)構(gòu)

COMCOM圖3-7LED顯示器結(jié)構(gòu)圖gabcdefdp圖3-8LED顯示器外形圖abcdefgdpabcdefgdp在圖3-8中，每一段與數(shù)據(jù)線的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下。共陰極和共陽(yáng)極LED數(shù)碼顯示器的字模如表3-2所示。數(shù)據(jù)線：D7D6D5D4D3D2D1D0LED段：dpgfedcba顯示字符共陽(yáng)極共陰極顯示字符共陽(yáng)極共陰極0C0H3FHb83H7CH1F9H06HcC6H39H2A4H5BHdA1H5EH3B0H4FHE86H79H499H66HF8EH71H592H6DHp8CH73H682H7DHUC1H3EH7F8H07HY91H31H880H7FHH89H6EH990H6FHLC7H76HA88H77H“滅”FFH00H表3-2LED顯示器字模表顯示器的掃描方式

LED顯示器為電流型器件，有兩種顯示掃描方式。

1．靜態(tài)顯示掃描方式（1）顯示電路每一位LED顯示器占用一個(gè)控制電路，如圖3-9所示。圖3-9

靜態(tài)掃描顯示a～g、dpa～g、dpa～g、dpDBCS0CS1…CSn…驅(qū)動(dòng)器譯碼器鎖存器驅(qū)動(dòng)器譯碼器鎖存器驅(qū)動(dòng)器譯碼器鎖存器

（2）程序設(shè)計(jì)被顯示的數(shù)據(jù)（一位BCD碼或字模）寫(xiě)入相應(yīng)口地址（CS0~CSn）。2．動(dòng)態(tài)顯示掃描方式（1）顯示電路所有LED顯示器共用a~g、dp段，如圖3-10所示。圖3-10動(dòng)態(tài)掃描顯示…a～g、dp段驅(qū)動(dòng)器鎖存器位驅(qū)動(dòng)器鎖存器···CS1CS0DB

（2）程序設(shè)計(jì)以六位LED顯示器為例，設(shè)計(jì)方法如下。①設(shè)置顯示緩沖區(qū)，被顯示的數(shù)放于對(duì)應(yīng)單元。②設(shè)置顯示位數(shù)計(jì)數(shù)器DISPCNT，表示現(xiàn)在顯示哪一位。

DISPCNT初值為00H，表示在最低位。每更新一位顯示其內(nèi)容加1，當(dāng)加到06H時(shí)，回到初值00H。③設(shè)置位驅(qū)動(dòng)計(jì)數(shù)器DRVCNT

初值為01H，對(duì)應(yīng)最低位。某位為0，禁止顯示；某位為1，允許顯示。DISPBF

+0低位+1+2+3+4+5高位④確定口地址段驅(qū)動(dòng)口地址：CS0

位驅(qū)動(dòng)口地址：CS1⑤建立字模表SEGTB：DB3FH；0DB06H；1DB5BH；2DB4FH；3DB66H；4DB6DH；5DB7DH；6DB07H；7DB7FH；8DB6FH；9DB77H；ADB7CH；BDB39H；CDB5EH；DDB79H；EDB71H；F⑥顯示程序流程圖顯示程序流程圖如圖3-11所示。關(guān)顯示根據(jù)DISPCNT的內(nèi)容從DISPBF開(kāi)始的單元中取被顯示的數(shù)從SEGTB中查表取字模送CS0口位驅(qū)動(dòng)計(jì)數(shù)器DRVCNT內(nèi)容送CS1口位驅(qū)動(dòng)計(jì)數(shù)器DRVCNT內(nèi)容左移一位顯示位數(shù)計(jì)數(shù)器DISPCNT內(nèi)容加1(DISPCNT)=00H(DRVCNT)=01HRETYN（DISPCNT）=06H?圖3-11

顯示程序流程圖

3.5段型LCD顯示器接口設(shè)計(jì)

的發(fā)展過(guò)程

1888年奧地利植物學(xué)家F.Reinetzer首先觀察到液晶現(xiàn)象。它在測(cè)定有機(jī)物熔點(diǎn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)某些有機(jī)物熔化后會(huì)經(jīng)歷一個(gè)不透明渾濁的液態(tài)階段，繼續(xù)加熱，才成為透明的各向異性液態(tài)。1889年，德國(guó)物理學(xué)家O.Lehmann觀察到同樣的現(xiàn)象，并發(fā)現(xiàn)呈渾濁狀液體的中間具有和晶體相似的性質(zhì)，故稱(chēng)為“液晶”。這是世界上首次被發(fā)現(xiàn)的一種熱致液晶：膽甾醇苯甲酸脂，在60±15℃的溫度下呈乳白色粘狀液體。由于歷史條件所限，當(dāng)時(shí)并沒(méi)有引起很大重視，只是把液晶用在壓力和溫度的指示器上?，F(xiàn)在，液晶已形成一個(gè)獨(dú)立的學(xué)科。液晶知識(shí)涉及多門(mén)學(xué)科，如化學(xué)、電子學(xué)、光學(xué)、計(jì)算機(jī)、微電子、精細(xì)加工、色度學(xué)、照明等。要全面、深入了解液晶顯示器件必須對(duì)上述提及的領(lǐng)域有一定的了解。1．液晶顯示的優(yōu)點(diǎn)（1）低壓、微功耗極低的工作電壓，只要2~3V，工作電流只有幾個(gè)微安，即功耗只有10-6~10-5W/cm2。這是任何別的顯示器件做不到的。（2）平板結(jié)構(gòu)液晶顯示器的基本結(jié)構(gòu)是兩片導(dǎo)電玻璃，中間灌有液晶的薄形盒。（3）被動(dòng)顯示型液晶本身不發(fā)光，靠調(diào)制外界光達(dá)到顯示目的，即依靠對(duì)外界光的不同反射和透射形成不同對(duì)比度來(lái)達(dá)到顯示目的。（4）顯示信息量大

的特點(diǎn)

液晶顯示中，各像素之間不用采取隔離措施或預(yù)留隔離區(qū)，所以在同樣顯示窗口面積內(nèi)可容納更多的像素，利于制成高清晰度電視。

（5）易于彩色化一般液晶為無(wú)色，所以可采用濾色膜很容易實(shí)現(xiàn)彩色。液晶所能重視的彩色可與CRT顯示器相媲美。（6）長(zhǎng)壽命只要液晶的配套件不損壞，液晶本身由于電壓低，工作電流小，所以幾乎不會(huì)劣化，壽命很長(zhǎng)。（7）無(wú)輻射、無(wú)污染CRT顯示中有X射線輻射，PDP顯示中有高頻電磁輻射，而液晶顯示中不會(huì)出現(xiàn)這類(lèi)問(wèn)題。2．液晶顯示的缺點(diǎn)（1）顯示視角小由于大部分液晶顯示的原理依靠液晶分子的各向異性，對(duì)不同方向的入射光、反射率是不一樣的，所以視角較小，只有30o~40o，隨著視角的變大，對(duì)比度迅速變壞。（2）響應(yīng)速度慢液晶顯示大多是依靠在外加電場(chǎng)的作用下，液晶分子的排列發(fā)生變化，所以響應(yīng)速度受材料的粘滯度影響很大，一般均為100~200ms。（3）非主動(dòng)發(fā)光，暗時(shí)看不清液晶是一種介于流體與固體之間的熱力學(xué)的中間穩(wěn)定相。其特點(diǎn)是在一定的溫度范圍內(nèi)既有液體的流動(dòng)性和連續(xù)性，又有晶體的各向異性，其分子呈長(zhǎng)棒形，長(zhǎng)寬之比較大，分子不能彎曲，是一個(gè)剛性體，中心一般有一個(gè)橋鏈，分子兩頭有極性。LCD器件的結(jié)構(gòu)如圖3-12所示。

的基本結(jié)構(gòu)及工作原理

下偏振片封接劑下電級(jí)基板（背)反射板..上電級(jí)基板（正）上偏振片電極液晶材料圖3-12液晶顯示器基本構(gòu)造由于液晶的四壁效應(yīng)，在定向膜的作用下，液晶分子在正、背玻璃電極上呈水平排列，但排列方向互為正交，而玻璃間的分子呈連續(xù)扭轉(zhuǎn)過(guò)渡，這樣的構(gòu)造能使液晶對(duì)光產(chǎn)生旋光作用，使光的偏振方向旋轉(zhuǎn)90o。圖3-13顯示了液晶顯示器的工作過(guò)程。當(dāng)外部光線通過(guò)上偏振片后形成偏振光，偏振方向成垂直方向，當(dāng)此偏振光通過(guò)液晶材料之后，被旋轉(zhuǎn)90o，偏振方向成水平方向，此方向與下偏振片的偏振方向一致，因此此光線能完全穿過(guò)下偏振片而到達(dá)反射板，經(jīng)反射后沿原路返回，從而呈現(xiàn)出來(lái)透明狀態(tài)。當(dāng)在液晶盒的上、下電極加上一定的電壓后，電極部分的液晶分子轉(zhuǎn)成垂直排列，從而失去旋光性。因此，從上偏振片入射的偏振光不被旋轉(zhuǎn)，當(dāng)此偏振光到達(dá)下偏振片時(shí)，因其偏振方向與下偏振片的偏振方向垂直，因而被下偏振片吸收，無(wú)法到達(dá)反射板形成反射，所以呈現(xiàn)出黑色。根據(jù)需要，將電極做成各種文字、數(shù)字或點(diǎn)陣，就可獲得所需的各種顯示。光源 上偏振片 液晶盒 下偏振片 反射板 圖3-13液晶顯示工作原理的驅(qū)動(dòng)方式

液晶顯示器的驅(qū)動(dòng)方式由電極引線的選擇方式確定，因此，在選擇好液晶顯示器之后，用戶(hù)無(wú)法改變驅(qū)動(dòng)方式。液晶顯示器的驅(qū)動(dòng)方式一般有靜態(tài)驅(qū)動(dòng)和時(shí)分割驅(qū)動(dòng)兩種。由于直流電壓驅(qū)動(dòng)LCD會(huì)使液晶體產(chǎn)生電解和電極老化，從而大大降低LCD的使用壽命，所以現(xiàn)用的驅(qū)動(dòng)方式多屬交流電壓驅(qū)動(dòng)。1．靜態(tài)驅(qū)動(dòng)方式靜態(tài)驅(qū)動(dòng)回路及波形圖如圖3-14所示。2．時(shí)分割驅(qū)動(dòng)當(dāng)顯示字段增多時(shí)，為減少引出線和驅(qū)動(dòng)回路數(shù)，必須采用時(shí)分割驅(qū)動(dòng)法。時(shí)分割驅(qū)動(dòng)方式通常采用電壓平均化法，其占空比有1/2，1/8，1/16，1/32等等，偏壓有1/2，1/3，1/4，1/5等。液晶顯示器除段形液晶顯示器外，還有點(diǎn)陣液晶顯示器，可顯示漢字、圖形、曲線等。V0A0V0B0V0

V00-V0C

A1=1LCD

ABC000011101110不顯示顯示圖3-14靜態(tài)驅(qū)動(dòng)回路及波形C0A-C

B隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，在20世紀(jì)90年代初，出現(xiàn)了一種新的人機(jī)交互作用技術(shù)——觸摸屏技術(shù)。利用觸摸屏技術(shù)，用戶(hù)只需要用手指輕輕觸碰計(jì)算機(jī)顯示屏上的圖符或文字就能實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)的操作，擺脫了鍵盤(pán)和鼠標(biāo)操作，使人機(jī)交互更為直截了當(dāng)。觸摸屏作為一種較新的電腦輸入設(shè)備，是目前最簡(jiǎn)單、方便、自然的一種人機(jī)交互方式。它賦予了多媒體以嶄新的面貌，是極富吸引力的全新多媒體交互設(shè)備。觸