【教学课件】第5章键盘与鼠标接口

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1、第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口第第5 5章章 键盘与鼠标接口键盘与鼠标接口5.1 键盘概述键盘概述5.2 键盘的工作原理键盘的工作原理5.3 PC扩展键盘接口扩展键盘接口5.4 键盘中断与键盘键盘中断与键盘I/O5.5 鼠标接口鼠标接口第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口本章学习目标本章学习目标l l 键盘的类型及其工作原理键盘的类型及其工作原理l l 键盘控制电路的组成及工作原理键盘控制电路的组成及工作原理l l 键盘接口电路的组成及工作原理键盘接口电路的组成及工作原理l l 键盘的中断与键盘的中断与I/OI/O接口及中断服务接口及中断服务l l 鼠标的类型和工作原理鼠

2、标的类型和工作原理l l 鼠标接口电路鼠标接口电路返回本章首页返回本章首页第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口5.1 键盘概述键盘概述5.1.1 键盘的布局键盘的布局5.1.2 键盘的分类键盘的分类返回本章首页返回本章首页第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口5.1.1 键盘的布局键盘的布局图图5.1 键盘的键区组成键盘的键区组成返回本节返回本节第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口5.1.2 键盘的分类键盘的分类1按键的形式分类按键的形式分类 键键盘盘按按其其按按键键的的结结构构形形式式来来分分一一般般有有机机械械式式、电电容容式式、电电感感式式、磁磁感感式式、薄薄膜膜式

3、式和和橡橡胶胶垫垫式式等等。其其中中最最常常用用的的是是机机械械式式和和电电容容式式键键盘盘。其其按按键键结结构构原原理理如如图图5.2所所示。示。第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口图图5.2 键盘按键结构示意图键盘按键结构示意图第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口2按插口方式分类按插口方式分类 按按照照键键盘盘插插口口方方式式，键键盘盘可可分分为为串串口口（AT）键键盘盘（大大口口）、并并口口（即即PS/2）键键盘盘（小小口口）两两类类。其其接接口口引引脚脚及功能说明如图及功能说明如图5.3所示。所示。第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口图图5.3 键盘插座示意图及

4、各引脚功能键盘插座示意图及各引脚功能第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口3按键盘编码方式分类按键盘编码方式分类 l分为编码键盘和非编码键盘。分为编码键盘和非编码键盘。l编编码码键键盘盘是是键键盘盘电电路路在在某某个个键键被被按按下下后后，能能提提供供该该键键所所代代表表的的信信息息代代码码，并并以以并并行行或串行信号输给或串行信号输给CPU。l非非编编码码键键盘盘是是一一种种便便宜宜而而广广泛泛用用于于微微机机系系统统的的输输入入设设备备。这这种种键键盘盘内内部部有有一一个个扫扫描描电电路路，不不断断地地扫扫描描键键盘盘是是否否有有键键被被按按下下。此此键键所所代代表表的的键键盘盘信信

5、息息代代码码，则则由由键键盘盘接接口口及及键键盘盘处处理理软软件件根根据据键键盘盘送送来来的的位位置置信信息产生，然后再送给息产生，然后再送给CPU。返回本节返回本节第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口5.2 键盘的工作原理键盘的工作原理5.2.1 键盘电路的组成键盘电路的组成5.2.2 键盘的支持逻辑键盘的支持逻辑5.2.3 扫描码扫描码5.2.4 键盘工作原理键盘工作原理返回本章首页返回本章首页第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口图5.4 键盘矩阵结构示意图第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口5.2.1 键盘电路的组成键盘电路的组成1微处理器微处理器2译码器译码器3

6、键盘矩阵键盘矩阵图图5.5为为AT键盘控制器电路框图，其控键盘控制器电路框图，其控制电路如图制电路如图5.6所示。所示。第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口图图5.5 键盘电路组成示意图键盘电路组成示意图第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口图图5.6 键盘控制电路键盘控制电路返回本节返回本节第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口5.2.2 键盘的支持逻辑键盘的支持逻辑键盘的扫描主要包含四项任务：键盘的扫描主要包含四项任务：1扫描键盘扫描键盘 2读取键盘读取键盘 3去除抖动去除抖动 4组成串行扫描码组成串行扫描码 （如图5.7所示）第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口

7、口图图5.7 “h”键的键码键的键码23的串行数据的串行数据返回本节返回本节第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口5.2.3 扫描码扫描码扫描码的结构一般分成四类：扫描码的结构一般分成四类：（1）ASCII字符的扫描码即字符的扫描码即ASCII码码+键码。键码。（2）扩扩充充的的ASCII字字符符的的扫扫描描码码即即00+扩扩充充ASCII码。码。（3）袖袖珍珍键键盘盘即即ASCII码码+键键码码或或ASCII码码+E0。（4）增增加加键键即即E0+键键码码，若若与与袖袖珍珍键键重重复复的的键则为键则为00+键码。键码。第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口键的动作扫描码信息也分为

8、键的动作扫描码信息也分为4种情况：种情况：（1）接通码：）接通码：0+扫描码。扫描码。（2）断开码：）断开码：XT键盘的情况为键盘的情况为1+扫描码。扫描码。AT键盘的情况为：键盘的情况为：F0+扫描码。扫描码。（3）组合键扫描码：）组合键扫描码：F0+键键Ctrl/Alt/Shift的扫描码的扫描码+正常键的接通码。正常键的接通码。（4）重复动作码：）重复动作码：F0+接通码接通码+接通码接通码+（除了（除了Pause键）。键）。返回本节返回本节第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口键键盘盘扫扫描描码码的的发发送送完完全全按按串串行行异异步步通信格式进行，其格式如下：通信格式进行，其格

9、式如下：5.2.4 键盘工作原理键盘工作原理第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口键键盘盘扫扫描描码码的的发发送送完完全全按按串串行行异异步步通通信格式进行，其格式如下：信格式进行，其格式如下：第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口图图5.8 8048和键盘接口的连接图和键盘接口的连接图返回本节返回本节第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口5.3 PC扩展键盘接口扩展键盘接口5.3.1 扩展键盘接口的功能扩展键盘接口的功能5.3.2 键盘接口工作原理及其编程控制键盘接口工作原理及其编程控制返回本章首页返回本章首页第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口5.3.1 扩展键盘

10、接口的功能18042芯片的引脚定义芯片的引脚定义（如图5.9、表5.1所示）2键键盘盘接接口口电电路路连连接接及及接接口口信信号号（如图5.10所示）l（1）主机系统的接口信号）主机系统的接口信号l（2）键盘的接口信号）键盘的接口信号第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口图图5.9 Intel 8042外形结构图外形结构图第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口表5.1 Intel 8042各引脚功能表第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口表5.1 Intel 8042各引脚功能表续表第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口图图5.10 键盘控制器接口逻辑电路键盘控制器接口

11、逻辑电路第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口3键盘接口的功能键盘接口的功能（1）接收键盘输出的键盘扫描码）接收键盘输出的键盘扫描码（2）缓冲器满产生键盘中断）缓冲器满产生键盘中断（3）提供键盘中断程序读取系统扫描码）提供键盘中断程序读取系统扫描码（4）对键盘数据进行正确性检查）对键盘数据进行正确性检查（5）向键盘传送命令并等待接收键盘响应）向键盘传送命令并等待接收键盘响应（6）通过键盘锁定开关封锁按键的扫描码）通过键盘锁定开关封锁按键的扫描码（7）接受一些硬件配置开关状态）接受一些硬件配置开关状态（8）控制系统复位动作）控制系统复位动作（9）选通地址线）选通地址线A20返回本节返回本节

12、第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口5.3.2 键盘接口工作原理及其键盘接口工作原理及其编程控制编程控制（8042作作为为键键盘盘接接口口控控制制器器，其其内内部部功功能能如如图图5.11所示）。所示）。1端口寄存器及其作用端口寄存器及其作用各个端口寄存器的作用如下：各个端口寄存器的作用如下：状状态态寄寄存存器器：是是一一个个8位位寄寄存存器器，它它包包含含有有键键盘盘控控制制器器和和接接口口方方面面的的信信息息，它它在在任任何何时时候均可被候均可被CPU读取。读取。第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口输输出出缓缓冲冲器器：其其I/O端端口口地地址址为为060H，是是一一个个8

13、位位的的只只读读寄寄存存器器。键键盘盘控控制制器器通通过过输输出出缓缓冲冲器器向向系系统统传传送送由由键键盘盘送送来来的的扫扫描描码码和和命命令令响响应应。输输入入缓缓冲冲器器：其其I/O端端口口地地址址为为060H或或064H，输输入入缓缓冲冲器器也也是是一一个个8位位的的只只读读寄寄存存器器，当当CPU对对地地址址060H进进行行写写入入时时设设置置一一个个标标志志，表表示示写写入入一一个个数数据据；对对地地址址064H写写入入时时设设置置一一个标志，表示写入一个命令。个标志，表示写入一个命令。第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口图图5.11 键盘接口功能框图键盘接口功能框图第第5

14、 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口表表5.2 8042寄存器端口分配及读写控制表寄存器端口分配及读写控制表第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口表表5.3 键盘控制器命令键盘控制器命令2键盘控制命令键盘控制命令第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口表表5.4 键盘命令列表键盘命令列表返回本节返回本节第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口5.4 键盘中断与键盘键盘中断与键盘I/O5.4.1 BIOS键盘缓冲区键盘缓冲区5.4.2 键盘的接口功能键盘的接口功能5.4.3 INT 09H键盘中断键盘中断5.4.4 INT 16H键盘服务功能键盘服务功能返回本章首页返回本章首页第

15、第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口5.4.1 BIOS键盘缓冲区1键盘缓冲区的作用键盘缓冲区的作用BIOS在在内内存存低低端端的的BIOS数数据据存存储储区区开开设设一一个个键键盘盘缓冲区，其作用如下：缓冲区，其作用如下：（1）可以满足键盘实时输入要求。）可以满足键盘实时输入要求。（2）适应随机访问的应用要求。）适应随机访问的应用要求。（3）能容纳快速键盘输入要求。）能容纳快速键盘输入要求。第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口2键盘缓冲区的结构及操作键盘缓冲区的结构及操作（1）队列初始化）队列初始化（2）元素进队列）元素进队列（3）元素出队列（如图）元素出队列（如图5.12所示

16、）所示）第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口图图5.12 键盘缓冲区的媒介作用示意图键盘缓冲区的媒介作用示意图返回本节返回本节第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口5.4.2 键盘的接口功能键盘的接口功能l（1）对对某某些些键键或或键键的的组组合合定定义义为为单单字字节的节的ASCII码。码。l（2）对对某某些些键键或或键键的的组组合合定定义义为为双双字字节的扩展码。节的扩展码。l（3）对对某某些些键键仅仅设设置置变变量量，反反映映其其被被按下或释放的状态。按下或释放的状态。l（4）对对某某些些键键或或键键的的组组合合产产生生特特殊殊操操作。作。返回本节返回本节第第5 5章章 键

17、键盘盘与与鼠鼠标标接接口口5.4.3 INT 09H键盘中断键盘中断l表表5.5列出了缓冲区的键盘状态单元内容。列出了缓冲区的键盘状态单元内容。lINT 09H的的中中断断服服务务功功能能：当当扫扫描描码码进进入入INT 09H，中中断断服服务务程程序序首首先先对对其其进进行行识识别别分分类类。分分别别为为中中断断动动作作、状状态态标标志志及及数数据据信信息息三三类类。如如图图5.13所所示示。INT 09H的的入入口口是是硬件信号硬件信号IRQ1和和DB0DB7。第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口图5.13 键盘信号的传递转换示意图第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口表表5

18、.5 键盘状态单元键盘状态单元返回本节返回本节第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口表表5.6 键盘的基本和扩展服务功能键盘的基本和扩展服务功能5.4.4 INT 16H键盘服务功能键盘服务功能第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口返回本节返回本节第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口5.5 鼠标接口鼠标接口5.5.1 鼠标器工作原理及分类鼠标器工作原理及分类5.5.2 鼠标的结构原理鼠标的结构原理5.5.3 鼠标与计算机的接口鼠标与计算机的接口返回本章首页返回本章首页第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口5.5.1 鼠标器工作原理及分类鼠标器工作原理及分类鼠鼠标标器器

19、是是由由位位置置传传感感器器、专专用用处处理理芯芯片片和和采采样样机机构构组成（如图组成（如图5.14、5.15所示）。所示）。鼠鼠标标器器的的工工作作原原理理：当当鼠鼠标标器器相相对对桌桌面面移移动动时时，采采样样机机构构按按X，Y相相垂垂直直的的方方向向把把位位置置和和距距离离信信息息送送往往传传感感器器，由由传传感感器器将将它它们们转转换换成成脉脉冲冲信信号号，输输入入给给专专用用的的微微处处理理器器，然然后后由由微微处处理理器器按按照照异异步步串串行行口口（或或并并行行口口）通通讯讯协协议议，将将动动作作位位移移以以相相应应的的数数据格式传送到计算机主机。据格式传送到计算机主机。第第5

20、 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口鼠标器的分类：鼠标器的分类：按采样机构：分光机式、光电式、机械式按采样机构：分光机式、光电式、机械式按其用途：分为台式和便携式两种。按其用途：分为台式和便携式两种。按照按键的数量：二键式、三键式和多键按照按键的数量：二键式、三键式和多键式多功能鼠标器。式多功能鼠标器。按其使用功能：分为按其使用功能：分为2D式和式和3D式两种。式两种。按其接口插头的类型：分为按其接口插头的类型：分为“D”型型9针串针串口鼠标及圆形并口（口鼠标及圆形并口（PS/2）鼠标。）鼠标。第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口图图5.14 鼠标器组成原理鼠标器组成原理第第5 5章

21、章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口图图5.15 鼠标外形图鼠标外形图返回本节返回本节第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口5.5.2 鼠标的结构原理鼠标的结构原理1光机式鼠标器光机式鼠标器 （如图5.16所示）2光电式鼠标光电式鼠标 （如图5.17所示）第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口图图5.16 光机鼠标结构筒图光机鼠标结构筒图 第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口图图5.17 光电式鼠标结构示意图光电式鼠标结构示意图返回本节返回本节第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口图图5.18 鼠标接口引脚示意图鼠标接口引脚示意图5.5.3 鼠标与计算机的接口鼠标与计算机的接口1鼠标器接口标准鼠标器接口标准第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口表5.7 两键鼠标三字节的数据传输格式2鼠标数据传输格式鼠标数据传输格式返回本节返回本节第第5 5章章 键键盘盘与与鼠鼠标标接接口口THANK YOU VERY MUCH！本章到此结束，本章到此结束，谢谢您的光临！谢谢您的光临！返回本章首页返回本章首页结结 束放映束放映