第三章人機(jī)對(duì)話與數(shù)據(jù)通信,鍵盤LCD顯示器觸摸屏技術(shù)串行總線數(shù)據(jù)通信PTR2000無線數(shù)據(jù)傳輸,3.1鍵盤,鍵盤的種類：鍵盤上閉合鍵的識(shí)別是由專用硬件實(shí)現(xiàn)的，稱為編碼鍵盤，靠軟件實(shí)現(xiàn)的稱為非編碼鍵盤。鍵盤的接口必須解決下列的一些問題：（1）決定是否有鍵按下；（2）如有鍵按下，決定是哪一個(gè)鍵被按下；（3）確定被按鍵的讀數(shù)；（4）反彈跳按鍵抖動(dòng)的消除。（5）處理同時(shí)按鍵即同時(shí)有一個(gè)以上的按鍵。,3.1.1非編碼鍵盤,1.獨(dú)立連接式非編碼鍵盤,P,接口,+V,10k*4,2.矩陣式非編碼鍵盤,識(shí)別按鍵的方法,行掃描法線反轉(zhuǎn)法,線反轉(zhuǎn)法,非編碼鍵盤接口,3.1.2鍵盤信號(hào)的獲取方法有三種：.程序掃描法中斷掃描法定時(shí)中斷法鍵盤監(jiān)控程序設(shè)計(jì)方法有.直接分析法狀態(tài)矩陣法3.1.3編碼鍵盤.編碼鍵盤的基本任務(wù)是識(shí)別按鍵，提供按鍵讀數(shù)，一個(gè)高質(zhì)量的編碼鍵盤還應(yīng)具有反彈跳、處理同時(shí)按鍵等功能.靜態(tài)編碼器普通編碼器如74148可編程鍵盤/顯示接口如8279,靜態(tài)式編碼器接口,0,1,2,3,4,5,6,7,10,11,12,13,1,2,3,4,8,9,7,6,74148,EI,A0,A1,A2,A2,A1,A0,a）接口電路,b）真值表,D0D1D2D3D4D5D6D7,P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7,ALE,P2.7,RD,INT1,8051,RL7RL6RL5RL4RL3RL2RL1RL0,CLK,A0,WR,RD,IRQ,74LS373,RESET,SHIFT,CNTL,20F,+5V,2K,SL0SL1SL2,8279,74LS138Y0Y7,VCC,+5V,15141312111098,76543210,BIC8708,dp,BIC8708,+5V,f,g,c,e,d,b,a,B0B1B2B3A0A1A2A3,CS,WR,3.2數(shù)碼顯示技術(shù),液晶顯示是一種功耗極低的被動(dòng)式顯示器件。其優(yōu)點(diǎn)為：工作電流比LED小幾個(gè)數(shù)量級(jí)，尺寸小，厚度約為L(zhǎng)ED的1/3等。LCD的驅(qū)動(dòng)方式:驅(qū)動(dòng)方式由電極引線的選擇確定。既LCD選定后，其驅(qū)動(dòng)方式也就隨之確定了。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)迭加驅(qū)動(dòng)(時(shí)分驅(qū)動(dòng)),3.2.1LCD數(shù)碼顯示,3.2.1、七段LCD顯示器,靜態(tài)驅(qū)動(dòng)方式,VA,迭加驅(qū)動(dòng)方式:迭加驅(qū)動(dòng)方式通常采用電壓平均法。其占空比有1/2、1/8、1/12、1/16、1/32、1/64等，偏比有1/2、1/3、1/5、1/7、1/9等。,硬件譯碼的LCD驅(qū)動(dòng)接口-ICM7211,ICM7211AM與8031單片機(jī)的接口,3.2.2、字符式LCD顯示器,LCM-512-01A點(diǎn)陣字符式液晶顯示模塊:自帶驅(qū)動(dòng)IC和液晶顯示控制IC。該模塊上的控制器是HD44780內(nèi)部有字符發(fā)生器和顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，可顯示96個(gè)ASCII字符和92個(gè)特殊字符。,二.模塊各管腳的功能為：,Vss：地線輸入端。VDD：+5V電源輸入端。Vo：液晶顯示面板亮度調(diào)節(jié)，通過1020K的電阻接到+5V和地之間起調(diào)節(jié)亮度的作用。圖3-13所示為Vo的接法。RS：寄存器選擇信號(hào)輸入線。當(dāng)其為低電平時(shí)，選通指令寄存器；為高電平時(shí)選通數(shù)據(jù)寄存器。R/W：讀/寫信號(hào)輸入線。低電平為寫入，高電平為讀出。E：使能信號(hào)輸入線。讀狀態(tài)下，高電平有效；寫狀態(tài)下，下降沿有效。(14)D0D7：數(shù)據(jù)總線。可以選擇4位總線或8位總線操作，選擇4位總線操作時(shí)使用D4D7。,三、HD44780指令集1.清顯示命令:00000001(執(zhí)行時(shí)間1.64ms)2.光標(biāo)返回命令:0000001*(執(zhí)行時(shí)間1.64ms)3:輸入方式:000001I/DS(執(zhí)行時(shí)間40s)設(shè)置光標(biāo)、顯示畫面移動(dòng)的方向。I/D=1，AC自動(dòng)加1，光標(biāo)右移一個(gè)字符位。S=0無效，S=1有效。4.顯示開關(guān)控制:00001DCB。其中:D=1時(shí)開顯示;D=0時(shí)關(guān)顯示C=1時(shí)光標(biāo)顯示;C=0時(shí)光標(biāo)消失B=1為閃爍啟用;B=0時(shí)閃爍關(guān)閉5.光標(biāo)、顯示畫面移動(dòng)：0001S/CR/L*其中：S/C=1為顯示畫面位移；S/C=0為光標(biāo)位移R/L=1為右移；R/L=0為左移6.功能設(shè)置:001DLNF*。其中:DL=1表示數(shù)據(jù)總線有效位長(zhǎng)為8位;DL=0表總線為4位.N=1表示字符行為兩行;N=0表示字符行為一行.F=1表示字體為510點(diǎn)陣;F=0為57點(diǎn)陣.(高4有效),7.CGRAM地址設(shè)置:01A5A4A3A2A1A0。8.DDRAM地址設(shè)置:1A6A5A4A3A2A1A0。9.讀BF及AC值:BFAC6AC5AC4AC3AC2AC1AC010.寫數(shù)據(jù)。11.讀數(shù)據(jù)。,3.2.3圖形式LCD顯示器,一、MGLS-19264模塊的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu),二、引出線的功能,1VCC：模塊+5V電源輸入端。2GND：地線輸入端。3VO：顯示亮度調(diào)節(jié)。4CSA、CSB：芯片選擇控制。其值為00時(shí)選通HD61202（1），即選擇左屏有效；值為01時(shí)選通HD61202（2），即選擇中屏有效；值為10時(shí)選通HD61202（3），對(duì)應(yīng)的選擇右屏有效。5D/I：數(shù)據(jù)、指令選擇。D/I=1時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)操作；D/I=0時(shí)寫指令或讀狀態(tài)。6R/W：讀寫選擇信號(hào)。R/W=1為讀選通；R/W=0為寫選通。7E：讀寫使能信號(hào)。在E的下降沿，數(shù)據(jù)被寫入HD61202；在E高電平期間，數(shù)據(jù)被讀出。8DB0DB7：數(shù)據(jù)總線。,三、HD61202顯示RAM的地址結(jié)構(gòu),四.HD61202的指令系統(tǒng),1.顯示開/關(guān)指令DB0=1時(shí)顯示RAM內(nèi)容2.顯示起始行設(shè)置3.頁(yè)設(shè)置指令4.列地址設(shè)置指令5.讀狀態(tài)指令BUSY=1表忙;ON/OFF=1顯示關(guān)閉;RESET=1復(fù)位狀態(tài).6.寫數(shù)據(jù)指令7.讀數(shù)據(jù)指令,R/WD/IB7B6B5B4B3B2B1B00000111111/00011顯示起始行(0-63)0010111頁(yè)號(hào)0001顯示列地址11BUSY0ON/OFFRESET000001寫數(shù)據(jù)11顯示數(shù)據(jù)讀,五、直接訪問方式接口電路,3.3觸摸屏簡(jiǎn)介,一、觸摸屏的類型1.按觸摸屏的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類嵌入式(內(nèi)置式)結(jié)構(gòu)外掛式2.按觸摸屏的檢測(cè)手段進(jìn)行分類紅外式電阻式電容式表面聲波式,電阻觸摸屏,電阻觸摸屏的主要部分是一塊多層的復(fù)合電阻薄膜.它最大的特點(diǎn)是不怕油污，灰塵，水。電阻觸摸屏共同的缺點(diǎn)是因?yàn)閺?fù)合薄膜的外層采用塑膠材料,不知道的人太用力或使用銳器觸摸可能劃傷整個(gè)觸摸屏而導(dǎo)致報(bào)廢。常用在PDA等手持設(shè)備或其它.,紅外觸摸屏以光束阻斷技術(shù)為基本原理，不需要在原來的顯示器表面覆蓋任何材料.其主要優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉、安裝方便、可以用在各檔次的計(jì)算機(jī)上。缺點(diǎn):發(fā)光二極管壽命比較短，影響了整個(gè)觸摸屏的壽命;紅外線觸摸屏由于依靠感應(yīng)紅外線運(yùn)作，外界光線變化會(huì)影響其準(zhǔn)確性,且紅外線觸摸屏不防水不防污物，甚至非常細(xì)小的外來物體也會(huì)導(dǎo)致誤差，影響性能。近來紅外觸摸技術(shù)有較大突破.主要應(yīng)用在較大尺寸上.,電容屏在原理上把人體當(dāng)作一個(gè)電容器元件的一個(gè)電極使用，是利用人體的電流感應(yīng)進(jìn)行工作的.電容式觸摸屏是眾多觸摸屏中最可靠、最精確的一種,但價(jià)錢也是眾多觸摸屏中最昂貴的一種。缺點(diǎn)是反光嚴(yán)重,最大缺點(diǎn)是漂移.,表面聲波觸摸屏是眾多觸摸屏中較可靠、較精確的一種且其價(jià)格比適中，是現(xiàn)時(shí)觸摸屏市場(chǎng)很暢銷的產(chǎn)品。它具有低輻射、不耀眼、不怕震、抗干擾強(qiáng)等特點(diǎn)；抗刮傷性良好，不受溫度、濕度等環(huán)境因素影響，壽命長(zhǎng)透光率高，能保持清晰透亮的圖像質(zhì)量；沒有漂移，只需安裝時(shí)一次校正；有第三軸（即壓力軸）響應(yīng)?；覊m、油污等對(duì)其表面影響較大。,ADS7843是一個(gè)內(nèi)置12位模數(shù)轉(zhuǎn)換、低導(dǎo)通電阻模擬開關(guān)的串行接口芯片。,3.4串行總線數(shù)據(jù)通訊,3.4.1、RS-232C總線標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用,電平轉(zhuǎn)換芯片介紹,(1)驅(qū)動(dòng)器的輸出電平邏輯0：+5V+15V；邏輯1：-5V-15V(2)接收器的輸入檢測(cè)電平邏輯0：+3V；邏輯1：-3VRS-232C使用的是負(fù)邏輯。,3.4.2、RS-422/485標(biāo)準(zhǔn)總線及其應(yīng)用,RS-449與RS-232C的主要差別是信號(hào)的傳輸方式不同。RS-449接口是利用信號(hào)導(dǎo)線之間的電位差，可在1200m的雙絞線上進(jìn)行數(shù)字通信，速率可達(dá)90kb/s。由于RS-449系統(tǒng)用平衡信號(hào)差電路傳輸高速信號(hào)，所以噪聲低，又可以多點(diǎn)或者使用公用線通信。RS-422是RS-449標(biāo)準(zhǔn)的子集，規(guī)定了電氣方面的要求。RS-422A的傳輸率最大為10Mb/s，在此速率下，電纜允許長(zhǎng)度為120m。如果采用較低傳輸速率，如90kb/s，最大距離可達(dá)1200m。RS-485是RS-422A的變形。RS-422A為全雙工，可同時(shí)發(fā)送和接收；RS-485則為半雙工，在某一時(shí)刻，一個(gè)發(fā)送另一個(gè)接收。,RS-232C、RS-422A、RS485性能比較,3.4.3、USB通用串行總線及應(yīng)用“UniversalSerialBus”,USB具有如下一些特點(diǎn)：USB接口統(tǒng)一了各種接口設(shè)備的連接頭，即插即用（plug-and-play），并能自動(dòng)檢測(cè)與配置系統(tǒng)的資源。具有“熱插撥“（hotattachCS=1,選擇頻道0，既434.33MHz。(3)DO：數(shù)據(jù)輸出。(4)DI：數(shù)據(jù)輸入。(5)GND：電源地。(6)PWR：節(jié)能控制。PWR1，正常工作狀態(tài)；PWR0，待機(jī)微功耗狀態(tài)。(7)TXEN：發(fā)送接收控制。TXEN1時(shí)，模塊為發(fā)送狀態(tài)；TXEN0時(shí)，模塊為接收狀態(tài)。,PTR2000接口電路,典型應(yīng)用,