1. 第5章 键盘与鼠标接口
5.1 键盘概述
5.2 键盘的工作原理
5.3 PC扩展键盘接口
5.4 键盘中断与键盘I/O
5.5 鼠标接口

2. 本章学习目标 l 键盘的类型及其工作原理 l 键盘控制电路的组成及工作原理 l 键盘接口电路的组成及工作原理
l 键盘的中断与I/O接口及中断服务
l 鼠标的类型和工作原理
l 鼠标接口电路
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3. 5.1 键盘概述
键盘的布局
键盘的分类
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4. 键盘的布局
图5.1 键盘的键区组成
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5. 键盘的分类
1．按键的形式分类
键盘按其按键的结构形式来分一般有机械式、电容式、电感式、磁感式、薄膜式和橡胶垫式等。其中最常用的是机械式和电容式键盘。其按键结构原理如图5.2所示。

6. 图5.2 键盘按键结构示意图

7. 2．按插口方式分类
按照键盘插口方式，键盘可分为串口（AT）键盘（大口）、并口（即PS/2）键盘（小口）两类。其接口引脚及功能说明如图5.3所示。

8. 图5.3 键盘插座示意图及各引脚功能

9. 编码键盘是键盘电路在某个键被按下后，能提供该键所代表的信息代码，并以并行或串行信号输给CPU。
3．按键盘编码方式分类
分为编码键盘和非编码键盘。
编码键盘是键盘电路在某个键被按下后，能提供该键所代表的信息代码，并以并行或串行信号输给CPU。
非编码键盘是一种便宜而广泛用于微机系统的输入设备。这种键盘内部有一个扫描电路，不断地扫描键盘是否有键被按下。此键所代表的键盘信息代码，则由键盘接口及键盘处理软件根据键盘送来的位置信息产生，然后再送给CPU。
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10. 5.2 键盘的工作原理
键盘电路的组成
键盘的支持逻辑
扫描码
键盘工作原理
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11. 图5.4 键盘矩阵结构示意图

12. 键盘电路的组成
图5.5为AT键盘控制器电路框图，其控制电路如图5.6所示。
1．微处理器
2．译码器
3．键盘矩阵

13. 图5.5 键盘电路组成示意图

14. 图5.6 键盘控制电路
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15. 键盘的支持逻辑
键盘的扫描主要包含四项任务： ．扫描键盘 ．读取键盘 ．去除抖动 ．组成串行扫描码
（如图5.7所示）

16. 图5.7 “h”键的键码23的串行数据
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17. 5.2.3 扫描码 扫描码的结构一般分成四类： （1）ASCII字符的扫描码即ASCII码+键码。
扫描码
扫描码的结构一般分成四类：
（1）ASCII字符的扫描码即ASCII码+键码。
（2）扩充的ASCII字符的扫描码即00+扩充ASCII码。
（3）袖珍键盘即ASCII码+键码或ASCII码+E0。
（4）增加键即E0+键码，若与袖珍键重复的键则为00+键码。

18. 键的动作扫描码信息也分为4种情况：
（1）接通码：0+扫描码。 （2）断开码：XT键盘的情况为1+扫描码。 AT键盘的情况为：F0+扫描码。 （3）组合键扫描码：F0+键Ctrl/Alt/Shift的扫描码+正常键的接通码。 （4）重复动作码：F0+接通码+接通码+…（除了Pause键）。
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19. 键盘工作原理
键盘扫描码的发送完全按串行异步通信格式进行，其格式如下：

20. 键盘扫描码的发送完全按串行异步通信格式进行，其格式如下：

21. 图 和键盘接口的连接图
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22. 5.3 PC扩展键盘接口
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
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23. 5.3.1 扩展键盘接口的功能 1．8042芯片的引脚定义 （如图5.9、表5.1所示） 2．键盘接口电路连接及接口信号（如图5.10所示）
扩展键盘接口的功能
1．8042芯片的引脚定义
（如图5.9、表5.1所示）
2．键盘接口电路连接及接口信号（如图5.10所示）
（1）主机系统的接口信号
（2）键盘的接口信号

24. 图5.9 Intel 8042外形结构图

25. 表5.1 Intel 8042各引脚功能表

26. 表5.1 Intel 8042各引脚功能表续表

27. 图5.10 键盘控制器接口逻辑电路

28. 3．键盘接口的功能 （1）接收键盘输出的键盘扫描码 （2）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
（4）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
（6）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
（8）控制系统复位动作
（9）选通地址线A20
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29. 5.3.2 键盘接口工作原理及其 编程控制 （8042作为键盘接口控制器，其内部功能如图5.11所示）。 1．端口寄存器及其作用
键盘接口工作原理及其 编程控制
（8042作为键盘接口控制器，其内部功能如图5.11所示）。
1．端口寄存器及其作用
各个端口寄存器的作用如下：
状态寄存器：是一个8位寄存器，它包含有键盘控制器和接口方面的信息，它在任何时候均可被CPU读取。

30. 输出缓冲器：其I/O端口地址为060H，是一个8位的只读寄存器。键盘控制器通过输出缓冲器向系统传送由键盘送来的扫描码和命令响应。输入缓冲器：其I/O端口地址为060H或064H，输入缓冲器也是一个8位的只读寄存器，当CPU对地址060H进行写入时设置一个标志，表示写入一个数据；对地址064H写入时设置一个标志，表示写入一个命令。

31. 图5.11 键盘接口功能框图

32. 表 寄存器端口分配及读写控制表

33. 2．键盘控制命令
表5.3 键盘控制器命令

34. 表5.4 键盘命令列表
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35. 5.4 键盘中断与键盘I/O 5.4.1 BIOS键盘缓冲区 5.4.2 键盘的接口功能 5.4.3 INT 09H键盘中断
键盘的接口功能
INT 09H键盘中断
INT 16H键盘服务功能
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36. 5.4.1 BIOS键盘缓冲区 1．键盘缓冲区的作用 BIOS在内存低端的BIOS数据存储区开设一个键盘缓冲区，其作用如下：
（1）可以满足键盘实时输入要求。
（2）适应随机访问的应用要求。
（3）能容纳快速键盘输入要求。

37. 2．键盘缓冲区的结构及操作
（1）队列初始化
（2）元素进队列
（3）元素出队列（如图5.12所示）

38. 图5.12 键盘缓冲区的媒介作用示意图
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39. 5.4.2 键盘的接口功能 （1）对某些键或键的组合定义为单字节的ASCII码。 （2）对某些键或键的组合定义为双字节的扩展码。
键盘的接口功能
（1）对某些键或键的组合定义为单字节的ASCII码。
（2）对某些键或键的组合定义为双字节的扩展码。
（3）对某些键仅设置变量，反映其被按下或释放的状态。
（4）对某些键或键的组合产生特殊操作。
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40. 5.4.3 INT 09H键盘中断 表5.5列出了缓冲区的键盘状态单元内容。
INT 09H的中断服务功能：当扫描码进入INT 09H，中断服务程序首先对其进行识别分类。分别为中断动作、状态标志及数据信息三类。如图5.13所示。INT 09H的入口是硬件信号IRQ1和DB0~DB7。

41. 图5.13 键盘信号的传递转换示意图

42. 表5.5 键盘状态单元
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43. INT 16H键盘服务功能
表5.6 键盘的基本和扩展服务功能

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45. 5.5 鼠标接口
鼠标器工作原理及分类
鼠标的结构原理
鼠标与计算机的接口
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46. 5.5.1 鼠标器工作原理及分类 鼠标器是由位置传感器、专用处理芯片和采样机构组成（如图5.14、5.15所示）。
鼠标器工作原理及分类
鼠标器是由位置传感器、专用处理芯片和采样机构组成（如图5.14、5.15所示）。
鼠标器的工作原理：当鼠标器相对桌面移动时，采样机构按X，Y相垂直的方向把位置和距离信息送往传感器，由传感器将它们转换成脉冲信号，输入给专用的微处理器，然后由微处理器按照异步串行口（或并行口）通讯协议，将动作位移以相应的数据格式传送到计算机主机。

47. 鼠标器的分类：
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。
按照按键的数量：二键式、三键式和多键式多功能鼠标器。
按其使用功能：分为2D式和3D式两种。
按其接口插头的类型：分为“D”型9针串口鼠标及圆形并口（PS/2）鼠标。

48. 图5.14 鼠标器组成原理

49. 图5.15 鼠标外形图
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50. 鼠标的结构原理
1．光机式鼠标器
（如图5.16所示）
2．光电式鼠标
（如图5.17所示）

51. 图5.16 光机鼠标结构筒图

52. 图5.17 光电式鼠标结构示意图
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53. 鼠标与计算机的接口
1．鼠标器接口标准
图5.18 鼠标接口引脚示意图

54. 2．鼠标数据传输格式
表5.7 两键鼠标三字节的数据传输格式
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55. THANK YOU VERY MUCH ！
本章到此结束，
谢谢您的光临！
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