计算机控制技术.ppt

计算机控制技术是现代工业自动化发展的核心力量，它使得生产过程能够实现精确、高效和智能化的监控与管理。在这个技术领域中，人机交互环节发挥着至关重要的作用，它确保了操作人员能够有效地与生产系统沟通，从而控制和调节生产过程。在众多的人机交互方式中，键盘因其操作直观、便捷而被广泛应用。 计算机键盘按照接口电路的不同，主要分为编码键盘和非编码键盘两种类型。编码键盘内嵌有硬件编码电路，能够直接生成按键代码，比如BCD码键盘和ASCII码键盘。这类键盘的最大优势在于能够迅速响应按键输入，且对CPU的占用时间较少，因此能提供较短的系统响应时间。然而，其硬件设计相对复杂，成本较高，这在一定程度上限制了它的使用范围。 与编码键盘相比，非编码键盘具有更简单的硬件电路设计，成本也更低，但其缺点是需要依靠软件来识别和处理按键代码，这一过程不可避免地增加了CPU的负担，占用更多的CPU资源。尽管如此，在某些成本敏感型应用中，非编码键盘可能是一个更佳的选择。 在键盘输入的实际操作中，按键抖动是一个常见的问题。按键在接触和分离过程中，由于触点弹性振动的存在，会产生短暂的不稳定信号。这一现象被称为抖动干扰。为了解决抖动问题，可以采用硬件和软件两种方法。硬件上，常常使用R-C滤波延时电路来实现信号的稳定，通过设定合适的延迟时间，确保抖动信号被过滤掉。软件方面，通常在检测到按键动作后执行一段延时程序，以保证在按键状态稳定时读取信号。 非编码键盘的接口电路设计通常包含查询法和中断法。查询法通过CPU定期对每个按键的状态进行检查，如果发现有按键被按下，则进行相应的处理。尽管这种方法实现起来相对简单，但它导致CPU频繁地被占用，效率较低。而中断法则不同，它利用中断请求机制，使得当按键操作发生时，CPU可以暂停当前任务，优先响应中断服务程序，这样显著提高了CPU的使用效率。然而，它需要额外的中断处理机制支持，如8255A和8259A这样的中断控制器。 在实际的计算机控制系统设计中，设计者需要综合考虑系统需求、成本预算以及可用资源等因素，从而选择合适的键盘接口设计方案。无论是选择编码键盘还是非编码键盘，都必须重点考虑如何有效地消除抖动，以及如何合理管理CPU资源，这两个因素是键盘接口设计的关键所在。 了解和掌握这些基础知识点，对于设计出满足实际需求的计算机控制系统的用户交互部分至关重要。这不仅要求设计者对键盘硬件和软件的工作原理有深入的理解，还需熟悉相关的接口电路设计方法，以及对可能出现的技术问题有所预见和准备。随着技术的不断发展和工业自动化的不断深化，计算机控制技术将继续扮演着不可或缺的角色，并不断推动生产效率和产品质量的提升。