V0
=
n
-
i =1
1 2i
SiVref
若Si=1,该项对VO有贡献 若Si=0,该项对VO无贡献
与上式相对应的电路如下(图中n=8)
2R
Rf
S1
4R
S2 8R
S3 16R
S4 32R
S5
Vref
64R S6
VO
128R
S7
256R S8
图中的电阻网络就称为权电阻网络
R-2R梯形电阻网络
Rf
n-1
工作时序
D/A转换可分为两个阶段： CS#=0、WR1#=0、ILE=1，使输入数据锁存到输入寄存器 WR2#=0、XFER#=0，数据送到DAC寄存器，并开始转换
D0 ～ D7
写输入 寄存器
CS
WR1 ILE（高电平）
写DAC WR2 寄存器 XFER
（模拟输出电流变化）
工作模式
单缓冲模式 双缓冲模式
1. 扫描法
先使第0行接低电平，其余行为高电平，然后看 第0行是否有键闭合（通过检查列线电位实现）
此后，再将第1行接地，然后检测列线是否有变 为低电位的线。如此往下一行一行地扫描，直到 最后一行
在扫描过程中，当发现某一行有键闭合时，便在 扫描中途退出
通过组合行线和列线可识别此刻按下的是哪一键
双缓冲模式（标准模式）
对输入寄存器和DAC寄存器均需控制； 当输入寄存器控制信号有效时，数据写入输入寄
DAC0832的接口设计---单缓冲方式
1. 使数据输入寄存器工作在锁存状态，DAC寄存器工 作在不锁存状态（LE2始终有效，DAC寄存器直通）。 只使用一级缓冲。适用于大多数情况.
单缓冲模式
使输入锁存器或DAC寄存器二者之一处于直 通，即芯片只占用一个端口地址。
CPU只需一次写入即开始转换。写入数据的 程序为： MOV DX，PORT MOV AL，DATA OUT DX，AL
重健问题的处理
简单情况：不予识别，认为是错误的按键 通常情况：只承认先识别出来的键 正常的组合键：都识别出来
PC机键盘的工作原理
PC机键盘
5 +5V
系统板
选通 8048
键
P20P22
盘
阵 列
DB P11
P21
按键 T1 P10
3 RESET
IRQ1 8259A
2 DATA
1 CLOCK 4 GND
2. 抖动和重健问题
机械按键存在抖动现象
当按下或释放一个键时，往往会出现按键在闭合位置 和断开位置之间跳几下才稳定到闭合状态
抖动的持续时间通常不大于10ms 采用硬件消抖电路或软件延时方法解决
重键指两个或多个键同时闭合
出现重键时，读取的键值必然出现有一个以上的0 是否给予识别和识别哪一个键
引脚功能
D7～D0：输入数据线 ILE：输入锁存允许
CS#：片选信号
WR1#：写输入锁存器
用于把数据写入到输入锁存器
WR2#：写DAC寄存器 XFER#：允许输入锁存器的数据传送到DAC寄存器
上述二个信号用于启动转换
VREF：参考电压，-10V～+10V，一般为+5V或+10V IOUT1、IOUT2：D/A转换差动电流输出，接运放的输入 Rfb：内部反馈电阻引脚，接运放输出 AGND、DGND：模拟地和数字地
接通扫描码反映该键在键盘上的位置 断开扫描码（接通扫描码最高位置1） =接通扫描码＋80H
10.2 D/A 转换器
传感器 模拟量 A/D 数字量 计算机 数字量 D/A 模拟量 执行元件
模拟量制)
模拟量I/O通道的组成
工
传
感
业
器
生
物理量
产
变换
过
执行
程
8位 4～ 7 输入 13 ～16 寄存
器
8位 DAC 寄存～ 器
ILE 19
LE1 ＆
LE2
CS 1 WR1 2 WR2 18
XFER 17
≥1
≥1
DAC0832框图
8位 D/A 转换 器
Rfb
8 12
VREF IOUT2
11 IOUT1
9 Rfb 3 AGND(模拟地) 20 VCC(+5V或+15V） 10 DGND（数字地）
机构
输入通道
放大 滤波
多路转换
& 采样保持
A/D 转换
信号
信号
处理
变换
输出通道
放大 驱动
D/A 转换
输入 接口
10101100 微 型
计
I/O
接口
算
输出 接口
机 00101101
模拟电路的任务
模拟接口电路的任务
10.2.1 D/A转换器概述
D/A变换器的基本工作原理
组成：模拟开关、电阻网络、运算放大器 两种电阻网络：权电阻网络、R-2R梯形电阻网络 基本结构如图：
2 10
Vi
-
V0
+
2R
Vref
R
Vn-1
2R 2R 2R
RR
2R
…
V2
V1 V0
V0
=
-Rf
n i =1
2
1 i Rf
Vref
=
n
-
i =1
1 2i
Vref
10.2.2 典型D/A转换器
DAC0832
特性：
8位电流输出型D/A转换器 T型电阻网络 差动输出
DAC0832内部结构
输入数据 D0～ D7
LS322 串 并 转 换 器
8255A PA
PB7 PB6
PC机键盘的工作过程
键盘电路正常工作时不断地扫描键盘矩阵 有按键，则确定按键位置之后以串行数据
形式发送给系统板键盘接口电路 键按下时，发送该键的接通扫描码 键松开时，发送该键的断开扫描码 若一直按住某键，则以拍发速率（每秒2～
30次）连续发送该键的接通扫描码
第10章 人机交互设备接口技术
10.1 键盘及其接口
+5V
最简单的线性结构键盘
每一个引脚连接一个键 输入0/1反映健是否高低 +5V
+5V
10.1 键盘及其接口
常用的矩阵结构键盘
每行连接一个引脚 每列连接一个引脚 利用控制线为低、
读取检测线来识别闭合键
控制线
检 测 线
+5V
+5V
10.1 键盘及其接口
Rf
数字量
模拟开关
电阻网络
∑
VO Vref
D/A变换原理
运放的放大倍数足够大时，输出电压Vo与输 入电压Vin的关系为：
VO
=
-
Rf R
Vin
Rf
式中：Rf 为反馈电阻
R
R 为输入电阻
Vin
∑
Vo
若输入端有n个支路, 则输出电压VO与输入 电压Vi的关系为：
V0
=
-Rf
n i=1
1 Ri
Vin
Rf
式中：Ri 为第i支路的
R1
输入电阻
Vin
…∑
VO
Rn
令每个支路的输入电阻为2iRf , 并令Vin为 一基准电压Vref，则有
V0
=
-Rf
n i =1
2
1 i Rf
Vref
=
n
-
i =1
1 2i
Vref
如果每个支路由一个开关Si控制，Si=1表 示Si合上，Si=0表示Si断开，则上式变换 为