第八章常用交互设备及接口

1、8-1第八章第八章 常用交互设备及接口常用交互设备及接口8.1 8.1 键盘及其接口键盘及其接口8.2 8.2 显示器及其接口显示器及其接口 8.3 8.3 打印机及其接口打印机及其接口 8.4 8.4 鼠标器及其接口鼠标器及其接口 8.5 8.5 扫描仪及其接口扫描仪及其接口 8.6 8.6 网络接入设备及其接口网络接入设备及其接口 8-28.1.1 8.1.1 键盘概述键盘概述8.1.2 8.1.2 非编码键盘的接口功能非编码键盘的接口功能8.1.3 8.1.3 行行/ /列扫描式键盘接口方法列扫描式键盘接口方法8.1.4 PC8.1.4 PC系列机键盘及接口系列机键盘及接口8.1 8.1

2、 键盘及其接口键盘及其接口 8-38.1.1 8.1.1 键盘概述键盘概述键盘键盘: : 由排列成矩阵形式的按键开关阵列组成。由排列成矩阵形式的按键开关阵列组成。q有触点开关有触点开关：q无触点开关：无触点开关：白金触点开关白金触点开关舌簧式开关舌簧式开关电容式开关电容式开关霍尔元件开关霍尔元件开关触摸式开关触摸式开关8-4 根据键盘功能的不同，通常把键盘分成两种根据键盘功能的不同，通常把键盘分成两种基本类型：基本类型：q编码键盘：编码键盘：能自动检测按键能自动检测按键, ,并以串并以串/ /并方式将并方式将对应功能键码送给对应功能键码送给CPUCPU。q非编码键盘：非编码键盘：只提供键盘的行

3、列矩阵，按键的只提供键盘的行列矩阵，按键的识别和键值的确定、输入等均由主机软件完成。识别和键值的确定、输入等均由主机软件完成。8.1.1 8.1.1 键盘概述键盘概述8-58.1.2 8.1.2 非编码键盘的接口功能非编码键盘的接口功能 为不失一般性，以机械式有触点按键组成为不失一般性，以机械式有触点按键组成的非编码键盘为例。的非编码键盘为例。 通常键盘接口必须具有以下通常键盘接口必须具有以下4 4个基本功能：个基本功能： 去抖动去抖动 防串键防串键 识别被按键识别被按键( (和释放键和释放键) ) 产生与之对应的键码产生与之对应的键码8-61.1.去抖动去抖动8.1.2 8.1.2 非编码键

4、盘的接口功能非编码键盘的接口功能 每个按键在按下和松开时，都会经历短时间每个按键在按下和松开时，都会经历短时间的抖动才达到稳定。抖动时间通常为的抖动才达到稳定。抖动时间通常为5 5 20 20msms，识别时应避开它。识别时应避开它。q 软件延时法：软件延时法：识别到键按下识别到键按下/ /释放时释放时, ,延迟一延迟一段时间再检验。段时间再检验。q 硬件消抖法：硬件消抖法：在键开关和微机接口间加消抖在键开关和微机接口间加消抖动电路。适合键数目较少采用。动电路。适合键数目较少采用。 去抖动去抖动 防串键防串键 识别被按键识别被按键 与键码产生与键码产生8-72.2.防串键防串键 多个键同时按下

5、，或前面键没释放多个键同时按下，或前面键没释放又按下新的键时的处理策略。又按下新的键时的处理策略。一般有三种一般有三种方法：方法：v双键锁定：双键锁定： 只将最后释放的键看作正确按键，只将最后释放的键看作正确按键，两个以上键按下时不予考虑。两个以上键按下时不予考虑。vN N键连锁：键连锁：vN N键串行循环法：键串行循环法： 循环扫描各个键，将一循环扫描各个键，将一个或多个同时按下的键个或多个同时按下的键顺序检测出。顺序检测出。只记下最先按下的键。只记下最先按下的键。 去抖动去抖动 防串键防串键 识别被按键识别被按键 与键码产生与键码产生8.1.2 8.1.2 非编码键盘的接口功能非编码键盘的

6、接口功能8-83.3.识别被按键与键码的产生识别被按键与键码的产生 这两项功能往往合在一起完成。它们是这两项功能往往合在一起完成。它们是键盘接口要解决的主要问题。常用方法有：键盘接口要解决的主要问题。常用方法有：q 行行/ /列扫描法：列扫描法： 由程序逐行由程序逐行( (列列) )对键盘进行扫描，通过对键盘进行扫描，通过检测列检测列( (行行) )状态来确定闭合键。状态来确定闭合键。此法需输入、此法需输入、输出端口各一个输出端口各一个。q 线反转法：线反转法： 通过行、列颠倒两次扫描来识别闭合键。通过行、列颠倒两次扫描来识别闭合键。此法需两个可编程双向此法需两个可编程双向I/OI/O端口端口

7、。 去抖动去抖动 防串键防串键 识别被按键识别被按键 与键码产生与键码产生8.1.2 8.1.2 非编码键盘的接口功能非编码键盘的接口功能8-98.1.3 8.1.3 行行/ /列扫描式键盘接口方法列扫描式键盘接口方法 实际微型计算机系统中以行实际微型计算机系统中以行/ / 列扫描法应用列扫描法应用最广。下面举例说明按行扫描法对被按键进行识最广。下面举例说明按行扫描法对被按键进行识别并产生键码的原理。别并产生键码的原理。 例例10.110.1 某某PCPC单板机键盘接口设计举例单板机键盘接口设计举例 键盘组成：键盘组成：由由2828个键构成，包括个键构成，包括1616个数字键个数字键0 0 F

8、 F和和1212个命令键，排成个命令键，排成6 6行行5 5列的矩阵结构列的矩阵结构, ,是一是一种典型的非编码键盘。种典型的非编码键盘。 8-10 硬件电路硬件电路789A456B102F3ECDR4R3R2R1R0U1174LS273输出端口输出端口( (锁存器锁存器) )1 EN1 EN1 EN1 EN1 EN111111RESETD5D4D3D2D1D0L1L2L3L4L6L5+5V(8CH)DTGLH(90H)KBSEL74LS244输入端口输入端口(三态缓存器三态缓存器)75492PPROMLOLDCASSBREAKMEMPORTREGMONNEXTEXECSINGLESTEPRE

9、G8.1.3 8.1.3 行行/ /列扫描式键盘接口方法列扫描式键盘接口方法8-11确定有无键按下确定有无键按下输出扫描码，使所有行线均为输出扫描码，使所有行线均为0识别何键按下识别何键按下输入列线状态输入列线状态延时延时20ms去抖动去抖动行号行号 = 1使行号规定的行线为使行号规定的行线为0,其余行线为其余行线为1有列线为有列线为0?对应行号、列号形成键编码对应行号、列号形成键编码行检查完？行检查完？返回显示程序返回显示程序行数加行数加1YNYYNN有列线为有列线为0?A输入列线状态输入列线状态 键的扫描、识别、处理程序流程图键的扫描、识别、处理程序流程图8.1.3 8.1.3 行行/ /

10、列扫描式键盘接口方法列扫描式键盘接口方法8-12 键的扫描、识别、处理程序流程图键的扫描、识别、处理程序流程图( (续续) ) 查表查表键编码键编码 键序号键序号(键值键值)数字键处理数字键处理(如存入显示缓冲区以显示如存入显示缓冲区以显示)命令键处理命令键处理延时延时 20 ms 去抖动去抖动根据键值判定键种类根据键值判定键种类NY 10 H 10 H键处理键处理（找出键值，（找出键值，完成键功能）完成键功能）A键释放了吗键释放了吗?键释放了吗键释放了吗?NY8.1.3 8.1.3 行行/ /列扫描式键盘接口方法列扫描式键盘接口方法8-131.1.键盘与接口概述键盘与接口概述q PC PC系

11、列机采用的是由单片机系列机采用的是由单片机(8048(8048，80358035或或80448044等等) )扫描、编码的智能化键盘扫描、编码的智能化键盘, ,它是一个与主机箱分它是一个与主机箱分开的独立装置，通过一根开的独立装置，通过一根5 5芯或芯或6 6芯芯( (PS/2PS/2键盘键盘) )电缆电缆与主机箱相连。与主机箱相连。 q PC PC系列机使用的键盘有系列机使用的键盘有8383键、键、8484键、键、101101键、键、102102键和键和104104键等。目前的高档键等。目前的高档PCPC键多采用键多采用104104键电容式键电容式无触点开关键盘。无触点开关键盘。8.1.4

12、PC8.1.4 PC系列机键盘及接口系列机键盘及接口8-141616 8 8键键开关开关矩阵矩阵译译码码器器串串行行接接口口CPUCPU键盘键盘缓冲区缓冲区键盘键盘主机箱主机箱IntelIntel80488048IntelIntel80428042PCPC机键盘及其与主机箱连接示意图机键盘及其与主机箱连接示意图8.1.4 PC8.1.4 PC系列机键盘及接口系列机键盘及接口8-15 PC PC系列机的键盘接口以单片机为控制核心。完成的系列机的键盘接口以单片机为控制核心。完成的主要功能主要功能是：是：(1(1) ) 接收来自键盘的按键扫描码数据。接收来自键盘的按键扫描码数据。(2) (2) 对接

13、收的数据进行奇偶校验。对接收的数据进行奇偶校验。(3) (3) 控制和检测传送数据的时间。控制和检测传送数据的时间。(4) (4) 对接收的数据进行串对接收的数据进行串并转换。并转换。(5) (5) 将按键的行列位置扫描码转换为系统扫描码将按键的行列位置扫描码转换为系统扫描码 （即功能键值）。（即功能键值）。(6) (6) 接收、执行并向键盘转发系统命令。接收、执行并向键盘转发系统命令。(7) (7) 向系统发键盘中断向系统发键盘中断( (IRQ1)IRQ1)，请求主机进行键盘请求主机进行键盘 代码处理。代码处理。8.1.4 PC8.1.4 PC系列机键盘及接口系列机键盘及接口8-16 在连接

14、键盘与系统主机箱的在连接键盘与系统主机箱的5 5芯或芯或6 6芯电缆中，有芯电缆中，有用的信号线只有用的信号线只有4 4根，即电源线、地线、双向时钟线和根，即电源线、地线、双向时钟线和双向数据线。键盘和系统通过时钟线和数据线进行半双双向数据线。键盘和系统通过时钟线和数据线进行半双工通信。工通信。 8.1.4 PC8.1.4 PC系列机键盘及接口系列机键盘及接口2. 2. 键盘与系统主机间的通信键盘与系统主机间的通信 时钟线的主要作用是传送同步脉冲，数据线主要用时钟线的主要作用是传送同步脉冲，数据线主要用于传送二进制位串数据。时钟线和数据线的另一个作用于传送二进制位串数据。时钟线和数据线的另一个

15、作用是提供当前通信状态。是提供当前通信状态。8-17INT 9HINT 9H功能：功能：q 读取来自键盘的系统扫描码读取来自键盘的系统扫描码/ /命令。命令。q 处理命令代码。处理命令代码。q 将扫描码转换为双字节的将扫描码转换为双字节的ASCIIASCII码或扩展码，码或扩展码， 存入存入BIOSBIOS数据区的数据区的3232字节键盘缓冲区。字节键盘缓冲区。 当键盘接口控制器将数据送入输出缓冲器后，当键盘接口控制器将数据送入输出缓冲器后，引发硬件中断请求引发硬件中断请求IRQ1IRQ1，系统调用，系统调用INT 9HINT 9H中断程序中断程序进行键盘代码处理。进行键盘代码处理。8.1.4

16、 PC8.1.4 PC系列机键盘及接口系列机键盘及接口8-188.2 8.2 显示器及其接口显示器及其接口8.2.1 8.2.1 显示器概述显示器概述8.2.2 8.2.2 显示器一般接口方法显示器一般接口方法8.2.3 PC8.2.3 PC系列机显示适配器系列机显示适配器8-198.2.1 8.2.1 显示器概述显示器概述 显示器是微机系统中一种最基本最常用的人机交互设显示器是微机系统中一种最基本最常用的人机交互设备，用于显示字符、图形和图像。目前备，用于显示字符、图形和图像。目前PCPC机系统中使用的机系统中使用的显示器显示器主要有主要有CRTCRT显示器和液晶平板显示器两种。显示器和液晶

17、平板显示器两种。 q CRT显示器分类显示器分类q按显示色彩分按显示色彩分：q按屏幕表面曲度分：按屏幕表面曲度分：有单色、彩色两种有单色、彩色两种有球面、平面直角、柱有球面、平面直角、柱面、纯平等多种，目前面、纯平等多种，目前多采用纯平显示器。多采用纯平显示器。 8-208.2.1 8.2.1 显示器概述显示器概述 CRT CRT显示器和液晶平板显示器在组成结构及显示原理上显示器和液晶平板显示器在组成结构及显示原理上有根本区别，但是两者的工作特点及基本控制方式是大同小有根本区别，但是两者的工作特点及基本控制方式是大同小异的，都是在行扫描、帧扫描电路及其同步电路的控制下，异的，都是在行扫描、帧扫

18、描电路及其同步电路的控制下，从左到右、从上到下地扫描荧光屏，形成一幅幅光栅。从左到右、从上到下地扫描荧光屏，形成一幅幅光栅。: :水平扫描正程水平扫描正程( (显示显示) ): :水平扫描逆程水平扫描逆程( (消隐消隐) )第第1 1条扫描线条扫描线第第2 2条扫描线条扫描线第第3 3条扫描线条扫描线第第4 4条扫描线条扫描线第第n n条扫描线条扫描线O 全帧开始全帧开始全帧结束全帧结束垂直回归垂直回归(消隐消隐)8-218.2.1 8.2.1 显示器概述显示器概述 显示器屏幕上的字符是以点阵的形式显示出来的，显示器屏幕上的字符是以点阵的形式显示出来的，每个字符一般由每个字符一般由5 57 7

19、、7 79 9、8 88 8或更多的点阵图形来或更多的点阵图形来表示，显示时点阵中的亮点和暗点分别对应二进制的表示，显示时点阵中的亮点和暗点分别对应二进制的1 1、0 0码。码。 一定大小的面积上，字符点阵的点数（实质上也一定大小的面积上，字符点阵的点数（实质上也就是像素数）或一幅图像的像素数越多，显示的清晰就是像素数）或一幅图像的像素数越多，显示的清晰度和逼真度就越高，但对显示器的频带要求也越高。度和逼真度就越高，但对显示器的频带要求也越高。8-228.2.1 8.2.1 显示器概述显示器概述衡量显示器性能优劣的主要技术指标：衡量显示器性能优劣的主要技术指标： 分辨率分辨率 指显示器尺寸一定

20、的情况下水平方向指显示器尺寸一定的情况下水平方向和垂直方向的最大像素个数。一般用和垂直方向的最大像素个数。一般用m mn n表示（表示（m m和和n n分分别代表水平和垂直方向的像素数）。别代表水平和垂直方向的像素数）。 点距点距 指不同像素两个颜色相同的发光点之间指不同像素两个颜色相同的发光点之间的距离，单位是的距离，单位是mmmm。点距越小，分辨率越高，显示出的点距越小，分辨率越高，显示出的图像就越清晰逼真。图像就越清晰逼真。 刷新频率刷新频率 指每秒屏幕刷新的次数。也叫场频指每秒屏幕刷新的次数。也叫场频或垂直刷新频率。或垂直刷新频率。刷新频率越高，图像显示越稳定。刷新频率越高，图像显示越

21、稳定。 带宽带宽 指每秒钟扫描的像素个数，即带宽指每秒钟扫描的像素个数，即带宽m mn n刷新频率。刷新频率。带宽越大，表明显示器信息处理能力带宽越大，表明显示器信息处理能力越强，显示效果越佳。越强，显示效果越佳。8-238.2.2 8.2.2 显示器一般接口方法显示器一般接口方法 显示器接口常称为显示适配器，用于实现显示器与系统显示器接口常称为显示适配器，用于实现显示器与系统主机的连接。因为它常被制作在一块与主板扩展槽相接的插主机的连接。因为它常被制作在一块与主板扩展槽相接的插卡上，所以又叫显示卡，简称显卡。卡上，所以又叫显示卡，简称显卡。 显卡一方面通过系统总线与主机相连，接收主机提供的显

22、卡一方面通过系统总线与主机相连，接收主机提供的显示信息和显示控制命令；另一方面它通过视频接口向显示显示信息和显示控制命令；另一方面它通过视频接口向显示器输出视频信号，控制显示器的显示。器输出视频信号，控制显示器的显示。 显示器一般采用显示器一般采用3737芯芯D D形插座和显卡连接，再通过显卡形插座和显卡连接，再通过显卡与主机连接。与主机连接。8-24 ISAISA显卡显卡 PCIPCI显卡显卡 AGPAGP显卡显卡 PCI ExpressPCI Express显卡显卡8.2.2 8.2.2 显示器一般接口方法显示器一般接口方法 就显卡与主板连接所采用的接口总线类就显卡与主板连接所采用的接口总

23、线类型而言，显卡主要有四种类型：型而言，显卡主要有四种类型：8-25 PC PC机上早期的显卡都是机上早期的显卡都是ISAISA总线，总线，EISAEISA总线或总线或VESAVESA总线型的，常将它们统称为总线型的，常将它们统称为ISAISA总线显卡。总线显卡。 ISA ISA总线显卡的出现称得上是一次总线显卡的出现称得上是一次PCPC显示系统的革命，显示系统的革命，它的意义不仅在于提供了比当时显示模式更为出色的显它的意义不仅在于提供了比当时显示模式更为出色的显示效果和速度，更在于它第一次将总线这个概念引入了示效果和速度，更在于它第一次将总线这个概念引入了PCPC整体系统中，与主板所采用的总

24、线结构很好地结合在整体系统中，与主板所采用的总线结构很好地结合在一起，使得一起，使得PCPC拥有了自己完整稳定的显示系统。拥有了自己完整稳定的显示系统。 ISAISA显卡显卡8.2.2 8.2.2 显示器一般接口方法显示器一般接口方法8-26 随着随着CPUCPU制造技术的飞速发展，高速制造技术的飞速发展，高速CPUCPU以及以及PCIPCI总总线主板使得线主板使得ISAISA总线显卡无法满足新技术的需求，于是总线显卡无法满足新技术的需求，于是PCIPCI总线显卡开始出现，更快的速度和更先进的总线结总线显卡开始出现，更快的速度和更先进的总线结构突破了构突破了ISAISA显卡的速度瓶颈。显卡的速

25、度瓶颈。 PCI PCI显卡也有明显的缺陷。那就是因为显卡也有明显的缺陷。那就是因为PCIPCI是一组设是一组设备，所有设备在同一时间段内共享总线带宽。这是备，所有设备在同一时间段内共享总线带宽。这是PCIPCI自身总线结构上的缺陷，为了改变这种情况，才会引入自身总线结构上的缺陷，为了改变这种情况，才会引入AGPAGP显卡。显卡。 PCIPCI显卡显卡8.2.2 8.2.2 显示器一般接口方法显示器一般接口方法8-27 AGP AGP是第一个专门为显卡设计的接口，解决了显卡与是第一个专门为显卡设计的接口，解决了显卡与其它设备共享带宽的问题，使计算速度更快。其它设备共享带宽的问题，使计算速度更快

26、。 根据速度不同，根据速度不同，AGPAGP又分为又分为AGP 1.0AGP 1.0（AGP1XAGP1X、AGP2XAGP2X）、）、AGP 2.0AGP 2.0（AGP4XAGP4X）和）和AGP 3.0AGP 3.0（AGP8XAGP8X）等不同的标准。采）等不同的标准。采用不同用不同AGPAGP标准的显卡，其接口的外观及性能都是有所区别标准的显卡，其接口的外观及性能都是有所区别的。的。 AGPAGP显卡显卡8.2.2 8.2.2 显示器一般接口方法显示器一般接口方法8-28 PCI-Express PCI-Express作为一种通用的总线规范，采用作为一种通用的总线规范，采用串行互联方

27、式，以点对点的形式进行数据传输，每串行互联方式，以点对点的形式进行数据传输，每个设备都可以享用单独的带宽，从而大大提高了传个设备都可以享用单独的带宽，从而大大提高了传输速率，而且也为更高的频率提升创造了条件。它输速率，而且也为更高的频率提升创造了条件。它最终的设计目的是为了取代现有计算机系统内部的最终的设计目的是为了取代现有计算机系统内部的总线传输接口。总线传输接口。 PCI-ExpressPCI-Express显卡（简写为显卡（简写为PCI-EPCI-E） 8.2.2 8.2.2 显示器一般接口方法显示器一般接口方法8-298.2.2 8.2.2 显示器一般接口方法显示器一般接口方法 PCI

28、-E PCI-E显卡主要有两种：显卡主要有两种： “桥接桥接”式式PCI-EPCI-E显卡显卡 主要是通过主要是通过PCI-E HSIPCI-E HSI技术，采用技术，采用AGPAGP转转PCI-EPCI-E桥接芯片来实现对桥接芯片来实现对PCI-EPCI-E接口接口的支持，的支持，HSIHSI依然采用依然采用AGP8XAGP8X规范。规范。 “原生原生”式式PCI-EPCI-E显卡显卡 “ “原生原生”式显卡在图式显卡在图形核心、形核心、PCBPCB布线等与过去的各种显卡均不兼容，是布线等与过去的各种显卡均不兼容，是一种基于一种基于PCI-EPCI-E的全新设计的显卡。的全新设计的显卡。 q

29、PCI-E显卡分类显卡分类8-30 显卡将显示信号处理完毕之后，它还要通过视频显卡将显示信号处理完毕之后，它还要通过视频接口向显示器输出视频信号，控制显示器的显示。接口向显示器输出视频信号，控制显示器的显示。8.2.2 8.2.2 显示器一般接口方法显示器一般接口方法 目前显卡所用的信号输出接口一般有两种，即模目前显卡所用的信号输出接口一般有两种，即模拟信号接口拟信号接口D-SUBD-SUB和数字信号接口和数字信号接口DVIDVI。对于要具备视。对于要具备视频输出功能的显卡还会在此之外再提供一个视频输出频输出功能的显卡还会在此之外再提供一个视频输出端口，俗称端口，俗称“S S端子端子”。8-3

30、18.2.3 PC8.2.3 PC系列机显示适配器系列机显示适配器 PCPC系列机显示适配器多数是按照通用的视频系列机显示适配器多数是按照通用的视频显示标准设计的。从显示标准设计的。从MDAMDA、CGACGA、EGAEGA、VGAVGA到到TVGATVGA、SVGASVGA等每一种视频标准都有相应的显示适等每一种视频标准都有相应的显示适配器与之对应。配器与之对应。 但无论哪种标准的显示适配器，其基本结构但无论哪种标准的显示适配器，其基本结构是相同的，主要都由显示控制器、显示存储器是相同的，主要都由显示控制器、显示存储器（VRAMVRAM）和视频）和视频BIOSBIOS三大部分组成。三大部分组

31、成。 8-32 显示控制器显示控制器系统系统总线总线 (PCI(PCI或或AGPAGP总线总线) ) 视频视频BIOSBIOS控制寄存器控制寄存器模式寄存器模式寄存器时序控制电路时序控制电路系统系统总线总线接口接口及及FIFOFIFO位、块传送位、块传送画线画线填域填域颜色扩充颜色扩充颜色空间转换颜色空间转换等专门功能等专门功能显示存储器接口显示存储器接口点时钟和存储点时钟和存储器时钟发生器器时钟发生器VFCVFC端口端口硬件光标硬件光标 调色板调色板 CLUT CLUT（256X24256X24）R R、G G、B BDACDAC显示存储器显示存储器(SRAM) (4(SRAM) (464M

32、B)64MB)H HSYNCSYNCV VSYNCSYNCR RG GB B与视频卡连接与视频卡连接14.318 MH14.318 MHZ Z至至CRT显示器显示器显示控制器显示控制器视频视频BIOSBIOS是一个只读存储器是一个只读存储器( (ROM)ROM)，里面除固化了视频控制程序外，还里面除固化了视频控制程序外，还固化有不同字符集的字符点阵固化有不同字符集的字符点阵 显示存储器用于存放将显示存储器用于存放将要显示的字符要显示的字符/ /图形的图形的点阵点阵/ /像素数据。像素数据。 主板主板显示适配器显示适配器8.2.3 PC8.2.3 PC系列机显示适配器系列机显示适配器 是适配器的

33、心脏，主要功能是依据设定的显示工作方式是适配器的心脏，主要功能是依据设定的显示工作方式, ,自主地、反自主地、反复不断地读取显示存储器中的图像点阵复不断地读取显示存储器中的图像点阵( (包括图形、字符文本包括图形、字符文本) )数据，数据，将它们转换成将它们转换成R R、G G、B B三色信号并配以同步信号送至显示器。三色信号并配以同步信号送至显示器。 8-33 文本显示模式文本显示模式BL R G B I R G B C7 C6 C5 C4 C3 C2 C1 C0闪烁闪烁字符底色字符底色字符颜色字符颜色字符的属性字符的属性 (高字节高字节)字符的字符的ASCII码码 (低字节低字节) 字符格

34、式字符格式 在文本在文本( (字符字符) )显示模式下，显示存储器显示模式下，显示存储器VRAMVRAM中存放中存放一帧或几帧要显示的字符的信息。每个字符占字节。一帧或几帧要显示的字符的信息。每个字符占字节。8.2.3 PC8.2.3 PC系列机显示适配器系列机显示适配器 显示存储器（显示存储器（VRAMVRAM） 8-3401247724782479. . . . . . 4DH属性属性属性属性.属性属性属性属性属性属性79H45H4EH44H字符字符 ASCII 码码A10A3A2A1A0点点阵阵行行地地址址字字符符发发生生器器0 显示屏幕显示屏幕 79列列024行行My END行行 列列

35、 VRAM点阵信息点阵信息 VRAMVRAM中字符与屏幕上显示位置的关系中字符与屏幕上显示位置的关系8.2.3 PC8.2.3 PC系列机显示适配器系列机显示适配器8-35字符发生器高位地址字符发生器高位地址 字符发生器低位地址字符发生器低位地址字符发生器字符发生器内容（行码）内容（行码）（）（）（的码）（的码）A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0(点阵行地址点阵行地址)00000101001110010111011110H28H44H82HFEH82H82H00H7 6 5 4 3 2 1 0 字符发生器控制字符显示的过程字符发生器控制字符显示的过程8.2.3 PC8.2.3 PC

36、系列机显示适配器系列机显示适配器8-36 图形显示模式图形显示模式以像素为单位在屏幕上显示以像素为单位在屏幕上显示 VRAM VRAM以位的形式为每个像素保存信息。每个像素仅具有以位的形式为每个像素保存信息。每个像素仅具有独立的颜色属性，因此，只需用描述像素颜色属性的二进制独立的颜色属性，因此，只需用描述像素颜色属性的二进制位数来决定可同时显示的颜色数。位数来决定可同时显示的颜色数。 当二进制位数为当二进制位数为1 1时，只能为黑白两色显示。要显示彩时，只能为黑白两色显示。要显示彩色，必须为每个像素在色，必须为每个像素在VRAMVRAM中提供中提供2 2个以上的二进制位作为个以上的二进制位作为

37、颜色属性信息。例如：颜色属性信息。例如：用用4 4位二进制数表示一个像素，可显位二进制数表示一个像素，可显示示1616种颜色；用种颜色；用8 8位数表示时，可显示位数表示时，可显示256256种颜色。种颜色。 显然，颜色数越多，需要的显然，颜色数越多，需要的VRAMVRAM容量也就越大。当屏幕容量也就越大。当屏幕的分辨率的分辨率( (m mn)n)和颜色数和颜色数( (C)C)已知时，可用下式来确定所需已知时，可用下式来确定所需的的VRAMVRAM容量：容量： VRAMVRAM容量容量=(=(m mn nloglog2 2C)/8 (B)C)/8 (B)8.2.3 PC8.2.3 PC系列机显

38、示适配器系列机显示适配器8-378.3 8.3 打印机及其接口打印机及其接口8.3.1 8.3.1 打印机及其控制原理打印机及其控制原理8.3.2 Centronics8.3.2 Centronics并行接口标准并行接口标准8.3.3 8.3.3 并行打印机并行打印机接口方法接口方法8-388.3.1 8.3.1 打印机及其控制原理打印机及其控制原理 打印机是微机系统中主要的硬拷贝输出设备，打印机是微机系统中主要的硬拷贝输出设备，当前流行的主要有：当前流行的主要有： 针式打印机针式打印机 喷墨打印机喷墨打印机 激光打印机激光打印机 它们的结构和打印及控制原理各不相同。它们的结构和打印及控制原理

39、各不相同。8-398.3.1 8.3.1 打印机及其控制原理打印机及其控制原理 针针 式式 打印机打印机 喷喷 墨墨 打印机打印机 激激 光光 打印机打印机q 针式打印机主要由以下几部分组成：针式打印机主要由以下几部分组成： 打印头打印头 字车行走机构字车行走机构 走纸机构走纸机构 色带机构色带机构 与主计算机的接口及内部控制逻辑与主计算机的接口及内部控制逻辑8-40 字符字符/ /图形都按点阵式结构打印图形都按点阵式结构打印, , 且是将字符点且是将字符点阵按列纵向打印，若干列后，一个字符被打印完阵按列纵向打印，若干列后，一个字符被打印完毕，等一行字符先后都打印完后再走纸。毕，等一行字符先后

40、都打印完后再走纸。 针针 式式 打印机打印机 喷喷 墨墨 打印机打印机 激激 光光 打印机打印机打印机的打印控制原理框图打印机的打印控制原理框图字符的字符的列信息列信息数据数据选通信号选通信号回答信号回答信号忙忙ASCIIASCII输入控输入控制逻辑制逻辑地址地址计数器计数器打印时序控制逻辑打印时序控制逻辑打印打印ASCIIASCII至至打打印印头头接口接口电路电路字符字符发生发生器器驱驱动动器器至走纸机构至走纸机构打印字车打印字车列计数器列计数器打印打印行缓行缓冲器冲器q 打印控制原理：打印控制原理：8.3.18.3.1 打印机及其控制原理打印机及其控制原理8-418.3.18.3.1 打印

41、机及其控制原理打印机及其控制原理 喷墨打印机是靠喷出的微小墨点在纸上喷墨打印机是靠喷出的微小墨点在纸上组成字符和图形的。与针式打印机相比，两组成字符和图形的。与针式打印机相比，两者在内部结构上有很大不同，喷墨打印机用者在内部结构上有很大不同，喷墨打印机用墨盒及喷头代替了针式打印机的色带机构及墨盒及喷头代替了针式打印机的色带机构及钢针打印头。钢针打印头。 但两者在打印控制原理方面，除打印时但两者在打印控制原理方面，除打印时序控制逻辑有明显差别外，其他地方相似。序控制逻辑有明显差别外，其他地方相似。 针针 式式 打印机打印机 喷喷 墨墨 打印机打印机 激激 光光 打印机打印机8-428.3.18.

42、3.1 打印机及其控制原理打印机及其控制原理 激光打印机是激光技术与电子技术相结合的激光打印机是激光技术与电子技术相结合的高科技产品，主要由激光扫描系统和电子照相转高科技产品，主要由激光扫描系统和电子照相转印系统两部分组成，其打印控制原理如下图所示。印系统两部分组成，其打印控制原理如下图所示。 针针 式式 打印机打印机 喷喷 墨墨 打印机打印机 激激 光光 打印机打印机激光产生与调制激光产生与调制高频驱动电路高频驱动电路纸输入纸输入激光扫描系统激光扫描系统电子照相电子照相转印系统转印系统纸输出纸输出激光束激光束电电子子照照相相扫扫描描偏偏转转装装置置静静电电潜潜像像感感光光鼓鼓红红外外线线热热

43、辐辐射射定定影影8-438.3.2 8.3.2 Centronics 并行接口标准并行接口标准打印机从外部接口特性看，可分为两类：打印机从外部接口特性看，可分为两类：q串行打印机串行打印机q并行打印机并行打印机采用采用CentronicsCentronics并并行接口标准行接口标准采用采用RS-232-CRS-232-C串行接串行接口标准口标准, ,USBUSB接口标准接口标准8-44 CentronicsCentronics标准定义了标准定义了3636芯插头及其连接电缆。其中芯插头及其连接电缆。其中最主要的是最主要的是8 8位并行数据线位并行数据线，两根握手联络信号线，两根握手联络信号线ST

44、ROBESTROBE、ACKACK和一根忙线和一根忙线BUSYBUSY。工作时序如下：工作时序如下：有效有效不忙不忙0.5s0.5s0.5s0.5std接接口口打打印印机机DATASTROBEBUSYACKCentronicsCentronics标准握手联络信号定时时序标准握手联络信号定时时序8.3.2 Centronics8.3.2 Centronics并行接口标准并行接口标准8-458.3.3 并行打印机接口方法并行打印机接口方法n典型并行打印机接口原理典型并行打印机接口原理n程序查询式接口程序查询式接口n中断驱动式接口中断驱动式接口8-461.1.典型并行打印机接口原理典型并行打印机接口

45、原理 按按CentronicsCentronics标准和工作时序设计的典型并行打印标准和工作时序设计的典型并行打印机接口逻辑框图如下：机接口逻辑框图如下： 8.3.3 8.3.3 并行打印机接口方法并行打印机接口方法8D7D0DIRAENA9A0IOR复位复位IRQ数据收发器数据收发器命令译码器命令译码器写数据写数据写控制写控制读状态读状态读数据读数据状态寄存状态寄存器（器（1）状态寄存状态寄存器（器（2）输入数据输入数据缓冲器缓冲器输出数据输出数据寄存器寄存器控制寄存器控制寄存器驱动器驱动器集电极集电极EN1数据线数据线状态信号状态信号控制信号控制信号打打 印印 机机88855554读控制读

46、控制IOW8-47 具体接口的设计取决于接口工作采用具体接口的设计取决于接口工作采用程序查程序查询式询式还是还是中断驱动式中断驱动式。 实际上，对于多数打印机接口，只要在硬件实际上，对于多数打印机接口，只要在硬件上能提供上能提供一个一个8 8位数据输出端口和位数据输出端口和2 2根握手联络信根握手联络信号线号线（STROBESTROBE和和ACK ACK 或或 STROBESTROBE和和BUSYBUSY），软件软件上设计相应的控制程序，使各信号间满足规定的上设计相应的控制程序，使各信号间满足规定的时序，即可控制打印机正常工作。时序，即可控制打印机正常工作。8.3.3 8.3.3 并行打印机接

47、口方法并行打印机接口方法8-482.2.程序查询式接口程序查询式接口D0 7PA0 7PC6PC2MPUBUSYSTB 既可用不可编程并行接口，也可用可编程并行接既可用不可编程并行接口，也可用可编程并行接口。假定以口。假定以82558255A A作为接口器件，查询式打印机接口如下：作为接口器件，查询式打印机接口如下：A A口用于输出要口用于输出要打印的数据打印的数据接收来自打印机接收来自打印机的忙信号的忙信号BUSYBUSY提供对打印机的提供对打印机的选通信号选通信号StrobeStrobe8.3.3 8.3.3 并行打印机接口方法并行打印机接口方法8-49数据送数据送82558255A A口

48、口数据缓冲区指针加数据缓冲区指针加1 182558255初始化初始化: :A A口方式口方式0 0，输出输出; ;C C口高口高4 4位输出位输出, ,低低4 4位输入；使位输入；使PC6=1PC6=1。打印数据完？打印数据完？读读8255 8255 C C口状态口状态忙忙( (PC2=1)PC2=1)？使使PC6PC6输出一个输出一个 （选通）（选通）ENDENDY YY YN NN N查询式接口驱动程序查询式接口驱动程序8.3.3 8.3.3 并行打印机接口方法并行打印机接口方法8-50假定仍以假定仍以82558255A A作为接口器件，中断式打印机接口如下作为接口器件，中断式打印机接口如

49、下: :MPUINTRAPA07PC7PC68255A（方式（方式1 1）PC3驱动器驱动器EN1 1D07STBACK打打印印机机3.3.中断驱动式接口中断驱动式接口8.3.3 8.3.3 并行打印机接口方法并行打印机接口方法8-51中断服务程序中断服务程序打印数据完？打印数据完？数据送数据送8255 8255 A A口口数据缓冲区指针加数据缓冲区指针加1 1开中断开中断中断返回中断返回ENDY YN主程序主程序82558255初始化：初始化：A A口方式口方式1 1，输出；使输出；使PC6=1PC6=1，允许允许A A口中断口中断软启动软启动( (对打印机发一个对打印机发一个换行命令换行命

50、令LF-LF-将其将其ASCIIASCII码码0 0AHAH送送A A口口, ,使之空走一使之空走一行，以便发出行，以便发出ACKACK，引起引起中断）中断）开中断开中断主程序内容主程序内容基于上述中断式接口的驱动程序流程图如下基于上述中断式接口的驱动程序流程图如下: :8.3.3 8.3.3 并行打印机接口方法并行打印机接口方法8-528.4 8.4 鼠标器及其接口鼠标器及其接口8.4.1 8.4.1 鼠标器概述鼠标器概述8.4.2 8.4.2 鼠标器接口鼠标器接口8-53q 鼠标器基本工作原理鼠标器基本工作原理 移动移动鼠标器鼠标器时，它把移动距离及方向信息变成脉时，它把移动距离及方向信息

51、变成脉冲信号送给计算机，计算机驱动程序再将脉冲信号转冲信号送给计算机，计算机驱动程序再将脉冲信号转换成鼠标器光标的坐标数据，达到指示位置的目的，换成鼠标器光标的坐标数据，达到指示位置的目的，同时把不同的鼠标点击翻译成能被现行应用程序执行同时把不同的鼠标点击翻译成能被现行应用程序执行的操作。的操作。 鼠标器鼠标器是一个控制计算机屏幕上光标移动的小型是一个控制计算机屏幕上光标移动的小型手控输入设备。它通过电缆连接到微机上，用户通过手控输入设备。它通过电缆连接到微机上，用户通过操作鼠标来选择和控制屏幕上的信息。操作鼠标来选择和控制屏幕上的信息。8.4.1 8.4.1 鼠标器概述鼠标器概述8-54q

52、鼠标器的分类鼠标器的分类根据测量位移部件的不同，可分为：根据测量位移部件的不同，可分为： 机械式鼠标机械式鼠标 光电式鼠标光电式鼠标 光机式鼠标光机式鼠标8.4.1 8.4.1 鼠标器概述鼠标器概述8-55 机械式机械式 鼠标器鼠标器 光电式光电式 鼠标器鼠标器 光机式光机式 鼠标器鼠标器 机械式鼠标器的结构最为简单，由机械传动机械式鼠标器的结构最为简单，由机械传动和电路控制板两部分组成。和电路控制板两部分组成。 X方向栅轮方向栅轮 轨迹球轨迹球 Y方向栅轮方向栅轮X 方 向方 向输出输出Y 方 向方 向输出输出 使用时鼠标器的移动带动小球的滚动，再通使用时鼠标器的移动带动小球的滚动，再通过摩

53、擦作用使两个滚轴带动栅轮旋转，每个栅轮过摩擦作用使两个滚轴带动栅轮旋转，每个栅轮上的金属导电片与对应的电刷接触或断开，电刷上的金属导电片与对应的电刷接触或断开，电刷随即产生与鼠标器移动相关的脉冲信号。编码器随即产生与鼠标器移动相关的脉冲信号。编码器由此识别鼠标器移动的距离和方向，产生相应的由此识别鼠标器移动的距离和方向，产生相应的电信号传给计算机，确定光标在屏幕上的移动距电信号传给计算机，确定光标在屏幕上的移动距离和方向。离和方向。 8.4.1 8.4.1 鼠标器概述鼠标器概述8-56 光电式鼠标器是采用光学定位没有光电式鼠标器是采用光学定位没有滚球的鼠标器，即利用光的反射来确定滚球的鼠标器，

54、即利用光的反射来确定鼠标器的移动，鼠标器内部有红外光发鼠标器的移动，鼠标器内部有红外光发射和接受装置，最初的光电鼠标器必须射和接受装置，最初的光电鼠标器必须和特殊的垫板配合才能使用，造成诸多和特殊的垫板配合才能使用，造成诸多不便。随着技术的进步，光电鼠标器最不便。随着技术的进步，光电鼠标器最终抛弃了垫板，采用了光眼技术，是一终抛弃了垫板，采用了光眼技术，是一种数字光电技术。种数字光电技术。 机械式机械式 鼠标器鼠标器 光电式光电式 鼠标器鼠标器 光机式光机式 鼠标器鼠标器8.4.1 8.4.1 鼠标器概述鼠标器概述8-57 光机式鼠标器是机械鼠标器吸收了光电鼠光机式鼠标器是机械鼠标器吸收了光电

55、鼠标器的一些设计发展而来的一种光电和机械相标器的一些设计发展而来的一种光电和机械相结合的鼠标器。结合的鼠标器。 原理是紧贴着滚动橡胶球有两个互相垂直原理是紧贴着滚动橡胶球有两个互相垂直的传动轴，轴上有一个光栅轮，光栅轮的两边的传动轴，轴上有一个光栅轮，光栅轮的两边对应着有发光二极管和光敏三极管。当鼠标移对应着有发光二极管和光敏三极管。当鼠标移动时，橡胶球带动两个传动轴旋转，而这时光动时，橡胶球带动两个传动轴旋转，而这时光栅轮也在旋转，光敏三极管在接收发光二极管栅轮也在旋转，光敏三极管在接收发光二极管发出的光时被光栅轮间断地阻挡，从而产生脉发出的光时被光栅轮间断地阻挡，从而产生脉冲信号，通过鼠标

56、器内部的芯片处理之后被冲信号，通过鼠标器内部的芯片处理之后被CPUCPU接收，脉冲信号的数量和频率对应着屏幕接收，脉冲信号的数量和频率对应着屏幕上的距离和速度。上的距离和速度。 机械式机械式 鼠标器鼠标器 光电式光电式 鼠标器鼠标器 光机式光机式 鼠标器鼠标器8.4.1 8.4.1 鼠标器概述鼠标器概述8-588.4.1 8.4.1 鼠标器概述鼠标器概述q 鼠标器的技术指标鼠标器的技术指标 分辨率分辨率 衡量鼠标器性能的最重要参数是衡量鼠标器性能的最重要参数是分辨率分辨率，以，以dpidpi（dot dot per inchper inch，像素点，像素点/ /英寸）为单位，表示鼠标器移动英寸

57、）为单位，表示鼠标器移动1 1英寸英寸时所经历的像素点数。分辨率越高，必须移动鼠标器到目时所经历的像素点数。分辨率越高，必须移动鼠标器到目的地的距离越短。的地的距离越短。 采样率采样率 鼠标器的采样率一般视为鼠标器的采样率一般视为WindowsWindows操作系统确认鼠标操作系统确认鼠标器位置的速率；一般情况下采用器位置的速率；一般情况下采用USBUSB接口的鼠标器采样率固接口的鼠标器采样率固定为定为120120次次/s/s。 扫描次数扫描次数 扫描次数是光电鼠标器特有的指标。它是指每秒钟鼠扫描次数是光电鼠标器特有的指标。它是指每秒钟鼠标器的光眼将接收到的光反射信号转换为电信号的次数。标器的

58、光眼将接收到的光反射信号转换为电信号的次数。8-598.4.2 8.4.2 鼠标器接口鼠标器接口目前鼠标器与主机接口的类型大体有六种目前鼠标器与主机接口的类型大体有六种: : 并行接口并行接口 MS MS串行接口串行接口 PS/2PS/2接口接口 USB USB接口接口 红外接口红外接口 无线接口无线接口8-608.4.2 8.4.2 鼠标器接口鼠标器接口 并行接口并行接口 也叫总线接口，一般通过一个插进也叫总线接口，一般通过一个插进I/OI/O总线扩充槽的适总线扩充槽的适配卡连接。并行接口是鼠标器与电脑连接的第一种接口。这配卡连接。并行接口是鼠标器与电脑连接的第一种接口。这种鼠标器一般不通用

59、，因此现在已经淘汰了。种鼠标器一般不通用，因此现在已经淘汰了。 MSMS串行接口串行接口 MS MS串行接口是鼠标器使用的第二种接口。这种鼠标器，串行接口是鼠标器使用的第二种接口。这种鼠标器，与其他串行设备一样，也是使用与其他串行设备一样，也是使用9 9针或针或2525针接口，通过针接口，通过RS-RS-232C232C标准总线与主机连接，一般连到主机的标准总线与主机连接，一般连到主机的COM1COM1或或COM2COM2。 PS/2PS/2接口接口 PS/2 PS/2鼠标器通过一个鼠标器通过一个6 6芯的圆形接口与主机连接。实际芯的圆形接口与主机连接。实际上也是一种串行接口，只是不用上也是一

60、种串行接口，只是不用COM1COM1和和COM2COM2。 8-618.4.2 8.4.2 鼠标器接口鼠标器接口 USBUSB接口接口 USB USB接口的出现为外设提供了更加简便的连接方案，接口的出现为外设提供了更加简便的连接方案，由于它符合由于它符合PNPPNP规范，可以实现热插拔，因此使用起来很规范，可以实现热插拔，因此使用起来很方便，这是目前使用较多的鼠标器。方便，这是目前使用较多的鼠标器。 红外接口红外接口 通过红外发射和接收装置与主机传输数据。红外接通过红外发射和接收装置与主机传输数据。红外接口的方向性要求比较严格，一定要对准计算机的红外收口的方向性要求比较严格，一定要对准计算机的