第六章輸入輸出設(shè)備及接口

輸入/輸出設(shè)備是實現(xiàn)計算機系統(tǒng)與人或其它設(shè)備、系統(tǒng)之間進行信息交換的裝置。又叫I/O設(shè)備、外部設(shè)備、外圍設(shè)備、外設(shè)。CPU和主存稱為主機，其它稱為外設(shè)。送入主機稱為輸入，反之為輸出。

根據(jù)功能將外設(shè)分類：1、輸入設(shè)備例：鍵盤、掃描儀、數(shù)碼相機、鼠標(biāo)、光筆、OCR、操縱桿、聲音輸入等。第六章輸入/輸出設(shè)備2、輸出設(shè)備例：顯示器、打印機、繪圖儀、語音輸出等3、外存4、終端設(shè)備與計算機信息網(wǎng)絡(luò)的一端相連的設(shè)備，叫終端設(shè)備。本地終端：如分時終端遠(yuǎn)程終端與工作站區(qū)別：一般而言，工作站有本身的主機、外設(shè)工作站又分圖形工作站和網(wǎng)絡(luò)工作站為什么遠(yuǎn)距離通信要用調(diào)制解調(diào)器？因為遠(yuǎn)距離通信的介質(zhì)通常是電話線，常規(guī)電話線有一定的通頻范圍，傳送頻率較高的數(shù)字信號時波形會失真，但較高頻率的正弦波失真較小，這種正弦波叫載波。通過載波的參數(shù)變化，可以傳送信息。5、其它外設(shè)傳送格式11、并行傳送同時用多根線傳送，并行地傳送1個字或字節(jié)。優(yōu)點：速度快缺點：線路多特點：適合近距離傳送2、串行傳送采用單根信號傳輸線或1對傳送線，逐位地串行傳送數(shù)據(jù)代碼。傳送格式2缺點：速度慢優(yōu)點：線路少，可利用電話線特點：適合遠(yuǎn)距離傳送3、數(shù)據(jù)傳輸率單位是波特（位/秒）調(diào)用I/O設(shè)備的層次用戶界面（操作系統(tǒng)）設(shè)備驅(qū)動程序設(shè)備控制器控制程序I/O設(shè)備的具體操作鍵盤1一、鍵1、接觸式機械觸點式干簧式2、無觸點式電容式霍爾鍵3、觸摸式薄膜式感應(yīng)式二、鍵盤可將鍵盤分為N行M列，每個鍵在某個行線和某個列線交點處，如果由硬件邏輯實現(xiàn)掃描，來識別按下的鍵的行列位置，叫硬件掃描鍵盤。1、硬件掃描鍵盤的原理組成：鍵盤矩陣、震蕩器、計數(shù)器、行譯碼器、列譯碼器、符合比較器、ROM、接口、去抖電路。鍵盤2鍵盤3振蕩器計數(shù)器ROM接口列譯碼行譯碼符合比較鍵盤8x16去抖電路低高2、軟件掃描鍵盤通過執(zhí)行軟件掃描程序?qū)︽I盤矩陣進行掃描，來識別按鍵的行列位置?？捎蒀PU或鍵盤內(nèi)的單片機執(zhí)行該程序。1）逐行掃描法CPU通過數(shù)據(jù)線輸出代碼，送往行線。從第0行開始，逐行為0，其余各行為1，將列線輸出取回CPU，如果某一位為0，則表明特定的鍵被按下，可由行列線知道按鍵位置，得位置碼（掃描碼），再查表轉(zhuǎn)換為ASCII碼。

鍵盤42）行列掃描法先逐列為1地步進掃描，測試哪一列為1時，行線輸出為1，從而判別按鍵的列號，再逐行為1地步進掃描，判別按鍵的行號。

鍵盤5硬件組成顯示設(shè)備顯示器適配器顯示器件（控制器、接口）（CRT、LED、PDP、LCD…）控制器接口顯示器適配器顯示器件CPUVRAM6.1CRT顯示器的顯示方式與常見顯示規(guī)格顯示方式字符/數(shù)字(A/N)方式：圖形(APA)方式：以字符為顯示單位以點(象素)為顯示單位顯示規(guī)格顯示方式分辨率顏色A/N：一幀畫面顯示的字符數(shù)（字符行數(shù)×列數(shù)）APA：一幀畫面顯示的象點數(shù)（每線點數(shù)×線數(shù)）分辨率25×80

640×200

適配器提供顯示規(guī)格如VGA卡：

A/N：APA：25×40、25×80，

320×200、～

2色、4色

800×600，

2色、256色

1.CRT結(jié)構(gòu)6.2光柵掃描成象原理熒光屏電子槍聚焦系統(tǒng)水平偏轉(zhuǎn)垂直偏轉(zhuǎn)顯示頭視頻放大掃描控制視頻信號水平同步信號垂直同步信號2.掃描方式電子束無固定掃描路徑，隨機掃描：控制電路復(fù)雜。光柵掃描：電子束掃描路徑固定（自上而下，從左向右全屏掃描），控制電路簡單。3.光柵的形成水平正掃水平回掃垂直回掃水平偏轉(zhuǎn)線圈加鋸齒波電流,形成水平掃描線（行掃描）垂直偏轉(zhuǎn)線圈加鋸齒波電流,使水平線垂直移動（場掃描）行掃描電流：場掃描電流：幀頻不低于25HZ水平、垂直同步分別控制電子束X向與Y向偏轉(zhuǎn)

I

R

G

B顏色

4.象點存在的因素視頻=0，點暗紅象點位置：亮度：顏色：視頻信號控制電子束通、斷

視頻=1，點亮紅、綠、藍三基色控制

紅點綠點藍點01001100淡紅0010綠1010淡綠0111白例.2513字符發(fā)生器，5.字符點陣的形成與屏幕組織可提供64種字符點陣字符點陣圖形：（1）字符發(fā)生器產(chǎn)生字符點陣代碼。（7×9）（5×8點陣）…….……..字符點陣代碼：11111110001000

0001000

0001000

0001000

0001000

0001000

0001000

0001000

ROM字符譯碼64×8單元行譯碼字符編碼（ROM高6位地址）掃描線序號（ROM低3位地址）輸出例.ABCDEF（2）屏幕組織每行字符逐線掃描。字符7×9，字符區(qū)9×141）掃描順序2）間隔橫向間隔2點（消隱）縱向間隔5線（消隱）6.3屏幕顯示與顯示器緩存(VRAM)的對應(yīng)關(guān)系顯存功能數(shù)據(jù)緩沖屏幕刷新對顯存的操作直接影響屏幕顯示。對應(yīng)關(guān)系表現(xiàn)在：顯存內(nèi)容和容量的確定、顯存地址組織、信息轉(zhuǎn)換、同步控制。若顯示規(guī)格為25行×80列，（1）A/N方式VRAM內(nèi)容：基本容量=25×80=2KB1.顯存內(nèi)容和容量字符的編碼（ASCII碼）VRAM容量：（一字節(jié)存放一字符編碼）若考慮字符屬性，顯存容量增加。（2）APA方式圖形的象點代碼VRAM內(nèi)容：（一位存放一點，單色）VRAM容量：若顯示規(guī)格為640點×200線，基本容量=8640×200=16KB若考慮顏色分辨率不變：顏色容量容量不變：顏色分辨率屏幕顯示從左向右，自上而下，顯存地址從低到高安排。2.顯存地址組織3.信息轉(zhuǎn)換能實現(xiàn)將A從屏幕左上角逐漸移向屏幕右下角嗎？顯存單元的地址由屏幕顯示的行、列號決定。0127901224ABGF行號決定地址的高位列號決定地址的低位AAAAAA能實現(xiàn)在屏幕上將一行字符自下而上地滾動嗎？如何將顯存中的信息（字符編碼/圖形點代碼）轉(zhuǎn)換為字符/圖形顯示在屏幕上。（1）A/NVRAMA編碼N編碼D編碼VRAMA點陣B點陣C點陣D點陣N點陣ROM屏幕移位寄存器并行串行AND字符編碼字符發(fā)生器掃描時序一行點陣代碼(并)移位器視頻信號(串)顯示頭（2）APAVRAM屏幕移位寄存器并行串行一字節(jié)點代碼(并)移位器視頻信號(串)顯示頭0000111100000000000010010VRAM000000000000100100001111視頻的發(fā)送與電子束掃描嚴(yán)格同步：4.同步控制電子束掃描到某點位置，相應(yīng)視頻應(yīng)同時送到，控制點亮或不亮。需解決：何時訪問顯存，取字符編碼或圖形點代碼？以控制產(chǎn)生視頻信號。何時發(fā)水平同步信號？何時發(fā)垂直同步信號？以控制電子束掃描。在顯示器中設(shè)置若干級計數(shù)器，對顯示器點頻進行若干級分頻，產(chǎn)生相應(yīng)控制信號。例.顯示規(guī)格25行×80列，（1）A/N方式字符7×9,字符區(qū)9×147299點514線80字符25行設(shè)置4級計數(shù)器1）點計數(shù)器：點計數(shù)器字符計數(shù)器線計數(shù)器行計數(shù)器對一個字符的一行點計數(shù)。點頻9：1一次點計數(shù)循環(huán)訪問一次VRAM、ROM。2）字符計數(shù)器：對一幀的字符列計數(shù)。(80+l)：1一次字符計數(shù)循環(huán)發(fā)一次水平同步信號。3）線計數(shù)器：對一行字符的掃描線計數(shù)。14：1線計數(shù)值提供ROM低位地址。4）行計數(shù)器：對一幀的字符行計數(shù)。(25+m)：1幀頻一次行計數(shù)循環(huán)發(fā)一次垂直同步信號。字符計數(shù)值提供VRAM列地址（低地址）。行計數(shù)值提供VRAM行地址（高地址）。例.顯示規(guī)格800點×200線、單色（1）APA方式8點200線100字節(jié)設(shè)置幾級計數(shù)器？何時訪問VRAM？何時發(fā)水平、垂直