Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

URZĄDZENIA PERYFERYJNE SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH Marek Niedostatkiewicz Katedra Metrologii i Systemów Elektronicznych ETI PG 2003/2005.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "URZĄDZENIA PERYFERYJNE SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH Marek Niedostatkiewicz Katedra Metrologii i Systemów Elektronicznych ETI PG 2003/2005."— Zapis prezentacji:

1 URZĄDZENIA PERYFERYJNE SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH Marek Niedostatkiewicz Katedra Metrologii i Systemów Elektronicznych ETI PG 2003/2005

2 URZĄDZENIA PERYFERYJNE SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH Marek Niedostatkiewicz Katedra Metrologii i Systemów Elektronicznych ETI PG 2003/ Urządzenia wejściowe

3 Urządzenia interfejsu uzytkownika –Klawiatury i przyciski –Urządzenia wskazujące mysz pulpity i ekrany dotykowe pióro świetlne drążek sterowy (joystick)

4 Urządzenia interfejsu uzytkownika Klawiatura : –najważniejszy element większości systemów komputerowych –zbudowana (PC) z klawiszy, matrycy i mikrokontrolera sterującego –alternatywne koncepcje klawiatur: np. klawiatura analogowa –problem wandaloodporności klawiatur narażonych na uszkodzenia

5 Urządzenia interfejsu uzytkownika Klawiatura : –QWERTY - skąd pochodzi taki układ klawiszy (Christopher Shole) ? –klawiatury Dvoraka –przyciski - dotyczą nie liter a funkcji (ang. keys vs buttons) istnieją przyciski z mikrowyświetlaczami –problem wandaloodporności klawiatur narażonych na uszkodzenia

6 Urządzenia interfejsu uzytkownika Budowa klawiatury: –klawiatury stykowe kontraktonowe zbliżenie magnesu powoduje przełączenie kontraktonu membranowe nadrukowane na folii przewodzącej, po naciśnięciu zwierają styki (niewielki skok, lecz możliwość hermetyzacji) przełącznikowe klasyczne przełaczniki mechaniczne Klawiatury stykowe wymagają układów lub procedur likwidacji drgań zestyków w momencie załączania

7 Urządzenia interfejsu uzytkownika Budowa klawiatury: –klawiatury stykowe (przełączniki z gumy przewodzącej)

8 Urządzenia interfejsu uzytkownika Budowa klawiatury: –klawiatura foliowa

9 Urządzenia interfejsu uzytkownika Budowa klawiatury: –klawiatura bezstykowe

10

11 Urządzenia interfejsu uzytkownika Budowa klawiatury: –klawiatury bezstykowe pojemnościowe zmiana pojemności obwodu przez zbliżenie lub wsunięcie metalizowanej warstwy między okładki kondensatora dotykowe (pojemność lub rezystancja) optoelektroniczne magnetyczne / hallotronowe wykrywają zbliżenie magnesu do detektora pola magnetycznego Klawiatury bezstykowe nie wymagają likwidacji drgań

12 Urządzenia interfejsu uzytkownika przykład: klawiatura PC układ cyklicznego adresowania sprawdza punkty matrycy ok razy na sekundę po wykryciu zmiany stanu dekodowany jest punkt na podstawie informacji generowane są 7-bitowe tzw. scan-codes. 8 bit rozróżnia naciśnięcie od zwolnienia klawisza (make code / break code, wielobajtowe) odczytanie klawisza, ustalenie i odczyt z ROM kodu znaku, zapisanie danych w buforze klawiatury i wysłanie do komputera PC

13 Urządzenia interfejsu uzytkownika przykład: klawiatura PC XT - łącze jednokierunkowe, AT łącze dwukierunkowe, typu OC half-duplex, polaryzowane do +5V w XT obsługa przez układ 8255 i przerwanie INT0 w AT obsługa przez kontroler 8741 / 8742 / 8041 i przerwanie INT0

14 Urządzenia interfejsu uzytkownika przykład: klawiatura PC w przypadku łącza dwukierunkowego można: –programować parametry autopowtarzania (opóźnienie początkowe i częstość powtarzania), –inicjalizować klawiaturę i przeprowadzić testy, –sterować diodami świecącymi sygnalizującymi stany klawiszy, –blokować i odblokowywać klawiaturę

15 Urządzenia interfejsu uzytkownika przykład: klawiatura PC w klawiaturach montowane są często dodatkowe urządzenia (czytniki kart, touchpady itp.) stosuje się symulatory klawiatur w celu oszukania BIOS lub układy udające klawiaturę

16 Urządzenia interfejsu uzytkownika przykład: klawiatura PC łącze klawiatury PC LpDINPS/2 (mini-DIN) 1zegardane 2danenie używany 3zerowanie masa 4masa+5V 5+5Vzegar 6nie używany nie używany Klawiaturę można za pomocą 3 linii połączyć z dowolnym mikrokontrolerem.

17 Urządzenia interfejsu uzytkownika POKRĘTŁA : –potencjometry ograniczony kąt obrotu, nie ma możliwości “przekręcania” –enkodery przyrostowe (generator HP33120A) bezwzględne (np. nastawnik konfiguracji)

18 Urządzenia interfejsu uzytkownika URZĄDZENIA WSKAZUJĄCE : –zwracają dwie wartości, zwykle współrzędne ekranowe –Dzielą się na dwie kategorie: względne –poprzednie przesunięcia mają wpływ na odczytane współrzędne –nie mają ograniczonego zakresu ruchu bezwzględne –mniej dokładne przy tych samych rozmiarach –przekładają 1:1 obszar na współrzędne ekranowe –szybsze

19 Urządzenia interfejsu uzytkownika MYSZ : –urządzenie przetwarzające ruch własny oraz stany 2/3/4 przycisków i ew. pokręteł na sygnały cyfrowe przekazywane do komputera –Opracowana w laboratorium Xerox Corporation. Autorem koncepcji był Engelbart ze Stanford Research Institute, ok

20 Urządzenia interfejsu uzytkownika MYSZ : Projekt Engelbarta

21 Urządzenia interfejsu użytkownika MYSZ : Projekt z 1980r.

22 Urządzenia interfejsu uzytkownika Taksonomia myszy : ) –w/g sposobu wykrywania ruchu mechaniczno - optyczne optyczne –w/g sposobu przekazywania informacji do komputera przewodowe (RS232 i PS/2) bezprzewodowe - podczerwień bezprzewodowe - radiowe –w/g protokołu sterowania myszą Logitech / PS/2 (IBM) / Microsoft / Mouse System

23 Urządzenia interfejsu uzytkownika Zasada działania myszy optyczno-mechanicznej –kula o średnicy 20mm pokryta warswą gumy

24 Urządzenia interfejsu uzytkownika Zasada działania myszy optyczno-mechanicznej –dwa prostopadłe do siebie wałki przekazujące

25 Urządzenia interfejsu uzytkownika Zasada działania myszy optyczno-mechanicznej –optyczne enkodery przyrostowe zbudowane z tarczek ze szczelinami lub sekcjami ciemnymi i jasnymi oraz podwójnych fotokomórek szczelinowych.

26 Urządzenia interfejsu uzytkownika Zasada działania myszy optyczno-mechanicznej –pary fotokomórek są tak umieszczone, że gdy jedna para jest na granicy sektorów, to druga jest, w zależności od kierunku obrotu na środku pola jasnego lub ciemnego

27 Urządzenia interfejsu uzytkownika Zasada działania myszy optyczno- mechaniczn ej

28 Urządzenia wejściowe Zasada działania myszy optyczno-mechanicznej

29 Urządzenia interfejsu uzytkownika Zasada działania myszy optyczno-mechanicznej –rozdzielczość mechaniczna CPI (counts per inch) –programowo zmieniana rozdzielczość przez sterownik –linia TxD tylko do zasilania –RTS i DTR zasilają mysz, DTR wykonuje Reset –transmisja simplex, 1200bps, 8N1

30 Urządzenia interfejsu uzytkownika Protokół myszy Microsoft 1st byte 2nd byte 3rd byte ================ =============== ================ - 1 ? ? Y Y X X - 0 X X X X X X - 0 Y Y Y Y Y Y ================ =============== ================ | | \ / \ / \ / \ / | | | | | | | | | \----\ | | | | \ | | \ | | | / \ / \ / \ / \ | | ================ ================= | | Left Btn --/ | ================ ================= Right Btn ---/ X increment Y increment

31 Urządzenia interfejsu uzytkownika 6 pinowe złącze myszy PS2 1 DATA 2 No connection 3 GND 4 +5V 5 CLK 6 No connection

32 Urządzenia interfejsu uzytkownika Zasada działania myszy optycznej –wyposażona w jedną lub więcej par LED- fotoelement, typu refleksyjnego

33 Urządzenia interfejsu uzytkownika Zasada działania myszy optycznej –dawniej wymagano dedykowanej podkładki pod mysz –na podkładce umieszczony jest wzór pasków, powodujący generowanie innej sekwencji bitów dla każdego kierunku ruchu. –współcześnie: kombinacja LED+CCD+DSP radzi sobie na każdym podłożu –nie posiada części ruchomych

34 Urządzenia interfejsu uzytkownika manipulator kulowy (track-ball) : –działa na zasadzie myszy mechaniczno-optycznej –kula ma dużo większą średnicę i jest zamontowana na wierzchniej części urządzenia

35 Urządzenia interfejsu uzytkownika PULPITY I EKRANY DOTYKOWE :

36 Urządzenia interfejsu uzytkownika PULPITY I EKRANY DOTYKOWE :

37 Urządzenia interfejsu uzytkownika PULPITY I EKRANY DOTYKOWE : –zbudowane z płaskiej powierzchni (pole operacyjne) oraz systemu rozpoznawania położenia wskaźnika –wskaźnikiem może być specjalny rysik lub palec użytkownika –Urządzenie może mieć postać niezależnego pulpitu lub przezroczystego ekranu wbudowanego w osłonę monitora –Touchpad / touchscreen

38 Urządzenia interfejsu uzytkownika Taksonomia pulpitów dotykowych –w/g metody wyznaczania położenia metoda rezystancyjna metoda pojemnośiowa metoda elektromagnetyczna metoda wiązek fal dźwiękowych metoda promieni podczerwonych –w/g zabudowy samodzielne pulpity dotykowe ekrany dotykowe na wyswietlaczach i monitorach

39 Urządzenia interfejsu uzytkownika zasada działania pulpitów dotykowych metoda rezystancyjna –dwie warstwy nie stykających się ze sobą powierzchni, oddzielone separatorami. sztywna umieszczona w głębi struktury elastyczna umieszczona na powierzchni –naciśnięcie na zewnętrzną powierzchnię powoduje jej odkształcenie i zwarcie –Indium tin oxide.

40 Urządzenia interfejsu uzytkownika zasada działania pulpitów dotykowych metoda rezystancyjna –Stosowana w ekranach dotykowych –Występuje w wersjach 4/8 i 5/6/7 przewodowej Zalety: Wysoka rozdzielczość Możliwość stosowania piór Światło, woda, brud i kurz nie wpływają na pracę Wady Przejrzystość 75 % Ostre obiekty mogą uszkodzić pulpit Wymaga nacisku

41 Urządzenia interfejsu uzytkownika zasada działania pulpitów dotykowych metoda rezystancyjna – 4 przewodowa –1024 x 1024 punkty rozdzielczości –trwałość naciśnięć Rysunki – EloTouchsystems / Electronic Design

42 Urządzenia interfejsu uzytkownika zasada działania pulpitów dotykowych metoda rezystancyjna – 8 przewodowa Rysunki –Electronic Design

43 Urządzenia interfejsu uzytkownika zasada działania pulpitów dotykowych metoda rezystancyjna – 8 przewodowa Rysunki –Electronic Design

44 Urządzenia interfejsu uzytkownika zasada działania pulpitów dotykowych metoda rezystancyjna – 5 przewodowa –4096 x 4096 punkty rozdzielczości –trwałość naciśnięć –Dolna warstwa rezystywna (pomiar w obu osiach) –Górna warstwa wyłącznie przewodząca

45 Urządzenia interfejsu uzytkownika metoda pojemnościowa Zalety: Światło, woda, brud i kurz nie wpływają na pracę Przejrzystość 90 % dotknięć Wady Wymagane dotknięcie materiałem przewodzącym Nie można obsługiwać w rękawicach zasada działania pulpitów dotykowych

46 Urządzenia interfejsu uzytkownika metoda pojemnościowa –Napięcie jest dostarczane w 4 narożnikach pulpitu –w strukturze pulpitu umieszczono przewodzące paski –Dotknięcie powoduje odpływ ładunku –Proporcja prądu 4 elektrod umożliwia ustalenie punktu zasada działania pulpitów dotykowych

47 Urządzenia interfejsu uzytkownika zasada działania pulpitów dotykowych metoda elektromagn. - NFI –siatka przewodów ukryta pod powierzchnią pulpitu –Wykrywanie zbliżenia palca lub wskaźnika do panelu poprzez analizę pola elektrostatycznego –Działa przez zabrudzenia, w rękawicach itp.. –Możliwość realizacji wandaloodpornych i odpornych na czynniki zewnętrzne.

48 Urządzenia interfejsu uzytkownika zasada działania pulpitów dotykowych metoda wiązek fal dźwiękowych –w rogach panelu umieszczone są generatory i odbiorniki fal dźwiękowych –Powierzchniowe wiązki fal dźwiękowych wysyłane są wzdłuż brzegów, które odbijają wiązki w kierunku odbiorników –zakłócenie przebiegu pola przez przyłożenie wskaźnika powoduje wykrycie jego położenia –Do naciśnięć, wysoka przezierność (90%)

49 Urządzenia interfejsu uzytkownika zasada działania pulpitów dotykowych metoda wiązek podczerwieni –w ramie umieszczone są nadajniki i odbiorniki podczerwieni –przecięcie wiązek promieni podczerwonych lokalizuje punkt przyłożenia wskaźnika –nie można wykrywać siły nacisku –stosunkowo prosta, historyczna konstrukcja –Możliwość hermetyzacji panelu

50 Urządzenia interfejsu uzytkownika MANIPULATOR DRĄŻKOWY

51 Urządzenia interfejsu uzytkownika MANIPULATOR DRĄŻKOWY –manipulator zamocowany w nieruchomej podstawie, przemieszczany w dwóch kierunkach, zawierający jeden lub więcej dodatkowych przycisków –podział manipulatorów na cyfrowe i analogowe cyfrowe wykrywają dwustanowo położenie w osiach analogowe posiadają enkodery (potencjometry) wykrywające stopień wychylenia w osiach –wykorzystywane w grach, wózkach inwalidzkich, maszynach, odrzutowcach z systemem Fly-By-Wire

52 Urządzenia interfejsu uzytkownika MANIPULATOR DRĄŻKOWY

53 Urządzenia interfejsu uzytkownika MANIPULATOR DRĄŻKOWY

54 Urządzenia interfejsu uzytkownika MANIPULATOR DRĄŻKOWY

55 Urządzenia interfejsu uzytkownika MANIPULATOR DRĄŻKOWY Schemat joysticka cyfrowego

56 Urządzenia interfejsu uzytkownika MANIPULATOR DRĄŻKOWY Schemat joysticka analogowego

57 Urządzenia interfejsu uzytkownika MANIPULATOR DRĄŻKOWY Schemat joysticka analogowego

58 Urządzenia interfejsu uzytkownika MANIPULATOR DRĄŻKOWY Budowa joysticka analogowego

59 Urządzenia interfejsu uzytkownika MANIPULATOR DRĄŻKOWY Budowa joysticka bezkontaktowego - optycznego

60 Urządzenia interfejsu uzytkownika MANIPULATOR DRĄŻKOWY Budowa joysticka ze sprzężeniem zwrotnym

61 Urządzenia interfejsu uzytkownika Manipulator wbudowany w klawiaturę Planowane są wersje z “force-feedback”

62 Urządzenia interfejsu uzytkownika PIÓRO ŚWIETLNE –fotoelement wykrywa przejście strumienia światła emitowanego z kineskopu –we współpracy ze sterownikiem obrazu, rozpoznawane są współrzędne ekranowe punktu –wykrywa obszary o dużym kontraście –na tej samej zasadzie działały pistolety do gier telewizyjnych

63 Urządzenia interfejsu uzytkownika inne lokalizatory –wieloosiowe joysticki –urządzenia do VR: wykorzystujące MEMS: mikromechaniczne czujniki przyśpieszenia - wykrywające położenie kątowe –manipulatory 6D: x y z, przechył w trzech osiach –trójwymiarowe pulpity z falami akustycznymi

64 URZĄDZENIA PERYFERYJNE SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH Marek Niedostatkiewicz Katedra Metrologii i Systemów Elektronicznych ETI PG 2003/


Pobierz ppt "URZĄDZENIA PERYFERYJNE SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH Marek Niedostatkiewicz Katedra Metrologii i Systemów Elektronicznych ETI PG 2003/2005."

Podobne prezentacje


Reklamy Google