【文章內(nèi)容簡介】 有 32位 CPU的性能、 8位 MCU的價格。 ?其應(yīng)用范圍非常廣泛，比如手機、 PDA、 MP3/MP和種類繁多的便攜式消費產(chǎn)品。 LOGO 儀器科學(xué)與技術(shù)系 氣 象 儀 器 第二章 智能儀器基礎(chǔ) 2022/3/13 29 概述 傳感器與信號調(diào)理 模 /數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù) 微控制器 人機接口 低功耗設(shè)計 數(shù)據(jù)處理技術(shù) LOGO 儀器科學(xué)與技術(shù)系 氣 象 儀 器 人機接口 2022/3/13 30 人機接口 鍵盤是一組按壓式或觸摸式開關(guān)（按鍵）的集合，是智能儀器常見的輸入設(shè)備。操作者可以通過鍵盤輸入數(shù)據(jù)、參數(shù)和操作指令等，實現(xiàn)人 — 機對話。 在智能儀器中，有時不僅要求系統(tǒng)具有顯示功能，還要求系統(tǒng)將有關(guān)數(shù)據(jù)、表格或曲線打印出來。 顯示器是智能儀器重要的輸出設(shè)備，是人機交互的重要工具，其主要功能是接受主機信息，以光的形式將文字和圖形顯示出來。 觸摸屏是一種新型的智能儀器儀表輸入設(shè)備，具有簡單、方便、自然的人 機交互方式。 LOGO 儀器科學(xué)與技術(shù)系 氣 象 儀 器 顯示器接口技術(shù) 2022/3/13 31 ?發(fā)光二極管 LED是七段或八段數(shù)碼管的簡稱， 是一種由某些特殊的半導(dǎo)體材料制作成的 PN結(jié) 。 ?LED顯示器由于其工作電壓低 ， 體積小 ， 功耗小 ， 成本低 ， 亮度適中 ， 顏色豐富 ， 響應(yīng)速度快 ， 易于 TTL數(shù)字邏輯電路連接 ， 因而廣泛用于嵌入式系統(tǒng)與單板機系統(tǒng)等系統(tǒng)的顯示部件中 。 ?智能儀器中用得較多的是七段顯示器和點陣式顯示器 。 為了適用于不同的驅(qū)動方式 ,每種結(jié)構(gòu)形式又有共陽極和共陰極兩種產(chǎn)品類型。 (b) 共陽極 (a) 共陰極 (c) 外型及引腳 LOGO 儀器科學(xué)與技術(shù)系 氣 象 儀 器 為了用七段 LED顯示器顯示數(shù)字或字符 ,需要將相應(yīng)的字碼送至 LED,譯碼也就是將數(shù)碼或字符變換為字型碼 ,有硬件譯碼和軟件譯碼兩種。下圖是軟件譯碼和硬件譯碼的接口電路圖。 硬件譯碼電路由鎖存器、譯碼器、驅(qū)動器組成。譯碼器一般有兩種 ,十六進制型和 BCD型。硬件譯碼的優(yōu)點是可以節(jié)省 CPU的時間，但成本高 ,而且只能譯出十進制或十六進制的字符，無法顯示除此之外的其他字符。軟件譯碼的基本思想是預(yù)先在內(nèi)存中建立一張如下表所示的斷碼表 ,根據(jù)要顯示的數(shù)字或字符去查表去獲得相應(yīng)的數(shù)字或字符。 LOGO 儀器科學(xué)與技術(shù)系 氣 象 儀 器 LED顯示宇符與段碼的關(guān)系 字符 共陰極段碼 共陽極段碼 字符 共陰極段碼 共陽極段碼 0 3FH C0H A 77H 88H 1 06H F9H B 7CH 83H 2 5BH A4H C 39H C6H 3 4FH B0H D 5EH A1H 4 66H 99H E 79H 86H 5 6DH 92H F 71H 8EH 6 7DH 82H H 76H 09H 7 07H F8H P 73H 8CH 8 7FH 80H U 3EH C1H 9 6FH 90H 滅 00H FFH 下 頁 上 頁 返 回 LOGO 儀器科學(xué)與技術(shù)系 氣 象 儀 器 LED的驅(qū)動 2022/3/13 34 靜態(tài)驅(qū)動 對要顯示段始終通以額定電流，只要引腳提供驅(qū)動電流，數(shù)碼管就可以直接與單片機相連。 動態(tài)驅(qū)動 對要顯示段通以矩形脈沖電流，為得到必要的亮度需要給予較大的驅(qū)動電流，一般為額定電流的數(shù)倍。 ?LED顯示器需要適當(dāng)?shù)尿?qū)動電流才能得到適當(dāng)?shù)牧炼龋€可以通過在電路中串聯(lián)適當(dāng)?shù)南蘖麟娮璧玫胶线m的亮度。 ?LED的驅(qū)動方式有靜態(tài)驅(qū)動和動態(tài)驅(qū)動兩種方法。 ?兩種驅(qū)動方法都有利用軟件譯碼驅(qū)動器和硬件譯碼驅(qū)動器的兩種掃描顯示方式。 LOGO 儀器科學(xué)與技術(shù)系 氣 象 儀 器 LCD顯示 ?LCD 也就是通常所說的液晶顯示器，具有耗電量低，驅(qū)動電壓低，結(jié)構(gòu)空間小而有效，顯示面積大，體薄物輕（厚度約為 LED的 1/3）、適于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動，其易于實現(xiàn)全彩色顯示的優(yōu)良特性，為智能儀器設(shè)計提供良好條件。 ? 液晶顯示器分扭曲向列型 (TNLCD)、超扭曲向列型 (STNLCD)和薄膜晶體管 (TFTLCD)等幾種。它們的工作原理都是利用液晶的物理特性，即在通電時導(dǎo)通，液晶分子收到極化，排列變得有秩序，使光線容易通過，液晶顯示器看起來就呈現(xiàn)“亮”的白色狀態(tài)；不通電時，排列則變得混亂，阻止光線通過，此時顯示器就呈現(xiàn)“暗”的黑色狀態(tài)。 LOGO 儀器科學(xué)與技術(shù)系 氣 象 儀 器 LCD的驅(qū)動 2022/3/13 36 靜態(tài)驅(qū)動 在每個像素的前后電極上施加交變電壓時呈顯示狀態(tài)，不施加交變電壓時呈非顯示狀態(tài)的一種驅(qū)動方法。為適應(yīng)多像素顯示，將顯示器件的電極制成矩陣結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)多像素顯示。 動態(tài)驅(qū)動 循環(huán)地給每行電極施加選擇脈沖，同時所有列電極給出該行像素的選擇或非選擇驅(qū)動脈沖，從而實現(xiàn)所有顯示像素的驅(qū)動。既可驅(qū)動點陣式液晶顯示器 ,也可驅(qū)動字段式液晶顯示器。 ?LCD的驅(qū)動方式也有靜態(tài)驅(qū)動和動態(tài)驅(qū)動兩種方法。 ?LCD的驅(qū)動電壓通常采交流電壓。 交流電壓的頻率一般在 30Hz到 200Hz， 以免頻率的增大將引起 LCD功耗的增大。此外，交流電壓中直流成分的值應(yīng)當(dāng)小于 100mV，以免使液晶材料在長時間直流電壓作用下發(fā)生分解而縮短LCD的壽命。 LOGO 儀器科學(xué)與技術(shù)系 氣 象 儀 器 CRT顯示 ?陰極射線管 CRT (Cathode Ray Tube)顯示器是微機系統(tǒng)中一種最基本的人機交互輸出設(shè)備。它能將計算機中的數(shù)據(jù)以字符、圖形和圖像的形式在熒光屏上直觀地顯示出來，并且具有響應(yīng)速度快、無噪音、無機械磨損、使用方便等優(yōu)點，因而被作為一種理想的人機交互設(shè)備在微機系統(tǒng)中廣泛使用。 ?按照顯示原理分類 CRT顯示器可分為光柵掃描式和隨機掃描式兩種類型，按顯像管的顏色來分，可以分為單色和彩色兩種類型。 LOGO 儀器科學(xué)與技術(shù)系 氣 象 儀 器 CRT顯示器原理 CRT顯示器是利用陰極射線管中高速電子束的不斷掃描來實現(xiàn)屏幕上的字符／圖形顯示的。光點的亮度取決于電子束的強弱，而電子束的強弱可由視頻信號（“ 1”或“ 0”）決定，通過控制柵極與陰極之間的電位差調(diào)節(jié)電子束的強弱，控制光點的亮度。光點的位置則受掃描電路的控制，掃描發(fā)生器產(chǎn)生水平掃描和垂直掃描信號，經(jīng)同步后控制電子束在屏幕上的位置變化。 CRT顯示器原理與光柵掃描過程圖 LOGO 儀器科學(xué)與技術(shù)系 氣 象 儀 器 CRT顯示器的主要性能指標(biāo) 2022/3/13 39 CRT顯示器的主要性能指標(biāo) 帶寬 水平掃描頻率 垂直掃描頻率 點距 像素 分辨率 刷新頻率 LOGO 儀器科學(xué)與技術(shù)系 氣 象 儀 器 鍵盤接口技術(shù) 2022/3/13 40 譯鍵 識鍵 鍵值分析 鍵盤管理程序的任務(wù) 鍵盤與 CPU的接口包括硬件和軟件部分。 硬件是指鍵盤的結(jié)構(gòu)以及主機的連接方式；軟件是指對按鍵的識別與分析，稱為鍵盤管理程序。 LOGO 儀器科學(xué)與技術(shù)系 氣 象 儀 器 鍵盤的抖動與串鍵