第十一章：键盘与显示器接口详解

"第十一章显示器和键盘接口" 在本章中，我们将深入探讨计算机硬件中的两个重要组件——显示器和键盘的接口设计。首先，我们关注显示器接口，它包括了不同类型的显示器，如CRT（阴极射线管）、LCD（液晶显示器）和LED（发光二极管）显示器。 11.1 显示器接口 11.1.1 显示器的分类 - CRT显示器：这是一种传统的显示器类型，基于阴极射线管技术，通过电子束在屏幕上产生图像。由于体积大且能耗高，现在已逐渐被其他技术取代。 - LCD显示器：液晶显示器利用液晶分子对光的控制来显示图像，广泛应用于笔记本电脑、手机和平板电脑等设备，具有轻薄、低功耗的特点。 - LED显示器：分为字符型和点阵型，通常用于显示数字和简单的字符。LED显示器以其亮度高、寿命长而受到青睐。 11.1.1.1 LED显示器接口原理 LED显示器的工作原理是通过控制发光二极管的导通和截止来显示不同符号或数字。常见的LED显示器为8段，包括7个主段和一个小数点段。根据LED的阳极或阴极是否连接到电源的公共端，分为共阳极和共阴极两种类型。为了显示不同字符，需要提供特定的段码，通常是一个字节，对应8个段。 11.1.2 LED显示器 LED显示器的种类主要由公共端接法（共阴或共阳）、亮度级别（普亮、高亮、超高亮）以及尺寸和颜色来区分。它们的主要电气参数包括正向压降（VF）和正向工作电流（IF），这些参数影响LED的亮度和稳定性。在设计LED显示器接口时，通常需要计算限流电阻以确保LED正常工作。 11.1.3 LED显示器接口设计方法 对于N个LED显示块，需要N位位选线和8N根段码线。静态显示和动态显示是两种常见的显示方式： - 静态显示：所有位的公共端连接在一起，每位的段码线分别连接到8位锁存器，一旦确定显示内容，锁存器就会保持输出，直到更新新的段码。这种方法占用I/O口线多，但显示亮度高，软件实现简单。 - 动态显示：所有位的段码线并联，由一个8位I/O口控制，而位选线则用于分时选通每一位。单片机会周期性地扫描显示器件，使得每次只有一个LED处于显示状态。这种方法节省I/O口线，但需要更复杂的硬件和软件设计，显示亮度相对较低。 接下来，我们将转向键盘接口，这部分未在提供的内容中详细描述，但通常键盘接口涉及将按键的按下转化为计算机可识别的信号，这可能包括扫描矩阵、中断处理和编码机制。 理解和掌握显示器和键盘接口的设计对于系统级硬件开发和嵌入式系统设计至关重要，因为它们是人机交互的关键环节。