计算机控制技术是现代工业自动化领域中的重要组成部分,它涉及到如何利用计算机系统对生产过程进行实时监控和控制。在计算机控制系统中,人机交互是必不可少的环节,其中键盘作为最常见的输入设备,扮演着至关重要的角色。
键盘接口电路有两种基本类型:编码键盘和非编码键盘。编码键盘内置硬件编码电路,按下按键后能够自动生成对应的按键代码,如BCD码键盘和ASCII码键盘,它们具有响应速度快、占用CPU时间少的优点,但硬件设计相对复杂,成本较高。相比之下,非编码键盘的硬件电路简单,成本较低,但它需要软件来识别和处理按键代码,因此会占用更多的CPU资源。
键盘输入过程中,一个关键的问题是抖动干扰。由于物理触点的弹性振动,按键在按下或释放时会出现短暂的抖动,导致信号不稳定。消除抖动通常采用硬件和软件两种方法。硬件方法常使用滤波延时电路,如R-C电路,通过设定一定的延迟时间来避开抖动影响。软件方法则是在检测到按键动作后执行一段延时程序,确保在没有抖动的情况下读取按键状态。
非编码键盘的接口电路有查询法和中断法两种设计方式。查询法是CPU定期轮询每个按键状态,若有按键闭合则进行处理。这种方法简单但会占用较多CPU时间。中断法则是在按键触发中断请求时,CPU暂停当前任务,响应中断服务程序,这样可以提高CPU效率,但需要额外的中断处理机制,例如8255A和8259A等中断控制器。
在实际应用中,根据系统需求和资源限制,可以选择适合的键盘接口设计方案。无论是编码还是非编码键盘,消除抖动和有效管理CPU资源都是设计的关键点。理解这些基础知识对于理解和设计计算机控制系统中的用户交互部分至关重要。