湘潭大學(xué)第10章輸入輸出(IO)設(shè)備

1、第10章輸入輸出設(shè)備10.1 外部設(shè)備概述l主機(jī)以外的大部分硬設(shè)備都稱為外部設(shè)備或外圍設(shè)備，簡(jiǎn)稱外設(shè)。l輸入輸出設(shè)備l外存儲(chǔ)器l脫機(jī)輸入輸出設(shè)備l等l外部設(shè)備在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中所占的比重越來(lái)越大。外部設(shè)備呈現(xiàn)多樣化、智能化、功能復(fù)合化、高可靠性特點(diǎn)。以鍵盤(pán)輸入和顯示器輸出相結(jié)合的終端設(shè)備。光柵掃描的CRT/液晶顯示器得到普遍應(yīng)用，成為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最基本的I/O設(shè)備。各種方便實(shí)用的文字處理設(shè)備，精密靈巧的繪圖儀、打印機(jī)，在辦公室自動(dòng)化等系統(tǒng)中起了重要作用。人類將最終通過(guò)“能聽(tīng)會(huì)說(shuō)”，“能讀會(huì)寫(xiě)”的外部設(shè)備，使智能計(jì)算機(jī)成為現(xiàn)實(shí)。l外設(shè)品種增加，功能完善，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本昂貴。一臺(tái)外設(shè)要有精密的機(jī)械

2、、電子、光學(xué)裝置相配合，僅僅是外設(shè)的控制邏輯也比較復(fù)雜。l下表列出當(dāng)前常用的一些I/O設(shè)備。表 常用的一些I/O設(shè)備輸入設(shè)備：鍵盤(pán)圖形輸入設(shè)備(鼠標(biāo)器、圖形板、跟蹤球、操縱桿、光筆)圖象輸入設(shè)備(數(shù)碼攝象機(jī)、數(shù)碼照相機(jī)、掃描儀、傳真機(jī))條形碼光學(xué)字符識(shí)別語(yǔ)言與文字輸入輸出設(shè)備：顯示器(字符、圖形、圖象、漢字)打印設(shè)備(點(diǎn)陣式打印機(jī)、激光打印機(jī)、噴墨打印機(jī))繪圖機(jī)(平板式、滾筒式)語(yǔ)音輸出其它：終端設(shè)備(鍵盤(pán)顯示器)漢字處理設(shè)備數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換多媒體脫機(jī)輸入輸出設(shè)備(軟磁盤(pán)數(shù)據(jù)站)10.2 輸入設(shè)備 一、鍵盤(pán)概述 二、鍵盤(pán)工作原理 三、PC系列機(jī)鍵盤(pán)接口 四、鍵盤(pán)中斷與鍵盤(pán)I/O 五、鼠標(biāo)接口一、

3、鍵盤(pán)概述 主 鍵 區(qū) 功 能 鍵 區(qū)光標(biāo)/數(shù)字復(fù)合鍵區(qū)光標(biāo)控制鍵區(qū)(二)、鍵盤(pán)的分類1按鍵的形式分類最常用的是機(jī)械式和電容式鍵盤(pán)，其按鍵結(jié)構(gòu)原理如下圖。2按插口方式分類 按照鍵盤(pán)插口方式，鍵盤(pán)可分為AT鍵盤(pán)(大口)、PS/2鍵盤(pán)(小口)、USB接口三類。AT和PS/2接口引腳及功能說(shuō)明如下圖。AT和PS/2鍵盤(pán)插座示意圖及各引腳功能3、按編碼分類 分為編碼鍵盤(pán)和非編碼鍵盤(pán)。 (1)編碼鍵盤(pán)編碼鍵盤(pán)帶有必要的硬件電路，能自動(dòng)提供按鍵的ASCII編碼，并能將數(shù)據(jù)保持到新按鍵按下為止。需要去抖動(dòng)和防止多鍵、串鍵等保護(hù)裝置。特點(diǎn)：編碼鍵盤(pán)軟件短，但硬件電路復(fù)雜，價(jià)格較貴。 (2)非編碼鍵盤(pán)它是按行、列

4、排列起來(lái)的矩陣開(kāi)關(guān)，其它的工作如識(shí)別鍵、提供代碼、去抖動(dòng)等均由軟件來(lái)解決。為了降低成本，簡(jiǎn)化硬件電路，大多采用非編碼鍵盤(pán)。 下面僅介紹非編碼鍵盤(pán)的接口電路。二、鍵盤(pán)的工作原理特點(diǎn)：簡(jiǎn)單，當(dāng)鍵盤(pán)多時(shí)，引線多 獨(dú)立連接的鍵盤(pán)如下圖。 當(dāng)按鍵數(shù)較多時(shí)，采用矩陣結(jié)構(gòu)的鍵盤(pán)。16個(gè)按鍵的鍵盤(pán)如下圖。 以上圖的4*4=16個(gè)鍵的鍵盤(pán)為例，說(shuō)明：矩陣結(jié)構(gòu)的非編碼鍵盤(pán)如何識(shí)別被按下的鍵。如何產(chǎn)生相應(yīng)的鍵值。如何消除鍵抖動(dòng)。 識(shí)別被按下按鍵的方法有：行掃描法、線路反轉(zhuǎn)法和行列掃描法。 (1)行掃描法工作原理：第1步判斷是否有鍵按下，即先進(jìn)行全掃描，將所有行線置成0電平，然后讀入全部列值，如果讀入的列值全是1，則

5、說(shuō)明沒(méi)有鍵 按下；如果讀入的列值不全是1，則說(shuō)明有鍵按下。第2步確定哪一個(gè)鍵按下：一旦發(fā)現(xiàn)有健按下，轉(zhuǎn)入逐行掃描的辦法來(lái)確定是哪一個(gè)鍵按下。先掃描第一行，即該行上加0電平，然后讀入列值。哪一列出現(xiàn)0值，則說(shuō)明與那一列跨接的鍵被按下了。如果讀入的列值全是1，說(shuō)明該行沒(méi)有鍵按下，接掃描第二行。以此類推，逐行掃描，直至發(fā)現(xiàn)非全1的列值，就能找出被按下的鍵。 舉例說(shuō)明。(2)行列掃描法 行列掃描法的基本原理如下圖。8*8鍵開(kāi)關(guān)陣列3-8譯碼器多路選擇器六位計(jì)數(shù)器時(shí)鐘中斷請(qǐng)求停止+5V2、PC系列鍵盤(pán)工作原理 采用16行*8列的2維矩陣行列結(jié)構(gòu)。 采用行列掃描法識(shí)別按下的按鍵。 鍵盤(pán)掃描控制電路如下圖。

6、8048和鍵盤(pán)接口的連接圖和鍵盤(pán)接口的連接圖3、鍵盤(pán)接口電路 系統(tǒng)板上的鍵盤(pán)接口電路如下圖。AT鍵盤(pán)控制電路鍵盤(pán)控制電路“h”鍵的鍵碼23的串行數(shù)據(jù)圖鍵盤(pán)信號(hào)的傳遞轉(zhuǎn)換示意圖10.3 顯示設(shè)備l以可見(jiàn)光的形式傳遞和處理信息的設(shè)備叫顯示設(shè)備。l所有的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都離不開(kāi)它。10.3.1 顯示設(shè)備分類v按顯示設(shè)備所用的顯示器件分類v陰極射線管CRT(Cathode Ray Tube)顯示器、v液晶顯示器LCD(Liquid Crystal Display)v等離子顯示器等。v液晶和等離子顯示器是平板式顯示器，它們的特點(diǎn)是體積小、功耗少。v按所顯示的信息分類v字符顯示器v圖形顯示器v圖象顯示器v按顯示

7、設(shè)備的功能分類v普通顯示器(監(jiān)視器)。顯示器的功能簡(jiǎn)單，它只能用于接收視頻信號(hào)，顯示器的控制邏輯和存儲(chǔ)邏輯都在主機(jī)接口板上。v顯示終端。終端是由顯示器和鍵盤(pán)組成的一套獨(dú)立完整的輸入/輸出設(shè)備，它可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)通信接口接到遠(yuǎn)離主機(jī)的地方使用。v終端的結(jié)構(gòu)比顯示器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜得多，它能夠完成顯示控制與存儲(chǔ)，鍵盤(pán)管理以及通信控制等功能，還可以完成簡(jiǎn)單的編輯操作。v在使用CRT的顯示設(shè)備中，以掃描方式分v光柵掃描v隨機(jī)掃描v以分辯率不同分成v高分辯率顯示器v低分辯率顯示器陰極射線管顯示器 成像原理通過(guò)電子束撞擊熒光板上的熒光粉，發(fā)光產(chǎn)生亮點(diǎn) 基本組成電子槍、顯示屏和偏轉(zhuǎn)控制裝置（見(jiàn)下頁(yè)圖） 相關(guān)術(shù)語(yǔ)分辨率

8、 沿水平和垂直兩個(gè)方向把屏幕分成許多小的區(qū)域，一個(gè)小的區(qū)域?qū)?yīng)一個(gè)發(fā)光點(diǎn)（稱為象素），一個(gè)屏幕上所提供的全部象素的數(shù)目被稱為分辨率 掃描 電子束在顯示屏上按某種軌跡運(yùn)動(dòng)被稱為掃描，控制電子束掃描軌跡的電路被稱為掃描控制邏輯部件。 光柵掃描：電子束從左到右，從上到下掃描整個(gè)屏幕（隔行掃描和逐行掃描）。 隨機(jī)掃描：電子束只掃描需要顯示的點(diǎn)，而不是整個(gè)屏幕。刷新 余輝時(shí)間：電子束打在熒光粉上發(fā)出的光的所持續(xù)時(shí)間。 為了得到穩(wěn)定的圖象，需要重復(fù)掃描整個(gè)屏幕（每秒50場(chǎng)）。 幀存儲(chǔ)器：為了重復(fù)掃描，需要存儲(chǔ)屏幕字符或者圖象信息。燈絲燈絲陰極陰極聚焦極聚焦極石墨層石墨層熒光屏熒光屏顯示屏顯示屏陽(yáng)極帽陽(yáng)極帽

9、偏轉(zhuǎn)線圈偏轉(zhuǎn)線圈柵極柵極陽(yáng)極陽(yáng)極電子槍電子槍電子束電子束陰極射線管的構(gòu)成和工作原理字符顯示的一般原理 為有效地提供屏幕上要顯示的內(nèi)容，字符顯示器內(nèi)有一個(gè)顯示存儲(chǔ)器VRAM，用于保存將顯示在整個(gè)屏幕的全部字符。 顯示存儲(chǔ)器中保存的是這些字符的ASCII碼和顯示屬性，每個(gè)字符都配有一個(gè)屬性字節(jié)，用來(lái)描述字符的顯示屬性，即字符的顏色、亮度、是否顯示等等。 顯示存儲(chǔ)器是一個(gè)可讀寫(xiě)的存儲(chǔ)器，被顯示的字符將由計(jì)算機(jī)主機(jī)以兩個(gè)字節(jié)（ASCII碼和顯示屬性）的方式提供并寫(xiě)進(jìn)該存儲(chǔ)器中，由顯示器的控制邏輯按需要從中讀出準(zhǔn)備顯示的一個(gè)字符的ASCII碼的字節(jié)值和顯示屬性的字節(jié)值。 字符發(fā)生器，就是用于保存每個(gè)可顯

10、示字符字形的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)的邏輯部件，通常是一個(gè)只讀存儲(chǔ)器（ROM），如果每個(gè)字符的字形用7（橫向）9（縱向）的點(diǎn)陣表示，則每個(gè)字符字形的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)要占用9個(gè)存儲(chǔ)器字節(jié)（橫向的7個(gè)點(diǎn)的布局用一個(gè)字節(jié)表示）。 字形的產(chǎn)生過(guò)程0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 00 1 0 00 1 0 10 1 1 01 1 1 10 1 1 10 0 1 110H28H44H82H82HFEH82H82H00H字符字符發(fā)生器發(fā)生器( R O M )ASCIIASCII字符代碼字符代碼84RA3 - RA0(a)(a) “ “ A A ”的點(diǎn)陣表示的點(diǎn)陣表示(b)(b)字符發(fā)生器的結(jié)構(gòu)字符發(fā)生器的結(jié)構(gòu)( (來(lái)自

11、來(lái)自VRAM)VRAM)( (來(lái)自光柵地址來(lái)自光柵地址計(jì)數(shù)器輸出計(jì)數(shù)器輸出) )RA3 -RA0D7D0D7D0ASCIIASCII代碼代碼(41(41H H) )指向這個(gè)字形指向這個(gè)字形移位移位寄存器寄存器S L字符字符發(fā)生器發(fā)生器( ROM)加載控制加載控制水平消隱水平消隱行間消隱行間消隱垂直消隱垂直消隱水平同步電路水平同步電路垂直同步電路垂直同步電路點(diǎn)振蕩器點(diǎn)振蕩器點(diǎn)計(jì)數(shù)器點(diǎn)計(jì)數(shù)器水平地址計(jì)數(shù)器水平地址計(jì)數(shù)器光柵地址計(jì)數(shù)器光柵地址計(jì)數(shù)器垂直地址計(jì)數(shù)器垂直地址計(jì)數(shù)器定時(shí)控制定時(shí)控制電路電路垂直同步信號(hào)垂直同步信號(hào)水平同步信號(hào)水平同步信號(hào)字符時(shí)鐘字符時(shí)鐘代碼代碼控制控制OSCVRAM1918

12、0+1819+5125+1視頻視頻信號(hào)信號(hào)RA3 - RA0字符顯示的一般原理CRT圖形顯示器 大的VRAM存儲(chǔ)點(diǎn)陣屬性分辨率：1024*768，真彩色，1024*768*3Byte=2.3MB 高速總線50場(chǎng)/秒，帶寬為2.3*50MB/s=115MB/s需要連接PCI總線 專用接口分辨率更高的圖形設(shè)備將采用專用接口液晶顯示器 顯示原理利用液晶的光學(xué)特性平板后面設(shè)置光源通過(guò)液晶改變透射光的偏振性（從水平到垂直）電場(chǎng)控制 特點(diǎn)平板顯示，不需要高壓電，移動(dòng)方便無(wú)輻射價(jià)格較高光線扭轉(zhuǎn)的光線液晶分子電極(b) 不透光狀態(tài)(a) 透光狀態(tài)(偏震光被扭轉(zhuǎn) 90 度)偏光鏡橫向排列垂直排列縱向排列偏光鏡電

13、極玻璃面板玻璃液晶顯示器等離子顯示器 成像原理利用惰性氣體在一定電壓作用下產(chǎn)生氣體放電的特性產(chǎn)生紫外線，紫外線激發(fā)熒光粉發(fā)光在玻璃板之間隔開(kāi)成象素，每個(gè)象素點(diǎn)內(nèi)有惰性氣體和三色熒光粉，用電極控制 特點(diǎn)易于實(shí)現(xiàn)大畫(huà)面顯示全色顯示，色純度與CRT相當(dāng)視角達(dá)160度壽命長(zhǎng)功耗大、成本高、對(duì)比度差。2、分辯率和灰度級(jí) 分辯率指的是顯示設(shè)備所能表示的象素個(gè)數(shù)。象素越密，分辯率越高，圖象越清晰。顯示器的分辯率取決于顯象管熒光粉的粒度、熒光屏的尺寸和CRT電子束的聚焦能力。同時(shí)刷新存儲(chǔ)器要有與顯示象素?cái)?shù)相對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)空間，用以存儲(chǔ)每個(gè)象素的信息。 一般顯示器的長(zhǎng)寬比為4:3，否則看起來(lái)就會(huì)失真變形。知道了間距

14、和分辯率，就知道了顯示長(zhǎng)度和高度。 灰度級(jí)指的是所顯示象素點(diǎn)的亮暗差別，在彩色顯示器中表現(xiàn)為顏色的不同?；叶燃?jí)越多，圖象層次越清楚逼真。灰度級(jí)取決于每個(gè)象素對(duì)應(yīng)刷新存儲(chǔ)器單元的位數(shù)和CRT本身的性能。如果用4位表示一個(gè)象素，則只有16級(jí)灰度級(jí)或顏色，如果用8位表示一個(gè)象素，則有256級(jí)灰度級(jí)或顏色。 分辯率和灰度級(jí)是顯示器的兩個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)。3、刷新和刷新存儲(chǔ)器 CRT器件的發(fā)光是由電子束打在熒光粉上引起的。電子束掃過(guò)之后，其發(fā)光亮度只能維持短暫一瞬間便消失。為了使人眼能看到穩(wěn)定的圖象，就必須在圖象消失之前使電子束不斷地重復(fù)掃描整個(gè)屏幕。這個(gè)過(guò)程叫做刷新。每秒刷新的次數(shù)稱為刷新頻率。一般刷新頻

15、率應(yīng)大于30次/秒，人眼才不會(huì)感到閃爍。顯示設(shè)備中通常選用電視中的標(biāo)準(zhǔn)，每秒刷新50幀(FRAME)圖象。 為了不斷提供刷新圖象的信號(hào)，必須把圖象存儲(chǔ)起來(lái)，存儲(chǔ)圖象的存儲(chǔ)器叫刷新存儲(chǔ)器，也叫“幀存儲(chǔ)器”或“視頻存儲(chǔ)器”VRAM。 刷新存儲(chǔ)器的容量由圖象分辯率和灰度級(jí)決定。分辯率越高?；叶燃?jí)越多，刷新存儲(chǔ)器的容量越大。如分辯率為512*512，256級(jí)灰度的圖象，存儲(chǔ)容量為512*512*8=256KB。刷新存儲(chǔ)器的存取周期必須滿足刷新頻率的要求。容量和存取周期是刷新存儲(chǔ)器的兩個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)。4、隨機(jī)掃描和光柵掃描 電子束在熒光屏上按某種軌跡運(yùn)動(dòng)稱為掃描。控制電子束掃描軌跡的電路叫掃描偏轉(zhuǎn)電路。

16、掃描方式有兩種：隨機(jī)掃描和光柵掃描。 隨機(jī)掃描是控制電子束在CRT屏幕上隨機(jī)地運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生圖形和字符。電子束只在需要作圖的地方掃描，而不必掃描整個(gè)屏幕，所以這種掃描方式畫(huà)圖速度快，圖象清晰。高質(zhì)量的圖形顯示器(如4096*4096)使用隨機(jī)掃描方式。但由于這種掃描方式的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)與電視標(biāo)準(zhǔn)不一致，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)復(fù)雜，價(jià)格較貴。 光柵掃描是電視中采用的掃描方式，要求電子束掃過(guò)整個(gè)屏幕。光柵掃描是從上至下順序掃描，采用逐行掃描和隔行掃描兩種方式。逐行掃描就是從屏幕頂部開(kāi)始一行接一行地掃描，一直到屏幕底，反復(fù)進(jìn)行。電視系統(tǒng)采用隔行掃描，它把一幀圖象分為奇數(shù)場(chǎng)和偶數(shù)場(chǎng)，奇數(shù)行構(gòu)成奇數(shù)場(chǎng)，偶數(shù)行構(gòu)成偶數(shù)場(chǎng)。我

17、國(guó)電視標(biāo)準(zhǔn)是625行，奇數(shù)場(chǎng)和偶數(shù)場(chǎng)各312.5行。掃描順序是先偶數(shù)場(chǎng)，再奇數(shù)場(chǎng)，交替?zhèn)魉停棵腼@示50場(chǎng)。10.3.3 字符顯示器及舉例 對(duì)不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，字符顯示器的組成有所不同。在中大型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，為了不影響主機(jī)的數(shù)據(jù)處理能力，顯示器作為終端設(shè)備獨(dú)立存在，并通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的串行接口與主機(jī)連接。在微型機(jī)系統(tǒng)中，顯示輸出和鍵盤(pán)輸入分別接入系統(tǒng)(兩個(gè)獨(dú)立的設(shè)備)，顯示系統(tǒng)由插在主機(jī)中的顯示控制板和顯示器兩部分組成。本節(jié)以IBM PC機(jī)單色字符顯示系統(tǒng)為例，說(shuō)明字符顯示器的工作原理。1、字符顯示原理 光柵掃描顯示器顯示字符的方法是以點(diǎn)陣為基礎(chǔ)的。這種方法將字符分解成m列*n行個(gè)點(diǎn)組成陣列，將點(diǎn)陣

18、存入由ROM構(gòu)成的字符發(fā)生器中，在CRT進(jìn)行光柵掃描的過(guò)程中，從字符發(fā)生器中依次讀出點(diǎn)陣，按照點(diǎn)陣的0和1控制掃描電子束的開(kāi)關(guān)，就可以在屏幕上組成字符。 點(diǎn)陣的多少取決于顯示字符的質(zhì)量和字符塊的大小。字符塊(字符窗口)指的是每個(gè)字符在屏幕上所占的點(diǎn)數(shù)，它包括字符顯示點(diǎn)陣和字符間隔。在IBM PC系統(tǒng)中，屏幕上共顯示80列*25行=2000個(gè)字符，字符窗口數(shù)目為80*25。在單色字符方式，每個(gè)字符窗口為9*14點(diǎn)陣，字符為7*9點(diǎn)陣。如下圖。圖10.2 字形的產(chǎn)生 對(duì)應(yīng)于每個(gè)字符窗口，所需顯示字符的ASCII碼被存放在視頻存儲(chǔ)器VRAM中，因此應(yīng)有2000個(gè)單元存放字符信息。字符發(fā)生器ROM的高

19、位地址來(lái)自VRAM的ASCII碼，低位地址來(lái)自稱為光柵地址計(jì)數(shù)器的輸出RA3RA0，它具體指向這個(gè)字形點(diǎn)陣中的某個(gè)字節(jié)。在顯示過(guò)程中，按照VRAM中的ASCII碼和光柵地址計(jì)數(shù)器訪問(wèn)ROM，依次取出字形點(diǎn)陣，就可以完成一行字符的輸出。 下圖是字符顯示器的原理框圖。其中虛框中為定時(shí)控制電路。在IBM PC機(jī)中，定時(shí)控制電路已由專用的CRT控制芯片MC6845實(shí)現(xiàn)。圖10.6 字符顯示的一般原理圖 定時(shí)控制電路的核心是點(diǎn)計(jì)數(shù)器、水平地址(字)計(jì)數(shù)器、光柵地址(行)計(jì)數(shù)器和垂直地址(排)計(jì)數(shù)器四個(gè)計(jì)數(shù)器，由它們來(lái)控制顯示器的逐點(diǎn)、逐字、逐行、逐屏幕的刷新顯示。 點(diǎn)振蕩器輸出16.257MHz的點(diǎn)時(shí)鐘

20、，用來(lái)控制字符發(fā)生器中每行9個(gè)點(diǎn)依次移位輸出。點(diǎn)計(jì)數(shù)器對(duì)點(diǎn)時(shí)鐘9分頻，輸出的字符時(shí)鐘是顯示控制器的定時(shí)信號(hào)，同時(shí)它也控制移位寄存器的加載(移位寄存器S端為移位控制端，L為并行輸入加載控制端)。當(dāng)一個(gè)字符的9個(gè)點(diǎn)輸出結(jié)束以后，輸出下一個(gè)字符中同一行的9個(gè)點(diǎn)。水平地址計(jì)數(shù)器對(duì)一行的顯示進(jìn)行控制，送出當(dāng)前要顯示的這一行字符的VRAM地址。每行有效顯示80個(gè)字符。 當(dāng)光柵從一行的結(jié)束回到另一行開(kāi)始時(shí)，在屏幕上不應(yīng)該顯示，這一段稱為水平回掃消隱期，在水平消隱期間產(chǎn)生水平同步信號(hào)，輸出到顯示器，水平消隱信號(hào)同時(shí)控制移位寄存器不要加載。水平消隱期共占用18個(gè)字符時(shí)鐘的時(shí)間。 光柵地址計(jì)數(shù)器對(duì)字符窗口的高度進(jìn)

21、行控制。因?yàn)樽址翱诘母叨葹?4，但字符點(diǎn)陣高度為9，行間隔為5個(gè)點(diǎn)陣，它控制一行字符的9行點(diǎn)陣逐行輸出，并在最后5行進(jìn)行行間消隱。垂直地址計(jì)數(shù)器控制一屏幕25行字符的顯示，與水平回掃類似，當(dāng)光柵到達(dá)屏幕底部時(shí)，需要回到屏幕頂部，這一過(guò)程稱為垂直回掃，垂直回掃需要一行的時(shí)間，并向顯示器輸出垂直同步信號(hào)。回掃期間同樣需要消隱，垂直消隱命令控制移位寄存器不要加載。 視頻存儲(chǔ)器VRAM的地址由水平地址計(jì)數(shù)器(列地址)和垂直地址計(jì)數(shù)器(行地址)決定，VRAM輸出的ASCII碼作為字符發(fā)生器ROM的高位地址，ROM的低位地址來(lái)自光柵地址計(jì)數(shù)器。ROM的輸出在L信號(hào)的控制下并行加載到移位寄存器，然后在點(diǎn)時(shí)

22、鐘控制下移位輸出形成視頻信號(hào)，輸出到顯示器。顯示器在水平同步、垂直同步和視頻信號(hào)的控制下，連續(xù)不斷地進(jìn)行屏幕刷新，就能保證穩(wěn)定而不消失的字符圖象。10.3.4 圖形與圖象顯示、圖形顯示設(shè)備 圖形顯示器最初是為顯示線條圖形而設(shè)計(jì)的。計(jì)算機(jī)產(chǎn)生圖形的方法有兩種，一種稱為矢量法(畫(huà)線法)。任何形狀的一條曲線或直線都可以由許多根首尾相接的短矢量進(jìn)行逼近。只要線段(短矢量)足夠短，看起來(lái)就是很平滑的曲線。這種方法使用的掃描方式是隨機(jī)掃描，所用的顯示器件為刷新式顯象管(即需要刷新的普通CRT)或存儲(chǔ)管(不需要刷新的特殊顯示器件)。據(jù)此，有隨機(jī)掃描刷新型和隨機(jī)掃描存儲(chǔ)型兩種圖形顯示器。 另一種稱為光柵掃描圖

23、形顯示器，是當(dāng)今應(yīng)用最多的顯示器。 光柵掃描顯示器的特點(diǎn)是對(duì)應(yīng)于屏幕上每個(gè)像素的信息都用存儲(chǔ)器存起來(lái)，然后按地址順序逐個(gè)地刷新顯示在屏幕上。其硬件結(jié)構(gòu)如下圖。圖 光柵掃描圖形顯示器的硬件結(jié)構(gòu) 這里有兩個(gè)存儲(chǔ)器，一個(gè)稱作程序段緩沖存儲(chǔ)器，另一個(gè)是刷新存儲(chǔ)器。程序段緩存中存儲(chǔ)由計(jì)算機(jī)送來(lái)的顯示文件和交互式圖形操作命令，如局部放大、平移、旋轉(zhuǎn)、比例變換等。這些操作在顯示器的控制部件中完成比在主機(jī)中用軟件實(shí)現(xiàn)效率要高得多。 刷新存儲(chǔ)器中存放了一幀圖形的形狀信息，和屏幕上的象素一一對(duì)應(yīng)，如屏幕的分辯率為1024*1024個(gè)象素，刷新存儲(chǔ)器就要有1024*1024個(gè)單元；屏幕上象素的灰度級(jí)為256級(jí)，刷存

24、中每個(gè)單元的字長(zhǎng)是8位。因此刷存的容量直接取決于顯示器的分辯率和灰度級(jí)。 光柵掃描顯示器的最大優(yōu)點(diǎn)是通用性強(qiáng)，灰度層次多，色調(diào)豐富，顯示復(fù)雜圖形時(shí)無(wú)閃爍現(xiàn)象；所產(chǎn)生的圖形可以有隱藏面消隱、陰影效應(yīng)和涂色等功能。光柵掃描圖形顯示器的出現(xiàn)使得圖形學(xué)的研究領(lǐng)域從簡(jiǎn)單的線條圖擴(kuò)展到絢麗多彩、形象逼真的各種立體及平面圖形，從而擴(kuò)大了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域。打印機(jī) 計(jì)算機(jī)最基本的輸出形式之一，可將打印在紙上的信息長(zhǎng)期保存。打印設(shè)備按印字方式分類：擊打式：通過(guò)印字的機(jī)械裝置撞擊色帶以便把字形染印在紙上，速度慢，噪聲大，打印質(zhì)量一般。 點(diǎn)陣針式、字模式非擊打式：通過(guò)靜電、噴墨等非機(jī)械撞擊方式完成在紙上著色，打

25、印速度快，噪聲低，印字質(zhì)量高 噴墨、激光、熱轉(zhuǎn)印 打印設(shè)備與計(jì)算機(jī)主機(jī)的連接方式串行接口、并行接口、USB接口 3種常用的點(diǎn)陣式打印機(jī)的組成機(jī)構(gòu)和他們的打印過(guò)程。針式打印機(jī) 打印原理用鋼針或鎢錸合金針撞擊色帶，將色帶的顏色印到打印紙上，完成一個(gè)點(diǎn)的輸出，完成全部點(diǎn)陣后輸出完畢。 基本組成打印頭、輸紙機(jī)構(gòu)、色帶機(jī)構(gòu)及打印控制器打印控制器包括字符緩沖存儲(chǔ)器、字型發(fā)生器、時(shí)序控制電路和接口電路四部分。 輸出過(guò)程字車將打印頭橫向移動(dòng)到打印起始位置。取出輸出對(duì)象點(diǎn)陣的第一列，驅(qū)動(dòng)打印針撞擊色帶。字車移動(dòng)一小格，輸出下一列，直到本行輸出完畢?；剀?。輸紙機(jī)構(gòu)進(jìn)紙。輸出下一行。針式打印機(jī)構(gòu)造打印紙打印紙導(dǎo)軌導(dǎo)

26、軌打印針打印針永磁鐵永磁鐵 鐵芯鐵芯銜鐵銜鐵 線圈線圈色帶色帶色帶保護(hù)片色帶保護(hù)片滾筒滾筒螺管式電磁鐵打印針打印針電磁鐵線圈電磁鐵線圈銜鐵銜鐵殼帽殼帽外殼外殼導(dǎo)軌導(dǎo)軌彈簧彈簧針式打印機(jī)打印字符“E”的過(guò)程針式打印機(jī)和CRT字符顯示器工作原理比較 CRT字符顯示器使用電子束撞擊熒光粉產(chǎn)生發(fā)光點(diǎn)，針式打印機(jī)是用打印針撞擊色帶產(chǎn)生印染點(diǎn)； CRT字符顯示器以整屏信息為單位連續(xù)掃描以維持穩(wěn)定的顯示畫(huà)面，故它需要有顯示存儲(chǔ)器VRAM，而針式打印機(jī)接收到要打印的一縱列點(diǎn)陣信息并完成打印之后，這些點(diǎn)陣信息就不再有用了。 光柵掃描的CRT字符顯示器，電子束在整個(gè)屏幕上按逐個(gè)橫行的掃描方式重復(fù)，掃描完多個(gè)橫行才完整顯示出一行字符，針式打印機(jī)則是按逐列打印方式依此打印出字符的點(diǎn)陣列，幾次后打印出一個(gè)完整的字符。 激光打印機(jī) 打印原理激光技術(shù)和電子照相技術(shù)相結(jié)合，它由走紙機(jī)構(gòu)、激光掃描系統(tǒng)、電子照相部分和打印機(jī)控制器等幾部分組成。 激光掃描系統(tǒng)的功能，是控制激光束能掃描到光導(dǎo)鼓柱面的任何位置，它由激光器，偏轉(zhuǎn)調(diào)制器，掃描器和光路系統(tǒng)組成。 電子照相部分的核