第六章输入输出设备及接口

输入/输出设备是实现计算机系统与人或其它设备、系统之间进行信息交换的装置。又叫I/O设备、外部设备、外围设备、外设。CPU和主存称为主机，其它称为外设。送入主机称为输入，反之为输出。

根据功能将外设分类：1、输入设备例：键盘、扫描仪、数码相机、鼠标、光笔、OCR、操纵杆、声音输入等。第六章输入/输出设备2、输出设备例：显示器、打印机、绘图仪、语音输出等3、外存4、终端设备与计算机信息网络的一端相连的设备，叫终端设备。本地终端：如分时终端远程终端与工作站区别：一般而言，工作站有本身的主机、外设工作站又分图形工作站和网络工作站为什么远距离通信要用调制解调器？因为远距离通信的介质通常是电话线，常规电话线有一定的通频范围，传送频率较高的数字信号时波形会失真，但较高频率的正弦波失真较小，这种正弦波叫载波。通过载波的参数变化，可以传送信息。5、其它外设传送格式11、并行传送同时用多根线传送，并行地传送1个字或字节。优点：速度快缺点：线路多特点：适合近距离传送2、串行传送采用单根信号传输线或1对传送线，逐位地串行传送数据代码。传送格式2缺点：速度慢优点：线路少，可利用电话线特点：适合远距离传送3、数据传输率单位是波特（位/秒）调用I/O设备的层次用户界面（操作系统）设备驱动程序设备控制器控制程序I/O设备的具体操作键盘1一、键1、接触式机械触点式干簧式2、无触点式电容式霍尔键3、触摸式薄膜式感应式二、键盘可将键盘分为N行M列，每个键在某个行线和某个列线交点处，如果由硬件逻辑实现扫描，来识别按下的键的行列位置，叫硬件扫描键盘。1、硬件扫描键盘的原理组成：键盘矩阵、震荡器、计数器、行译码器、列译码器、符合比较器、ROM、接口、去抖电路。键盘2键盘3振荡器计数器ROM接口列译码行译码符合比较键盘8x16去抖电路低高2、软件扫描键盘通过执行软件扫描程序对键盘矩阵进行扫描，来识别按键的行列位置。可由CPU或键盘内的单片机执行该程序。1）逐行扫描法CPU通过数据线输出代码，送往行线。从第0行开始，逐行为0，其余各行为1，将列线输出取回CPU，如果某一位为0，则表明特定的键被按下，可由行列线知道按键位置，得位置码（扫描码），再查表转换为ASCII码。

键盘42）行列扫描法先逐列为1地步进扫描，测试哪一列为1时，行线输出为1，从而判别按键的列号，再逐行为1地步进扫描，判别按键的行号。

键盘5硬件组成显示设备显示器适配器显示器件（控制器、接口）（CRT、LED、PDP、LCD…）控制器接口显示器适配器显示器件CPUVRAM6.1CRT显示器的显示方式与常见显示规格显示方式字符/数字(A/N)方式：图形(APA)方式：以字符为显示单位以点(象素)为显示单位显示规格显示方式分辨率颜色A/N：一帧画面显示的字符数（字符行数×列数）APA：一帧画面显示的象点数（每线点数×线数）分辨率25×80

640×200

适配器提供显示规格如VGA卡：

A/N：APA：25×40、25×80，

320×200、∼

2色、4色

800×600，

2色、256色

1.CRT结构6.2光栅扫描成象原理荧光屏电子枪聚焦系统水平偏转垂直偏转显示头视频放大扫描控制视频信号水平同步信号垂直同步信号2.扫描方式电子束无固定扫描路径，随机扫描：控制电路复杂。光栅扫描：电子束扫描路径固定（自上而下，从左向右全屏扫描），控制电路简单。3.光栅的形成水平正扫水平回扫垂直回扫水平偏转线圈加锯齿波电流,形成水平扫描线（行扫描）垂直偏转线圈加锯齿波电流,使水平线垂直移动（场扫描）行扫描电流：场扫描电流：帧频不低于25HZ水平、垂直同步分别控制电子束X向与Y向偏转

I

R

G

B颜色

4.象点存在的因素视频=0，点暗红象点位置：亮度：颜色：视频信号控制电子束通、断

视频=1，点亮红、绿、蓝三基色控制

红点绿点蓝点01001100淡红0010绿1010淡绿0111白例.2513字符发生器，5.字符点阵的形成与屏幕组织可提供64种字符点阵字符点阵图形：（1）字符发生器产生字符点阵代码。（7×9）（5×8点阵）…….……..字符点阵代码：11111110001000

0001000

0001000

0001000

0001000

0001000

0001000

0001000

ROM字符译码64×8单元行译码字符编码（ROM高6位地址）扫描线序号（ROM低3位地址）输出例.ABCDEF（2）屏幕组织每行字符逐线扫描。字符7×9，字符区9×141）扫描顺序2）间隔横向间隔2点（消隐）纵向间隔5线（消隐）6.3屏幕显示与显示器缓存(VRAM)的对应关系显存功能数据缓冲屏幕刷新对显存的操作直接影响屏幕显示。对应关系表现在：显存内容和容量的确定、显存地址组织、信息转换、同步控制。若显示规格为25行×80列，（1）A/N方式VRAM内容：基本容量=25×80=2KB1.显存内容和容量字符的编码（ASCII码）VRAM容量：（一字节存放一字符编码）若考虑字符属性，显存容量增加。（2）APA方式图形的象点代码VRAM内容：（一位存放一点，单色）VRAM容量：若显示规格为640点×200线，基本容量=8640×200=16KB若考虑颜色分辨率不变：颜色容量容量不变：颜色分辨率屏幕显示从左向右，自上而下，显存地址从低到高安排。2.显存地址组织3.信息转换能实现将A从屏幕左上角逐渐移向屏幕右下角吗？显存单元的地址由屏幕显示的行、列号决定。0127901224ABGF行号决定地址的高位列号决定地址的低位AAAAAA能实现在屏幕上将一行字符自下而上地滚动吗？如何将显存中的信息（字符编码/图形点代码）转换为字符/图形显示在屏幕上。（1）A/NVRAMA编码N编码D编码VRAMA点阵B点阵C点阵D点阵N点阵ROM屏幕移位寄存器并行串行AND字符编码字符发生器扫描时序一行点阵代码(并)移位器视频信号(串)显示头（2）APAVRAM屏幕移位寄存器并行串行一字节点代码(并)移位器视频信号(串)显示头0000111100000000000010010VRAM000000000000100100001111视频的发送与电子束扫描严格同步：4.同步控制电子束扫描到某点位置，相应视频应同时送到，控制点亮或不亮。需解决：何时访问显存，取字符编码或图形点代码？以控制产生视频信号。何时发水平同步信号？何时发垂直同步信号？以控制电子束扫描。在显示器中设置若干级计数器，对显示器点频进行若干级分频，产生相应控制信号。例.显示规格25行×80列，（1）A/N方式字符7×9,字符区9×147299点514线80字符25行设置4级计数器1）点计数器：点计数器字符计数器线计数器行计数器对一个字符的一行点计数。点频9：1一次点计数循环访问一次VRAM、ROM。2）字符计数器：对一帧的字符列计数。(80+l)：1一次字符计数循环发一次水平同步信号。3）线计数器：对一行字符的扫描线计数。14：1线计数值提供ROM低位地址。4）行计数器：对一帧的字符行计数。(25+m)：1帧频一次行计数循环发一次垂直同步信号。字符计数值提供VRAM列地址（低地址）。行计数值提供VRAM行地址（高地址）。例.显示规格800点×200线、单色（1）APA方式8点200线100字节设置几级计数器？何时访问VRAM？何时发水平、垂直